降低風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的電纜成本

隨著渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造行業(yè)的發(fā)展和日趨成熟，如何地使用成為了風(fēng)力發(fā)電機(jī)原始設(shè)備制造商（OEM）們簡(jiǎn)化生產(chǎn)制造流程的一個(gè)重要領(lǐng)域
    隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等因素帶動(dòng)了風(fēng)能的上漲勢(shì)頭，在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)也產(chǎn)生了許多技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，特別是在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的規(guī)模大小和發(fā)電容量不斷增長(zhǎng)的今天。 
    漫不經(jīng)心的觀(guān)察者們往往會(huì)忽視電纜在風(fēng)力發(fā)電中起到的至關(guān)重要的作用。一臺(tái)渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)可能包含多達(dá)50到100種類(lèi)型的電纜，包括在機(jī)艙、發(fā)電塔和基座里，每條電纜都在輸配電、控制或通訊中起著不同的作用。電纜制造商有責(zé)任使得他們的客戶(hù)能夠從基礎(chǔ)設(shè)施的投資中獲得更多。 
渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)電纜的構(gòu)造具有一定的要求 
    一臺(tái)渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)電子組件的配置決定了所使用電纜的類(lèi)型和構(gòu)造。機(jī)艙中的發(fā)電組件包括發(fā)電機(jī)、變速箱、傳動(dòng)和制動(dòng)系統(tǒng)。他們通過(guò)回路電纜連接到發(fā)電塔上，這樣命名是因?yàn)榛芈冯娎|會(huì)在風(fēng)中旋轉(zhuǎn)并形成回路連接入機(jī)艙?；芈冯娎|將電力傳輸?shù)桨l(fā)電塔的下段部分，那里的電纜在連接到電網(wǎng)以前就已經(jīng)被固定在了發(fā)電塔的結(jié)構(gòu)之中。 
    渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電纜都是典型的低電壓（LV）和中電壓（MV）電纜，選擇使用這樣的電纜是根據(jù)電壓的范圍、發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)以及變壓器的位置，這些都是決定性的因素。為了將電壓從低電壓（LV）發(fā)電機(jī)提升到20~36kV的程度，以便傳輸?shù)诫娋W(wǎng)中，變壓器可以安置在機(jī)艙中、發(fā)電塔下層結(jié)構(gòu)的*甚至不安置在發(fā)電塔中。 
    對(duì)于安置在機(jī)艙內(nèi)的變壓器，使用額定功率為36kV的中壓電纜將變壓器連接到位于發(fā)電塔基座的分配點(diǎn)上。這使得渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠在更高的電壓下操作并生產(chǎn)更多的電力，這是目前陸上渦輪風(fēng)力發(fā)電的一種流行趨勢(shì)。相反，當(dāng)變壓器被安置在*或發(fā)電塔的下部時(shí)，將使用一種額定功率為0.6~1kV的低電壓電纜連接發(fā)電機(jī)和變壓器。 
    在使用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DFIG）時(shí)，無(wú)論是低壓LV和‘低’MV電纜，都可以作為回路電纜在機(jī)艙和發(fā)電塔之間進(jìn)行安裝。除了渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本配置，電纜使用的位置和作用也決定了所使用電纜的類(lèi)型，所有的電纜需要符合UL和CSA的標(biāo)準(zhǔn)。尤其是回路電纜必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，以滿(mǎn)足特殊應(yīng)用的需求。 
四種類(lèi)型的渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)電纜 
◆ 機(jī)艙電力電纜：機(jī)艙中的低壓電纜需要能夠抵御機(jī)艙中嚴(yán)峻的環(huán)境，具有一個(gè)較小的彎曲半徑、耐侵蝕性的化學(xué)品和臭氧，能夠承受zui高溫度105℃，zui低溫度-40℃。機(jī)艙中的低壓電纜往往使用具有絕緣功能的由橡膠或其他類(lèi)似性能化合物制成的護(hù)套。單芯中壓電纜也在機(jī)艙中起到了一定的作用，常常作為電力輸出連接H級(jí)發(fā)電機(jī)的繞欄和電流轉(zhuǎn)換器。這些電纜都需要能夠在高達(dá)180℃的極熱環(huán)境中傳輸大量的電流，并且還必須硅絕緣。 
◆ 機(jī)艙到發(fā)電塔的回路電纜：從機(jī)艙往下延伸作為回路電纜使用的中壓和低壓電纜需要既輕又靈活，使它們能夠承受四個(gè)方向全旋轉(zhuǎn)的機(jī)艙所產(chǎn)生的zui大扭應(yīng)力。根據(jù)要求，回路電纜有單、3或4芯等不同的類(lèi)型?；芈冯娎|的絕緣和護(hù)套需要能夠耐油、耐磨損、抗紫外線(xiàn)和臭氧以及具有-40℃到90℃的工作溫度。對(duì)于低煙無(wú)鹵素（LS0H）絕緣和護(hù)套材料的需求也有所增長(zhǎng)，并且使用壽命的測(cè)試已經(jīng)證實(shí)了這些電纜能夠符合渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)使用壽命。 
◆ 發(fā)電塔電纜：連接機(jī)艙與位于發(fā)電塔基座的開(kāi)關(guān)設(shè)備，無(wú)論變壓器位于機(jī)艙或塔身，發(fā)電塔電纜都是回路電纜的延伸。在變壓器位于渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的情況下，MV回路電纜作為一個(gè)單一的長(zhǎng)度延伸到開(kāi)關(guān)設(shè)備。反之，在變壓器位于塔身的情況下，低壓回路電纜為了得到的傳輸效果通常使用一種具有高導(dǎo)電性的銅或鋁制成并固定安裝連接到變壓器。無(wú)論怎樣安排，LV和MV電纜都需要具有耐油、耐磨、抗紫外線(xiàn)和臭氧等性能。還需要能夠在-40℃到90℃的環(huán)境下可靠運(yùn)行，這些都在LS0H的設(shè)計(jì)中都具有一定的要求。 
◆ 通信電纜：在渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電纜設(shè)置中還包括了控制和數(shù)據(jù)傳輸電纜。在從2到100芯的電纜中，控制電纜是zui靈活的，通常為了屏蔽EMC需要帶有300V到1kV的小電流來(lái)控制渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、制動(dòng)、定位和轉(zhuǎn)子的速度。在另一方面，電子和數(shù)據(jù)傳輸電纜能夠傳輸信號(hào)來(lái)控制所有的電子和機(jī)械設(shè)備以及傳輸傳感器測(cè)量風(fēng)速、溫度和性能的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在越來(lái)越多地使用屏蔽EMC和具有熱塑性調(diào)整的 2~5芯多芯多對(duì)傳感電纜來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。兩芯總線(xiàn)電纜與電力電纜平行進(jìn)行電子信號(hào)的傳輸來(lái)控制電子和機(jī)械設(shè)備。