研究山地风场超长高压电缆试验方案.ppt

1、新能源分公司电仪工程公司新能源分公司电仪工程公司 灵魂战车灵魂战车QCQC小组小组 发布人：吴长令发布人：吴长令 研究山地风场超长高压电缆试验方案创新发展创新发展 追求卓越追求卓越小组名称灵魂战车QC小组小组所在部门新能源分公司组 长秦玉磊小组成员8人发布人吴长令小组登记日期2014年03月小组成立日期2013年12月TQC学习情况人均20课时以上课题类型创新型注册号2014-XNY-C-001小 组 成 员 概 况姓 名性别年龄文化程度职 务小组分工秦玉磊男44大专新能源电仪主任课题指导郭国勇男31大专新能源调试队长技术指导刘向晨男32大专质保主管技术指导单 祥男32大专专 工对策制定孔祥才

2、男26大专副队长对策实施吴长令男27大专技术员全面负责郝亮亮男23本科施工员对策实施孙逢俭男25大专技术员对策实施小组概况小组概况紫金山风场外线特点：1 1、地势高、风机机位间距远。、地势高、风机机位间距远。2 2、高压电缆、高压电缆+中间转接箱中间转接箱+电缆直埋，电缆直埋，无架空线路。无架空线路。3 3、高压电缆路径较长。、高压电缆路径较长。选择课题选择课题电压电压等级等级长度（长度（m）数量（根）数量（根）合计（根）合计（根）35kV20000111401502011300011000130008 5001000 17 29 500 12存在问题：选择课题选择课题公司现有的变频串联谐振试

3、验装置容量较小，公司现有设备不能达到试验要求。要完成此工程的电缆耐压试验需要购买容量足够的试验设备或者委托有试验能力的公司进行试验。经调研，仪器购置费用高达约为67万元，委托有试验能力的公司进行试验费用约为60万元。确定确定课题课题研究山地风场超长高压电缆试验方案。研究山地风场超长高压电缆试验方案。确定课题、目标确定课题、目标确定确定目标目标紫金山超长高压电缆试验成本控制在紫金山超长高压电缆试验成本控制在2525万元以内万元以内。可行性分析可行性分析承装、修、试一级资质承装、修、试一级资质我们QC小组成员具有电气试验资质，完成中电莱芜风电场、华电淄博风场、鲁能新疆十三间房风电场、中电投内蒙四子

4、王旗风电场、大唐莱州风电场、泗水风电场、华润随州风电场、华电蓬莱风场、华电郭家店风场、华电淄博风场、敦煌光伏站、华电龙口风场、瓜洲百万机组风电场等风场试验,有丰富的电缆试验经验。具有完成此试验的能力。人员资质人员资质 提出方案提出方案方案一：工频谐振试验法。方案一：工频谐振试验法。方案二：变频谐振试验法。方案二：变频谐振试验法。方案三：超低频试验法。方案三：超低频试验法。耐压试验方法耐压试验方法工频谐振法工频谐振法变频谐振法变频谐振法超低频法超低频法 提出方案提出方案方法方法配置图配置图原理及价格原理及价格工频谐振法变频谐振法 超低频法 1、激励变压器 2、可调电抗器 3、谐振操作台4、电动调

5、压器 5、交直流分压器工频谐振试验法的原理是利用电容器组与被试品并联，再与调感式电抗器串联构成谐振电路，通过调感来调谐，使得试验频率达到工频，然后调压升到试验耐压值。价格约6767万元1、变频电源 2、励磁变压器3、谐振电抗器4、电容分压器其工作原理是利用固定电抗器和被试品组成高压串联谐振的主回路，首先调节变频器的输出频率使得主回路达到谐振状态，然后调节调压器电压使被试电缆达到耐压值。价格约6565万元1、控制器2、第一级升压器 3、第二级升压器超低频高压发生器采用降低试验频率的方法来达到降低试验电源容量的目的。用0.1Hz超低频耐压试验替代工频耐压试验，具有同样的等效性。价格约1717万元提

6、出方案提出方案 工频谐振试验法工频谐振试验法 变频谐振试验法变频谐振试验法 超低频试验法超低频试验法安全性安全性经济性经济性准备周期准备周期可行性可行性最佳方法最佳方法优选最佳方案优选最佳方案提出方案提出方案 方案方案可可行行性性方案一方案一工频谐振试验法工频谐振试验法工频耐压虽然符合电缆的实际运行工况，但由于高电压、长距离的电缆的电容量很大，调感式电抗器的调节范围较小，从而使得工频谐振法在大电容量试品耐压试验中推广受到限制。方案二方案二变频谐振试验法变频谐振试验法与工频耐压试验相比，变频串联谐振法无需配置可调电抗器，只需增加调频电源设备。同时由于变频电源的频率调节范围较宽（一般为三十至几百赫

7、兹），只需要配备几种不同电感值的固定电抗器即可实现各种长度电缆的交流耐压试验。方案三方案三超低频试验法超低频试验法国家相关部门委托武汉高压研究所起草了35KV及以下交联聚乙烯绝缘电力电缆超低频（0.1Hz）耐压试验方法行业标准，国家正在推广这一方法。提出方案提出方案方案方案方案一方案一工频谐振试验法工频谐振试验法方案二方案二变频谐振试验法变频谐振试验法方案三方案三超低频试验法超低频试验法 安安全全性性1、高压试验，需注意人身、设备及被试品安全。2、该试验装置属于成套设备，其中激励变压器 约250kg，可调电抗器约1000kg，谐振操作台约60kg、电动调压器约300kg，仪器比较笨重，因此使用

8、时必须使用吊车进行搬运、6吨卡车运输。需多加注意搬运、运输安全。1、高压试验，需注意人身、设备及被试品安全。2、该试验装置属于成套设备，其中变频电源约200kg，励磁变压器约800kg，单节电抗器约1700kg（共两节电抗器），仪器比较笨重，因此使用时必须使用吊车进行安装、8吨卡车运输。需多加注意搬运、运输安全。1、高压试验，需注意人身、设备及被试品安全。2、该试验装置的控制器中4 kg左右，升压体1（30kV）重25 kg左右，升压体2（50kV）重45 kg左右，理论上容量约为工频的五百分之一。因此搬运、运输环节安全性相对高。提出方案提出方案 方案方案经经济济性性方案一方案一工频谐振试验法

9、工频谐振试验法仪器购买费：约67万机械费：吊车租赁费1500/天卡车租赁费500/天人工费：5人370元/人1天=1870元费用总计：6767万万+3870+3870元元/天天方案二方案二变频谐振试验法变频谐振试验法仪器购买费：约65万机械费：吊车租赁费1500/天 卡车租赁费500/天人工费：5人370元/人1天=1870元费用总计：6565万万+3870+3870元元/天天方案三方案三超低频试验法超低频试验法仪器购买费：约17万机械费：汽车租赁费500/天人工费：5人370元/人1天=1870元费用总计：1717万万+2370+2370元元/天天提出方案提出方案 方案方案准备准备周期周期方

10、案一方案一工频谐振试验法工频谐振试验法转场需吊车、卡车，配备人员多，转场一次大约需5050分钟。方案二方案二变频谐振试验法变频谐振试验法转场需吊车、卡车，配备人员多，转场一次大约需5050分钟。方案三方案三超低频试验法超低频试验法转场需汽车，配备人员较少，转场一次大约需4040分钟左右 结论：结论：通过分析，我们确定使用设备价格低、安全性高、经济性好、准备周期短的超低频试验法超低频试验法完成华润新能源随县紫金山风电场超长高压电缆的耐压试验。提出方案提出方案交联聚乙烯绝缘单芯电力电缆的电容量(F/km)参数如下表：162535507095120150185240270300100.150.170

11、.180.190.210.240.260.280.320.38-35-0.110.120.130.140.150.160.170.180.20电压kV电容量 F/km截面 mm2 根据电气装置安装工程 电气设备交接试验标准GB50150-2006规定，使用超低频试验法进行电缆耐压试验，耐压值为3U0，耐压时间60min。华润新能源随县紫金山风电场超长电缆型号为ZC-YJLY 26/35kV，需要的耐压试验值即为3 326=78 kV26=78 kV。紫金山风电场35kV天河口机4线柜电力电缆的截面为300mm2，总长度20km，可以计算出电缆最大电容量C C总总=0.20=0.2020=4.0

12、 20=4.0 F F。超低频试验法的设备选择超低频试验法的设备选择1 1、超低频试验设备选择、超低频试验设备选择提出方案提出方案我们结合超低频系列产品参数要求，根据华润新能源随县紫金山风电场电力电缆的试验电压78kV，负载能力4.0F。额定参数带载能力电源保险管产品重量30kV/20mA（峰值）0.1Hz,0.5F1.1F5A控制器：4升压体：250.05Hz,0.5F2.2F0.02Hz,0.5F5.5F50kV/30mA（峰值）0.1Hz,0.5F1.1F7A 控制器：4升压体：45 0.05Hz,0.5F2.2F0.02Hz,0.5F5.5F60kV/30mA（峰值）0.1Hz,0.5

13、F9A控制器：4升压体1（30kV）：25升压体2（30kV）：25 0.05Hz,0.5F1.5F0.02Hz,0.5F5.0F80kV/30mA（峰值）0.1Hz,0.5F15A控制器：4升压体1（30kV）：25升压体2（50kV）：450.05Hz,0.5F1.5F0.02Hz,0.5F4.5F 控制器1台、升压体1（30kV）1台，升压体2（50kV）1台选择了额定参数80kV/30mA（峰值）的超低频试验设备。提出方案提出方案2 2、超低频试验法的附属设备选择、超低频试验法的附属设备选择附属设备的确定附属设备的确定野外电源的选择野外电源的选择柴油发电机柴油发电机汽油发电机汽油发电机

14、运输车辆的选择运输车辆的选择皮卡皮卡依维柯依维柯电源汽油发电机 柴油 发电机参数输出电压 400V/230V额定功率 6kW额定电流 8.3A净重(kg)76燃料 汽油耗油量 0.5L/h输出电压 400V/230V额定功率 10kW额定电流 14.4A净重(kg)120燃料 柴油耗油量 4L/h租赁价格100元/天150元/天提出方案提出方案电源的选择电源电源要求要求根据最长的20km电力试验电源容量计算电缆的试验估算数据，电源容量80kV40mA=3.2 kW。所以试验电源容量不小于3.2kW即可满足要求。经分析比较，我们选用了相对轻便、耗油量低、经分析比较，我们选用了相对轻便、耗油量低、

15、租赁价格较低的租赁价格较低的6kW汽油发电机汽油发电机。电源皮卡 依维柯参数排量(L)：2.771 功率（kW）：70货厢栏板尺寸：长宽高 1680 1460 480(mm)总质量(kg):2575 前排载客:4人燃料种类:柴油排量(L)：2.798 功率（kW）：92货厢栏板尺寸：长宽高 1850 1840 590(mm)总质量(kg):4480 前排载客:6人 燃料种类:柴油提出方案提出方案车辆的选择车辆车辆要求要求 运输车辆需要装载试验仪器、测量仪表、汽油发电机、安全防护用品及常用工器具，同时能乘载试验人员四人以上。经分析比较，我们选用了载重量更大、乘载人数经分析比较，我们选用了载重量更

16、大、乘载人数更多的更多的依维柯依维柯作为运输车辆。作为运输车辆。提出方案提出方案综合以上分析综合以上分析 ，确定了如下最佳方案，确定了如下最佳方案风电场风电场35kV35kV超长电缆耐压试验选用超低频法超长电缆耐压试验选用超低频法选择额定电压选择额定电压80kV/30mA80kV/30mA(峰值峰值)的超低频设备。的超低频设备。试验电源选用试验电源选用6kW6kW汽油发电机。汽油发电机。运输车辆选用依维柯。运输车辆选用依维柯。试试验验方方案案制定对策制定对策开始开始试验方案试验方案提出论证提出论证资料报审资料报审试验准备试验准备电缆电缆核相核相正确正确是是测试屏蔽层测试屏蔽层与导体电阻比与导体

17、电阻比电缆电缆倒相倒相否否耐压前电缆耐压前电缆绝缘测试绝缘测试达到要达到要求求检查检查电缆电缆否否耐压耐压试验试验是是通过通过是是耐压后电缆耐压后电缆绝缘测试绝缘测试耐压不耐压不通过通过否否 电缆电缆 处理处理达到要达到要求求否否耐压完成耐压完成是是对策流程图对策流程图制定对策制定对策序号对策目标措施负责人地点实施时间1 资料报审 作业指导书编写12月23日之前完成作业指导书的编制审批工作。由技术员按照制定的方案编写作业指导书，编写完成后经项目部工程部、监理、业主审批，合格后投入使用。吴长令项目部2013-12-22仪器证书报审检查试验仪器精确、合格。扫描仪器检测报告经项目部、监理、业主审批，

18、合格后投入使用吴长令项目部2013-12-21技术、安全交底检查参与施工人员均接受交底，并办理签证。1、组织安保部、工程部、电仪工程处以及监理和业主进行技术、安全交底。2、所有与会人员都要在技术及安全交底上进行签证。吴长令项目部2013-12-242 试验准备租赁汽油发电机检查能满足试验用电源5kW。运输至试验位置，输出交流220V电源。孙建设随州县城 2013-12-21调用车辆检查能载4人且能装载超低频仪器一套。使用依维柯安全载4人、载仪器至试验地点。刘德岭项目部2013-12-213 电力电缆交流耐压试验 电缆核相检查电缆两侧相序对应一致。一端电缆一相接地，另一端对应相序用万用表测量与地

19、的通断。吴长令、郝亮亮、孙逢俭升压站箱变旁2013-12-25测量电阻比检测电缆无断裂及屏蔽层锈蚀等缺陷。使用变压器直阻测试仪测试吴长令、郝亮亮、孙逢俭升压站箱变旁2013-12-25耐压前电缆绝缘测试检测电缆的绝缘值（80M）。使用电动兆欧表测试吴长令、郝亮亮、孙逢俭升压站箱变旁2013-12-25电缆耐压试验达到78kV，时间60min不击穿，电缆不发热。使用超低频装置测试吴长令、郝亮亮、孙逢俭升压站箱变旁2013-12-25耐压后电缆绝缘测试耐压前后绝缘值相差不大（且80M）。使用电动兆欧表测试吴长令、郝亮亮、孙逢俭升压站箱变旁2013-12-25对策实施对策实施资料报审资料报审1仪器校

20、验报告仪器校验报告作业指导书作业指导书技术交底技术交底安全交底安全交底 对策目标检查：对策目标检查：2013年12月24日，作业指导书、仪器报审合格，能投入使用，随后试验有关人员进行了技术、安全交底，并都签字确认。对策实施对策实施试验准备试验准备2超低频试验装置超低频试验装置汽油发电机汽油发电机运输车辆运输车辆对策目标检查：对策目标检查：2013年12月21日，80kV/30mA（峰值）的试验设备运输至项目工地。6kW汽油发电机到位，输出容量满足要求。南京依维柯到位能够满足仪器及人员运输要求。对策实施对策实施电力电缆交流耐压试验电力电缆交流耐压试验3电缆型式电缆型式额定电压（额定电压（kVkV

21、）运行电压（运行电压（kVkV）截面积截面积(mm(mm2 2)ZC-YJLY26/35353300长度（长度（kmkm）绝缘种类绝缘种类终端头型式终端头型式制造厂制造厂13.013.0交联聚乙烯冷缩远东电缆有限公司箱变侧电缆终端头箱变侧电缆终端头电缆中间头电缆中间头对策实施对策实施1.核相核相2.测量电阻比测量电阻比3.耐压前电缆绝缘测试耐压前电缆绝缘测试4.仪器调试仪器调试5.A相电缆耐压相电缆耐压6.达到耐压值达到耐压值78kV，并保持，并保持60min试验流程：试验流程：7.A7.A相交流耐压试验通过后，重复流程相交流耐压试验通过后，重复流程5 5及流程及流程6 6对电缆对电缆B B相

22、、相、C C相进行试验。相进行试验。8.8.交流耐压后绝缘电阻测试：重复流程交流耐压后绝缘电阻测试：重复流程3 3，测量电缆相间及对地的绝缘电阻，测量电缆相间及对地的绝缘电阻值及吸收比。值及吸收比。试验结束试验结束对策实施对策实施电缆试验报告电缆试验报告35kV35kV配电室配电室#6#6线柜于线柜于20132013年年1212月月2626日倒送电日倒送电至至#20#20箱变，箱变，送电过程顺利，送电过程顺利，安全运安全运行至今行至今，未发现任何绝，未发现任何绝缘缺陷。缘缺陷。对策实施对策实施箱变至箱变间电缆耐压箱变至箱变间电缆耐压箱变至分接箱间电缆耐压箱变至分接箱间电缆耐压效果检查效果检查电

23、缆敷设位置电缆敷设位置试验日期试验日期长度（长度（m m）试验电压试验电压 试验频率试验频率试验时间试验时间结果结果1#箱变至2#箱变2014.01.1172078kV0.02Hz360min合格2#箱变至分支箱1#2014.01.1191078kV0.02Hz360min合格3#箱变至分支箱1#2014.01.1142078kV0.02Hz360min合格分支箱1#至分支箱2#2014.04.2450078kV0.02Hz360min合格5#箱变至4#箱变2014.04.2538078kV0.02Hz360min合格4#箱变至分支箱2#2014.04.2580078kV0.02Hz360mi

24、n合格分支箱2#至分支箱3#2014.04.241150115078kV0.02Hz360min合格7#箱变至6#箱变2014.04.2536078kV0.02Hz360min合格6#箱变至分支箱3#2014.04.2565078kV0.02Hz360min合格分支箱3#至分支箱4#2014.04.2467078kV0.02Hz360min合格8#箱变至9#箱变2014.04.2676078kV0.02Hz360min合格9#箱变至分支箱4#2014.04.2650078kV0.02Hz360min合格10#箱变至分支箱5#2014.04.2672078kV0.02Hz360min合格11#箱

25、变至10#箱变2014.04.2652078kV0.02Hz360min合格分支箱4#分支箱5#2014.04.2439078kV0.02Hz360min合格分支箱5#至升压变电站 2014.04.22200002000078kV0.02Hz360min合格12#箱变至13#箱变2014.06.1537078kV0.02Hz360min合格13#箱变至分支箱6#2014.06.152020202078kV0.02Hz360min合格16#箱变至17#箱变2014.06.1560078kV0.02Hz360min合格17#箱变至15#箱变2014.06.151940194078kV0.02Hz3

26、60min合格15#箱变至分支箱6#2014.06.151760176078kV0.02Hz360min合格29#箱变至28#箱变2014.06.1746078kV0.02Hz360min合格28#箱变至27#箱变2014.06.1736078kV0.02Hz360min合格26#箱变至27#箱变2014.06.1738078kV0.02Hz360min合格27#箱变至30#箱变2014.06.171320132078kV0.02Hz360min合格30#箱变至分支箱7#2014.06.161470147078kV0.02Hz360min合格分支箱6#至分支箱7#2014.06.1639603

27、96078kV0.02Hz360min合格分支箱7#至25#箱变2014.06.1659078kV0.02Hz360min合格25箱变至升压变电站2014.01.11150001500078kV0.02Hz360min合格33#箱变至32#箱变2014.01.0142078kV0.02Hz360min合格31#箱变至32#箱变2014.01.0138078kV0.02Hz360min合格32箱变至24#箱变2014.01.041005100578kV0.02Hz360min合格24#箱变至23#箱变2014.01.0449078kV0.02Hz360min合格23#箱变至22#箱变2014.0

28、1.0444078kV0.02Hz360min合格23#箱变至21#箱变2014.01.0480078kV0.02Hz360min合格21#箱变至20#箱变2014.01.0265078kV0.02Hz360min合格20#箱变至Z19#箱变2014.01.0252078kV0.02Hz360min合格19#箱变至Z18#箱变2014.01.0253078kV0.02Hz360min合格18#箱变至Z14#箱变2014.01.0163078kV0.02Hz360min合格20#箱变至升压变站2013.12.25130001300078kV0.02Hz360min合格全部电缆试验数据汇总表全部电

29、缆试验数据汇总表 最终用超低频法于最终用超低频法于20142014年年6 6月月1717日全部试验完毕，且后期日全部试验完毕，且后期全部带电安全运行。全部带电安全运行。效果检查目标值检查：目标值检查：全部试验总用时12天，各项费用统计如下表：序号费用项目费用统计备 注1超低频仪器购置费用2其他仪器折旧费（12天）3运输车辆使用费用4运输车辆燃油费用5汽油发电机租赁费用6汽油油耗费用7人工费用合计170000170000元元1 1套套=170000=170000元元173173元元+245+245元元=418=418元元88.688.6元元1212天天=1063=1063元元6.06.0元元18

30、3183升升=1098=1098元元100100元元1212天天=1200=1200元元6.86.8元元4 4升升1212天天=326=326元元370370元元5 5人人1212天天=22200=22200元元电动兆欧表折旧：433元/月直阻测试仪折旧：613元/月依维柯折旧：2658元/月依维柯为柴油车，每百公里油耗14.5升，合计用油18升。0.5升/小时，每天工作8小时包含司机1人19.630519.6305万元万元目标值检查结论：目标值检查结论：目标成本控制在目标成本控制在2525万元以内，实际成本为万元以内，实际成本为19.630519.6305万元，小组目标实现。万元，小组目标实

31、现。效果检查经济效应：经济效应：序号费用项目费用统计备 注1仪器购置费用650000元1套=650000元 2其他仪器折旧费（12天）173元+245元=418元电动兆欧表折旧：433元/月直阻测试仪折旧：613元/月3运输车辆租赁费用500元12天=6000元该设备较笨重，需卡车运输，卡车租赁费用：500元/天4试验装置吊装车辆费用1500元12天=18000元该试验装置较笨重，需要吊车装卸及组装，吊车租赁费用：1500元/天5柴油发电机租赁费用150元12天=1800元该试验装置容量较大，需柴油发电机提供试验电源6柴油发电机油耗费用6.0元32升12天=2304元4升/小时，每天工作8小时

32、7人工费用370元5人12天=22200元包含司机1人合计70.072270.0722万元万元采用变频谐振试验法费用采用变频谐振试验法费用：经济效应经济效应=变频谐振试验法费用变频谐振试验法费用-超低频试验法实际费用超低频试验法实际费用 =70.0722=70.0722万元万元-19.6305-19.6305万元万元 =50.4417=50.4417万元万元效果检查社会效应：社会效应：通过超低频法的使用，减少了试验成本，节通过超低频法的使用，减少了试验成本，节约了工作时间。受到了监理和业主等的一致好约了工作时间。受到了监理和业主等的一致好评，为公司赢得了荣誉。评，为公司赢得了荣誉。同时为超低频

33、耐压试验在全国的同时为超低频耐压试验在全国的推广推广使用提使用提供了供了依据依据。制定巩固措施1 1、超低频耐压法在超长高压电缆的应用是我公司首例。我们总、超低频耐压法在超长高压电缆的应用是我公司首例。我们总 结了试验中出现的问题及解决方法，编写了结了试验中出现的问题及解决方法，编写了超低频耐压试超低频耐压试 验应用作业手册验应用作业手册以供推广使用。以供推广使用。2 2、已推广至华润新能源随州二妹山风电场三期工程、华润新能源、已推广至华润新能源随州二妹山风电场三期工程、华润新能源 贵州锦屏青山界风电场工程、华润新能源贵州黎屏竹山风电贵州锦屏青山界风电场工程、华润新能源贵州黎屏竹山风电 场工程

34、，为我公司积累了宝贵的经验。场工程，为我公司积累了宝贵的经验。巩固措施巩固措施 QC QC小组活动程序是分析问题、小组活动程序是分析问题、解决问题的最好方法，我们将围解决问题的最好方法，我们将围绕绕提高汽油发电机电源输出稳提高汽油发电机电源输出稳定性定性为题继续开展活动。为题继续开展活动。总结及打算总结及打算 小组成员掌握新的电缆耐压小组成员掌握新的电缆耐压方法，完成了紫金山风电场的超方法，完成了紫金山风电场的超长电缆试验。长电缆试验。同时增进了组员的团结、创同时增进了组员的团结、创新精神。新精神。创新发展创新发展 追求卓越追求卓越敬请各位专家与评委敬请各位专家与评委提出宝贵指导意见提出宝贵指导意见谢谢谢谢