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3M是一家以创新为基础的多元化公司,拥有超过120年的历史,通过安全与工业、交通运输与电子以及消费品三个市场导向的业务部门服务全球客户,产品达几万种,遍布全球几乎各个国家,年营收额约250亿美元,其电力产品部隶属于安全与工业部门。
自1945年起,3M在电力行业深耕近80年,创造了多个世界首创成果。例如,PVC绝缘胶带至今仍是低压领域定期维护及家庭装修的必备产品;1973年发明的冷缩技术,50多年后仍是中压电缆附件的主流技术;2000年以后发明的铝基陶瓷纤维芯导线,是架空导线增容的优质解决方案。中国的研发工程师和实验室也为3M的创新做出诸多贡献,如铁路上用的27.5kV电压等级产品、110kV冷缩式中间接头、内置式测温接头等。
在海上风电领域,刘华伟先是通过短视频让大家对3M的部分解决方案有了初步了解,随后借助拓扑图清晰展示了3M电力产品在海上风电的应用点,涵盖风机塔筒内、海上升压站等,只要有电缆的地方,基本都有3M的解决方案,最重要的包含前插头、后插头、避雷器、敞开式终端以及GIS终端等。
此次重点介绍的66kV电缆解决方案,在形式上与35kV类似,但电压等级和结构更大。刘华伟感慨中国海上风电发展迅速,六七年前35kV还是主流,如今已被66kV取代,且有向110kV发展的趋势。
66kV可分离连接器及避雷器是海上风电用量最大的电缆附件,以500MW、单机容量12 MW的风电场为例,可能会用到300到500只可分离连接器,加上避雷器用量更多,主要使用在于连接风机塔筒内变压器和开关柜的软电缆,以及风机和风机之间海缆与开关柜的连接。
66kV敞开式终端是可分离连接器的可靠补充,主要使用在于干式变压器的情况下且变压器的接口非标准F型接口的情况,这种应用通常对现场空间要求比较高,因为需保证足够的相间距离和相对地距离。
GIS终端基本只用在海上升压站上,虽一个海风项目中用量仅十几只到几十只左右,但作用重大,因为处于集电线路的末端,若出现一些明显的异常问题,整个集电线路的电能都无法送出。目前66kV GIS终端有两种解决方案,3M建议采用符合IEC标准的72.5kV接口,不建议110kV电压等级降压使用,以免给未来维护或改造带来麻烦。
可分离式终端(后插头)目前在实际项目中应用较少,大多数都用在现场回路测试的耐压或其他电气试验。
3M解决方案的技术特点显著,前插头和后插头采用优质橡胶材料加应力锥电场控制方式,尺寸小、电气裕度高,模制式内外半导电层及冗余双接地线结构适合海上风电,对称式结构便于安装和实验,还可根据现场情况配置不同接地方式。敞开式终端采用3M核心的冷缩技术,安装便捷,无需特殊工具,无油且免维护,能适配70~1600m2的电缆截面。GIS终端严格遵守IEC及国内有关标准,提供长型和短型两种规格,海上风电推荐短型结构以节约空间,GIS终端采用应力锥设计和独特配方绝缘混合剂,电场控制和抗爬电性能好。避雷器可按照每个客户要求调整氧化锌阀片阀值以适应不一样电压要求。
在标准与实验方面,3M发现IC60840和IC60502标准有未考虑周全的地方,漏掉了可分离终端产品中关于屏蔽电阻、屏蔽泄漏电流等参数,这些参数对可分离连接器可靠运行很重要,3M在研发中考虑并实验了这些参数,相关性能指标已被标委会采纳。同时,3M还针对海上风电运行工况进行霉菌、盐雾、交变湿热等特殊实验,并与盘柜厂家配合,在尺寸复核和现场安装测试无误后才推向市场,产品能满足各种安装工况要求。
3M的产品设计依赖于其49个核心技术平台,每年投资超过17亿美元用于这一些平台的创新。在技术服务上,3M作为全球化公司,在50多个国家有290多个分支机构,中国技术团队人员具备出海资质,定期接受培训和考核,可提供现场安装指导等服务。
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