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海底电缆怎么铺设,我国第一条海底电缆铺设在丨天津天易-凯发国际ag

2020-10-26
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海上风电场作为一个离岸的发电厂,需要源源不断地把发出的电力输送到岸上并入电网,同时需要分秒不停地与陆上集控中心进行信息交互。因此,海上风电的电力和通讯传输都是依靠海底电缆实现的。


1、海上风电的电缆类型


海上风电场的海底电缆的一端连接风电机组,另一端连接陆地升压站或集控中心,中间可能还要连接海上升压站或换流站。目前,我国海上风电场升高电压通常采用二级升压方案,即风电机组输出电压经箱变升压至35kv后,分别通过35kv海底电缆汇流至110kv或220kv升压站,最终通过110kv或220kv线路接入电网。因此,海上风电常用的海底电缆主要是35kv、110kv和220kv三种。


海底电缆在海上风电的应用

海底电缆在海上风电的应用

图1 海底电缆连接示意图


2、海上风电海底电缆两端连接


海底电缆并不像缆绳和绳索一样可以随意弯曲,电缆最小弯曲半径一般为电缆直径的6倍,而海底电缆的直径一般都在200mm以上,因此海底电缆的弯曲半径需要1.2m以上。过度的弯曲会造成电缆的破坏,因此在与结构连接时需要对电缆做好保护工作。海底电缆在风电基础附近一般会安装一段弯曲限制器,然后通过j型管进入风电基础。


海底电缆在海上风电的应用

图2 弯曲限制器


海底电缆在海上风电的应用

图3 海底电缆 j型管


海底电缆登陆端连接陆地升压站或集控中心。在登陆点通常会将电缆放置在石砌电缆沟或混凝土槽内,再回填泥沙,盖上盖板。


海底电缆在海上风电的应用

图4 海底电缆登陆端施工


3、海底电缆中间段


海底电缆在中间段一般埋在海底,除非无人类活动或有良好的海洋环境。海上风电位于近岸浅海区域,人类活动频繁,海底环境复杂。浅海区域海底冲刷严重,海底电缆裸露在海床上可能会引起海床冲刷掏蚀,出现海缆部分悬空而产生电缆过度弯曲损坏的风险;此外近海区域船舶的拖网、抛锚操作频繁,裸露的海底电缆风险较高,因此海上风电中间段均采用埋设的方法,将电缆埋在海底下2m左右。


随着海上风电往深远海发展,到达水深较深区域,如海底水流基本静止,且无人类活动,海底电缆可以不埋设。


海底电缆在海上风电的应用


4、漂浮式海上风电的动态电缆


随着海上风电往深远海发展,漂浮式海上风电正在逐步实现,如欧洲已建成的hywind和windfloat等(见前期漂浮式风电系列文章,hywind漂浮式风电技术简析、windfloat漂浮式风电技术简析等)。与固定式风电基础不同,漂浮式海上风电基础会在风、潮汐、波浪、海流等环境条件下运动,因此漂浮式海上风电的电缆连接需要采用动态电缆的连接方法。


漂浮式海上风电动态缆面临大截面、高电压、周期性负荷、绝缘老化、复杂环境载荷等耦合性问题,是目前海上风电的主要研究方向之一。


海底电缆在海上风电的应用

图5 海上风电场动态电缆示意图


海底电缆在海上风电的应用

图6 连接漂浮式风电的海底电缆


结语

虽然海底电缆历史较长,发展相对成熟,但是其应用在海上风电的时间并不长,如本文所述,目前还面临着许多具体问题。千尧科技专注于海上风电领域的各项问题,后续为读者带来一系列海底电缆的相关介绍、技术进展和分析。


来源:千尧科技

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