风电后市场微平台风电场机组变基础及电缆保护管在设计与施工中的改进

风电机组至机组变压器的1kV电缆是穿管敷设，且埋在混凝土当中，可参照GB-50217-2018《电力工程电缆设计标准》直埋敷设时允许载流量进行计算。

表2：（C.0.1-4）1~3kV交联聚乙烯绝缘电缆-直埋敷设时允许载流量(A)

根据表2不同电缆截面的载流量，来计算不同容量风电机组所需电缆的芯数。以P＝2500kW风电机组、YJV单芯电缆截面300为例，计算需要电缆的数量：

风力发电机出口电压U=0.69kV,功率因数为cosφ=0.95，

风电机组载流量I=P/Ucosφ=2500/0.69V×0.95=3442.03A

电缆数量N=I/I2=3442.03/495=6.95≈7根

按以上方法可以计算出不同风电机组容量所需电缆的芯数见表3。

表3：风电机组容量与1kV交联聚乙烯电缆载流量及数量对照表

表3灰色部分是推荐使用的电缆数量，一般采取四舍五入的方式确定。原则上铜芯电缆数量不超过8根，具体规格型号和数量要以设计单位的设计为准，如文中的项目是安装单机容量2200kW风电机组，设计选择1×400铝芯电缆，每相动力电缆6根，接地1根，共21根，每根管中敷设3根单芯电缆。

（二）电缆保护管规格选择

电缆保护管建议采用PE管，较之于PVC管，PE管具有耐腐蚀、抗老化、内壁光滑、使用寿命长、电气绝缘性能良好、抗低温冲击性能好，可在风电场环境温度范围内安全使用，冬季施工不受影响等优点。

以表1中的电缆外径，计算选择电缆保护管内径，根据GB-50217-2018《电力工程电缆设计标准》要求，管的内径不宜小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍，计算结果见表4，管内敷设电缆的数量，单芯电缆3根，三芯电缆1根。

表4：1kV电缆与电缆管内径对照表

表4灰色部分是推荐使用的电缆保护管的最小内径，具体使用规格要以设计单位的设计为准，电缆保护管的外径尺寸可通过内径尺寸加上两倍管壁厚并四舍五入的方式确定。如推荐使用的电缆规格型号是ZC-YJV-1kV-1×300，电缆外径29.7mm，每根管中敷设3根单芯电缆，电缆保护管最小内径94mm，可选择壁厚6.6mm（公称压力1.0Mpa）外径110mm的PE管。

不同电缆对应保护管的规格可参考表5。

表5：1kV电缆与电缆管外径对照表（公称压力1.0Mpa）

（三）预埋电缆管施工图设计

图1、图2是改进后的风电机基础、机组变压器基础电缆保护管设计，电缆保护管直接敷设至机组变压器基础内。

图1：风电机基础PE管敷设示意图

图2：改进后机组变压器基础施工图设计平面布局图（PE管敷设示意图）

（四）机组变压器基础结构布置

根据《中国华电集团有限公司风力发电工程设计导则》及机组变压器设计相关规定，选择适合风电机组的变压器容量，计算结果见表6。建议同一风电场容量相近的风电机组，机组变压器的基础结构平面布局尺寸一致。

变压器基础的设计应充分考虑方便电缆敷设和生产维护，不能生搬硬套设备厂家提供的基础图纸，招标时应要求投标方的机组变压器基础外形尺寸应满足招标文件所提供的外形尺寸，并在技术协议中落实。

表6：风电机组容量与机组变压器容量对照表

图3：改进前变压器基础结构平面布局图

四、施工工艺的改进

（一）预埋电缆管施工

图1是改进后的风电机基础电缆保护管施工图设计，图中标注预埋11根Φ150PE电缆管。电气部分设计选择ZRC-YJLV-0.6/1kV-1×400型号电缆，每相动力电缆6根、接地1根，共21根电缆，每根电缆保护管中敷设3根电缆，控制电缆用电缆管1根，备用电缆管3根，共需电缆保护管11根。

图4是按图1的设计要求采购的风电机基础PE管，左边是Φ150PE管，订购时要按所需管的长度购买，避免出现中间接头。图5是按图1的设计要求进行风电机基础PE管敷设的施工图片，电缆管直接由风电机基础内敷设至机组变压器内，施工工艺简便，没有中间接头方便管内敷设电缆。注意在基础回填土时保护好露在基础外面的PE管。在回填之前，先把基础外部的接地扁钢及接地极、降阻剂等施工完成，避免土石方的重复开挖。

图4：改进后的风电机基础PE管

图5：改进后的风电机基础PE管施工图

（二）机组变压器基础施工

改进后的机组变压器基础与风电机基础同时施工，进人孔与基础在一条直线上，加大了基础内的操作空间，与改进前比较，工程量并没有增加，施工工艺流畅、简便，外观整洁，基础坚固耐用。

按传统的机组变压器基础，与风电机基础分别施工，有进人孔但与基础不在一条直线上，与改进后比较，基础内的操作空间小了。操作平台是根据生产运行的要求后增加的，施工工艺较复杂，需要变更签证，增加了工程施工的时间和费用。

图9：改进后的机组变压器基础

图10：不建议使用的机组变压器基础