本文轉(zhuǎn)載自【南方電纜網(wǎng)】
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)起源于歐洲﹐全球風(fēng)電市場于上世紀(jì)九十年代開始以年均30%以上增速高速發(fā)展﹐2000年后隨著歐洲市場日漸飽和而略有回落。2005年后﹐全球風(fēng)電市場進(jìn)入新一輪發(fā)展高峰。據(jù)預(yù)測,2020年全世界風(fēng)能裝機容量將達(dá)到12.31億千瓦﹐屆時風(fēng)電將占世界電力供應(yīng)的12%。據(jù)測算﹐這意味著20%平均增速的主要推動力﹐來自亞洲和美洲。
我國幅員遼闊﹐海岸線長﹐風(fēng)電資源豐富。國內(nèi)10米高度層的風(fēng)能資源總儲量為32.26億千瓦﹐其中實際可開發(fā)利用的約2.53億千瓦。但我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢﹐行業(yè)拐點來自2004年后的能源價格上漲以及政策推動。隨著煤炭﹑石油等化石能源價格迅速上漲﹐《可再生能源法》﹑節(jié)能減排政策的頒布實施﹐風(fēng)電市場需求迅猛增長。截至2006年年底﹐我國大陸共建成風(fēng)電場91個﹐安裝風(fēng)電機群群組3,311臺﹐總裝機容量為2,596萬千瓦﹐居世界第5﹐亞洲第2。但目前風(fēng)能開發(fā)利用水準(zhǔn)仍然不高﹐僅占陸地可利用風(fēng)能的0.19%左右。
我們基本維持對風(fēng)電設(shè)備行業(yè)的前期觀點﹕國內(nèi)風(fēng)電投資的"跑馬圈地"帶動風(fēng)電設(shè)備需求。預(yù)計2010年國內(nèi)風(fēng)電累計裝機容量約1,400萬千瓦﹐新增裝機容量350萬千瓦左右﹐年增速約25%;穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的風(fēng)機設(shè)備供不應(yīng)求﹐主要制造廠商產(chǎn)能緊張﹐目前接單都在2009年才能交貨﹔在兆瓦級風(fēng)機市場﹐外資產(chǎn)品占據(jù)較高的市場份額﹔風(fēng)機配件供應(yīng)存在瓶頸﹐供應(yīng)鏈瓶頸有望在2009年打破。
目前﹐我國對作為風(fēng)電重要組件之一--風(fēng)能電纜的研發(fā)幾乎是空白﹐大量高端電纜產(chǎn)品需進(jìn)口﹐國內(nèi)只有極少數(shù)﹐例如天津安琪爾普睿司曼電纜有限公司等﹐投入研發(fā)﹐高端風(fēng)能電纜國產(chǎn)化道路任重道遠(yuǎn)﹐這必須引起國內(nèi)電纜企業(yè)的高度重視。
由于風(fēng)力發(fā)電的環(huán)境惡劣﹐風(fēng)機使用年限又要求很長﹐且電纜隨風(fēng)機不斷旋轉(zhuǎn)﹐故對電纜結(jié)構(gòu)有特殊的要求﹐進(jìn)口電纜價格昂貴﹐研發(fā)國產(chǎn)風(fēng)能電纜是擺在我國電線電纜企業(yè)迫切的任務(wù)。
發(fā)電機定子采用超高壓電纜﹐圓形電纜將取代矩形銅排﹐可使發(fā)電機并網(wǎng)不用變壓器﹐從而大幅度降低造價。按照優(yōu)化設(shè)計原則﹐大型電機的定子鐵芯槽型為矩形﹐槽內(nèi)的線圈或線棒也選擇矩形截面﹐以提高槽滿率。然而這種矩形截面導(dǎo)體的電場強度沿四周的分布是不等的﹐其四個角部高達(dá)9KV/mm﹐而四個直邊部分卻只有3KV/mm。這將導(dǎo)致絕緣材料的很大浪費。具有圓形截面的電纜不存在這個問題﹐電場強度均勻分布。從根本上消除了角部場強集中﹐絕緣厚度不均和不能減薄等問題。這項改革可使用電場強度由原來的2.5KV/mm提高到15KV/mm。這種圓形電纜采用工業(yè)化大量生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯絕緣﹐成本較低﹐而電壓卻可高達(dá)500KV﹐影響電壓選擇因素很多﹐如電網(wǎng)的連接﹑地方調(diào)節(jié)細(xì)則﹑單位表面最大風(fēng)能輸出﹑到網(wǎng)站的距離﹑對環(huán)境的影響等。發(fā)電機的輸出電壓提高到高壓電網(wǎng)的水準(zhǔn)﹐就無需再經(jīng)過升壓變壓器并網(wǎng)。用于發(fā)電機的圓形的電纜換不需要金屬外殼屏蔽﹐雖然他們都采用同樣材料和固體擠壓絕緣工藝技術(shù)﹐同屬于市場上流行的標(biāo)準(zhǔn)件商品。
圓形電纜的結(jié)構(gòu)特點是:電纜絕緣由內(nèi)半導(dǎo)電體﹑固體絕緣材料(由交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成)﹑外半導(dǎo)電層構(gòu)成。絕緣材料內(nèi)部有單根導(dǎo)線分層絞扭﹐其中有一根中心直線﹐以該直線為圓心在其周圍布設(shè)每層圓周圍6﹑12﹑18﹑24﹑30﹑36根導(dǎo)線﹐(還有4根單線﹐形成一層導(dǎo)線)﹐各層導(dǎo)線以相反方向捻扭。電纜最外層﹐即外導(dǎo)體層出于接地的零點位﹐其優(yōu)點是在繞群群組內(nèi)部不會出現(xiàn)局部放電和電暈放電﹐感應(yīng)出的電壓是沿著繞群群組群群組由零點逐步升至電網(wǎng)電壓﹐沿繞群群組長度存在著不同的電場強度﹐經(jīng)過計算﹐把繞群群組的第一匝做得細(xì)一點﹐對相繼的線匝采取逐步加厚絕緣的辦法﹐這就要求能生產(chǎn)出具有不同直徑的電纜來制作繞群群組﹐同時也改善了鐵芯的空間利用率。繞群群組電纜是整根的﹐中間沒有接頭。