山地風電項目地埋式集電線路施工關鍵技術研究

王衛(wèi)

摘要：文章旨在研究山地風電項目地埋式集電線路選擇最優(yōu)路徑以節(jié)約材料，同時合理規(guī)劃施工方法以提高效率，提高經(jīng)濟效益。

關鍵詞：山地風電;地埋電纜;最優(yōu)路徑;施工方法;提高效率

我國自2008年大力發(fā)展風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)以來，風力發(fā)電機組如雨后春筍般在中華大地矗立生長。其中內(nèi)蒙古、新疆、青海等平原地區(qū)因其風資源及地利優(yōu)勢，風電機組裝機容量增長尤為明顯，但以上地區(qū)也因建設容量較大，當?shù)丶爸苓叺貐^(qū)消納能力有限等因素，導致棄風率較高，風電項目建設開始向南方轉(zhuǎn)移。而南方大部分有風資源的地區(qū)，除海上風電外就是山地風電。如今隨著習近平總書記提出碳達峰碳中和的目標，山地風電項目也將迎來新一波的建設高峰。與平原風電不同，山地風電項目集電線路因重覆冰區(qū)、處多雷區(qū)、酸雨、維護難度等問題，大部分山地風電場會采用地埋式電纜，而非使用架空線路。為此，本文圍繞山地風電項目集電線路工程，對路徑優(yōu)化、施工方法等要點進行深入分析。

1 山地風電集電線路設計優(yōu)化研究

1.1 山地風電集電線路設計問題

山地風電項目地埋式集電線路電纜設計時間一般在項目開工前完成設計，電纜路徑設計根據(jù)山地地形圖及道路設計情況，90%的電纜是沿道路內(nèi)側設計走向。但因山地風電大部分風機機位設計在獨立山頭，道路曲折，電纜沿道路敷設則電纜使用量較大，且因電纜路徑較長，設計考慮壓降等問題，電纜越長線徑也會增大，從而導致采購成本及施工成本較高。

1.2 山地風電集電線路路徑優(yōu)化

為達到節(jié)約電纜使用量的目的，在山地風電項目道路基本成型之后，根據(jù)設計給出的路徑設計圖以及現(xiàn)場實際地形，由測量及設計人員沿道路及每個機位逐個優(yōu)化每條電纜的敷設路徑，最終形成該山地風電項目最優(yōu)路徑，再根據(jù)已優(yōu)化的路徑長度調(diào)整電纜線徑。以此方式做出優(yōu)化設計方案后，電纜沿道路走向量將從90%降低至60%左右，電纜使用量將減少20%以上，部分主回路電纜線徑可降低一級。

2 沿道路電纜敷設施工管理要點研究

2.1 沿道路電纜敷設交叉作業(yè)問題

經(jīng)路徑優(yōu)化后的地埋電纜路徑走向仍有一部分是沿著道路進行走向設計，因此，電纜敷設與道路施工、大件運輸存在交叉作業(yè)問題。電纜敷設作為施工非主線工作內(nèi)容，施工期間不能影響道路施工及大件運輸，并且沿道路敷設的電纜施工時還要破壞原有道路，如在大件運輸前進行施工，則原有道路遭到破壞后很可能導致后期大件運輸困難，造成損失。但如果電纜敷設等到大件運輸完成后再施工，則無法滿足風機吊裝完成一臺并網(wǎng)一臺的工期要求，導致風機并網(wǎng)時間延后，造成發(fā)電量損失。

2.2 沿道路電纜敷設施工要點

針對以上沿道路電纜敷設的種種問題，為滿足風機吊裝完成一臺并網(wǎng)一臺的工期要求，電纜敷設必須在大件運輸前完成。為實現(xiàn)該目標，施工方式可分為以下兩點。

2.2.1 電纜敷設與道路施工同步進行

因山地風電道路分為主路公用部分及各分支道路通往機位部分。主路公用部分為最先開挖修建，因主路修建完成后還不能立即進行大件運輸，因此在主路修建過程中完成該部分電纜敷設，則不影響風電場的大件運輸。

在主路公用部分修建過程中，可先將沿該道路敷設的電纜測量完成。待電纜到達現(xiàn)場后，主路公用部分形成毛路，暫未完成碾壓前，用挖機將道路內(nèi)測電纜溝開挖成型，施工單位即可進行該部分電纜敷設，敷設完成后鋪沙蓋磚，做好電纜防護，再埋入電纜標識后;對電纜溝進行層層夯實回填，回填完成后再對主路公用部分進行道路分層碾壓，主路成型。該方式即能提前完成主路部分的電纜敷設及保護，亦不會造成道路的二次破壞，解決交叉作業(yè)難題。

2.2.2 電纜敷設在大件運輸前施工

上文提到各分支道路通往機位部分，因該部分道路修建完成后即進入大件運輸環(huán)節(jié)，如果再與道路同步施工，則會造成運輸及風機吊裝工期延誤。

因此該部分電纜的施工方式為先將電纜沿公路展放，施工時間控制在1天，電纜展放完成后立即將電纜放到邊坡上，用鋼筋樁打入邊坡中將電纜承托在邊坡上。這樣電纜敷設在大件運輸前不破壞成型道路，等大件運輸完成后再挖電纜溝進行回填等工作。這樣即不影響風機發(fā)電并網(wǎng)，也不影響大件運輸及風機吊裝工期。

3 山體中電纜敷設施工要點研究

3.1 山體中電纜敷設難點

經(jīng)過設計優(yōu)化后的電纜路徑，雖減少了沿道路施工的電纜量，但因此也相對增加了山體中電纜敷設的長度。

山體中電纜敷設施工，若繼續(xù)使用挖機進行開挖，不僅開挖量較大，開挖時間較長，且因部分位置為巖石層，開挖成本也將提高。與此同時，挖機所過路徑寬度將達到3m以上，對于風電場的環(huán)境破壞尤為嚴重。

3.2 山體中電纜敷設施工要點

因為以上原因，山體中電纜敷設使用人工開挖較為合適。首先在電纜敷設之前，我們需要使用人工清理出一條狹小的電纜路徑，便于電纜敷設施工。清理出電纜路徑以后，暫時不進行電纜溝開挖，因為在電纜路徑中很可能會遇到巖石層，巖石層用人工開挖到0.8m以上的深度極為困難耗時，且電纜溝如果高低不平在電纜敷設施工過程中，還極易造成電纜損傷。

因此電纜路徑清理出后，立即開始電纜敷設施工，先將電纜展放完成，然后擺放在電纜路徑一旁，再用人工進行電纜溝開挖。人工電纜溝開挖最大的難點就在于巖石層的開挖，對此，電纜路徑在巖石層的位置，若開挖至設計深度難度過大，則采用小推車、馬、人力等方式運輸一些沙石料、磚頭、水泥等材料，電纜路徑設計在巖石層的位置，使用少量磚砌混凝土的形式，對電纜進行保護，以此使用少量材料節(jié)約人工。

4結語

1.山地風電項目地埋式集電線路路徑設計優(yōu)化后能夠節(jié)省幾千米的電纜，且優(yōu)化路徑僅在幾天內(nèi)即可完成，此為山地風電項目成本節(jié)約的一大要素。

2.山地風電項目地埋式集電線路作為非主線施工內(nèi)容，需要盡可能的避免影響道路施工及大件運輸，因此選擇合適的施工時機不僅可以縮短施工周期，也能為后期風機發(fā)電創(chuàng)造最佳效益。

3.對于埋設于山體的電纜而言，有效利用人工開挖，創(chuàng)新電纜保護方式不僅可以節(jié)約機械資源，亦能起到保護環(huán)境的作用，一舉兩得。

參考文獻：

[1] 楊靖文，張雙益.風電場發(fā)電量折減精細化評估研究[J].水電與新能源，2019，33（10）：69-73.

[2] 宋海平.關于某風電場風機變流器故障處理分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2018，0（35）：129-130.