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某光伏电站安装质量问题调查及分析

发布时间:2018-07-23 14:56所属分类:工程师职称论文浏览:1

摘要:太阳能被认为是替代化石能源的重要清洁可再生能源,太阳能光伏发电的优势越来越被人们认识,太阳能发电站的建设在全球迅速发展,国内的太阳能电站也以惊人的速度在建设,但是随之而来的质量问题也越来越突出。本文以某光伏电站为样本,对安装存在的质量

  摘要:太阳能被认为是替代化石能源的重要清洁可再生能源,太阳能光伏发电的优势越来越被人们认识,太阳能发电站的建设在全球迅速发展,国内的太阳能电站也以惊人的速度在建设,但是随之而来的质量问题也越来越突出。本文以某光伏电站为样本,对安装存在的质量问题进行调查,并对问题进行分类分析,提出解决办法,便于类似工程建设借鉴,提高安装质量。

  关键词:光伏电站,质量问题,汇总分析

光伏电站

  0引言

  在全球环境问题日益突出的背景下,人们积极开发利用清洁能源,积极寻找新能源替代传统能源供给,以降低化石能源消费比重,提高清洁能源在能源消费结构中的比重,从而实现应对气候变化、发展低碳经济、保护环境的目标。太阳能光伏发电以其无运动部件、无噪声、无污染、模块化安装、建设周期短、避免长距离输电、不产生大气污染,而且取之不尽、用之不竭的优点,被认为是理想的替代能源,并有望成为未来电力供应的重要组成。太阳能光伏发电因而快速地发展,但其质量问题也较为突出地表现出来,现以某20MW分布式农光互补光伏发电项目为例,对存在的质量问题进行汇总及分析。

  1系统简介

  某20MW分布式农光互补光伏发电项目是在旱地及荒地开发的,建设规模为20MW光伏电站,采用22°固定倾角安装方式,主要设备包括光伏板组件、逆变器和箱式变压器等。光伏电站光伏阵列设置18个1.098MW晶体硅光伏组件发电单元,每个发电单元由32台36kW组串式逆变器和1台1100kVA变压器组成,每个组串由22块光伏组件串联组成。

  各光伏组件组串划分的汇流区并联接线,输入组串式逆变器直流侧,逆变器逆变后的三相交流电经交流汇流箱汇流后引至35kV升压变压器配电装置进行升压,升压后送至站内35kV配电室,35kV出线接入约2km外的35kV变电站。每个发电单元就地设置1个箱式升压站,内设1台1100kVA升压变。全站设有1座35kV开关站、1座辅助楼和18座升压变。经计算,电站建成后第1年上网发电量为2200万kW·h。在运行期25年内年平均发电小时数为992.06h,年平均发电量为1964.28万kW·h。

  该工程的施工范围包括:

  (1)土建施工:围栏内场地平整、支架基础、设备基础、阵列间的道路、电缆沟、配电室、综合楼、逆变器房、箱变基础、场区围栏和站区广场。

  (2)安装施工:光伏电站所有设备的安装调试及实验,包括但不限于20MW太阳能电池组件安装及支架的采购与安装,防雷直流汇流箱、防雷直流配电柜、逆变器、升压变压器及高低压配电柜的采购与安装,集成线路及电力电缆系统采购与安装,接地、消防及监控设备的采购与安装,电力一次及二次设备的安装,各类数据远传设备的采购及安装,电力通信的采购及安装,外送线路、对端改造及通信自动化系统的采购及安装。

  (3)其他:系统集成设计、电力一次及二次并网接入设计、设备及系统测试与调试、人员培训、质保期设备系统维护。

  (4)验收:负责光伏电站建设过程中各项资料制作、整理及建成后各项工程验收,包括但不限于水土验收、环评验收、并网验收、消防验收。

  2安装质量调查及问题汇总

  该光伏电站工程经过前期的准备及几个月紧张的施工,按期完成了施工任务,经过调试试车,达到发电的要求。但是在进行交工质量检查时,依然发现有些问题。对检查发现的问题进行汇总和分析,问题主要表现在如下几方面。

  2.1资料、手续方面的问题

  本工程到了最后办理竣工程序阶段,还存在诸多严重的问题,主要表现在未进行水土验收、环评验收和消防验收。投运前部分相关单位未提供相关资料,包括电力公司质检报告、设备验收及监理资料、批复类、工程类、监理类、合同类、技术资料、图纸、设备合格证、说明书、调试报告、交接实验报告以及电站竣工图纸等。

  2.2设备材料存在的问题

  设备存在的问题牵涉到的方面比较多,有设计、制造的问题,也有安装调试及使用的问题,比如:汇流箱接地线径约2.5mm2,线径太细,汇流箱门开关困难,使用不便,影响使用。逆变器、箱变低压侧开关门及设备内无名称编号,有误入带电间隔危险,逆变器柜内未进行AB柜标识。

  约14台逆变器交流侧开关缺少操作手柄;汇流箱进线未进行紧固和防火封堵,全场直流电缆孔洞未进行防火封堵;各配电室绝缘垫不足,且未使用35kV绝缘垫;全部高压室400V、高压室、继保室、SVG室、水泵房接地扁铁未留接地端,未焊五防接地桩,五防设备无法进行使用。材料出现问题一般是材料的供应验收及使用方面的问题,本工程的接地扁钢就出现了镀锌层厚度不足的问题,图纸要求不低于85μm,实际随机检测50个点,平均厚度约35μm。这就明显的不符合要求,如果把这样的材料用在工程上,会影响工程的正常使用。

  2.3支架安装的问题

  太阳能光伏电站安装施工中,支架的安装是工程量最大的工程内容,在对支架的质量进行检查时,发现大部分立柱与基础底座接触间隙过大,未按设计要求的数量装设螺丝,导致支架不牢固;未按施工图在首尾跨后设立柱支撑,存在支架变形及防风隐患;部分支架螺栓松动或缺少弹垫,随机抽检200颗螺栓,有4颗不合格,不合格率达到2%;部分支架螺栓、接地线螺栓、接地扁钢及接地扁钢焊接处生锈。

  2.4基础的问题

  光伏板安装支架基础存在不按图施工的问题,图纸要求混凝土尺寸为50cm×45cm×40cm,现场随机开挖10个桩基础进行检查,结果为:长宽尺寸均为40cm,高度为42~67cm不等。图纸要求混凝土强度为C25,其对应的强度为25MPa,质量检查时采用随机回弹检测,检查40个桩基础混凝土强度,有14个桩基础未达到C25标准,即强度未达到25MPa,其中最低检验强度为13.4MPa,不合格率达到35%;部分桩基础缺棱掉角;图纸要求箱变基础设置集水坑,实际未施工,导致箱逆变及电缆沟内积水严重;箱变基础缺少爬梯,不便于检修运维;图纸要求箱变基础检修平台及台阶为混凝土,实际改为钢平台,不牢固。部分光伏组件基础被雨水冲刷出来;箱变盖板缝隙较大,未密封,雨水易进入。1号逆变器基础孔洞盖板缺失,容易造成箱变基础进水。

  2.5电气安装方面的问题

  电气施工规范要求高压电缆预留3~5m,实际箱变电缆预留约1~2m,普遍不足3m,给今后的检修带来困难;逆变器应急灯黄色胶带未撕,电源未接。电缆标示桩埋设不符合规范,只是简单的把空心塑料桩埋入土里,埋设深度也不够,稳定性极差;电缆埋设深度不够,图纸要求电缆埋深70cm,随机开挖5处电缆,埋深约50~60cm,全部不符合要求;接地扁钢埋设深度不够,图纸要求扁钢埋深50cm,实际扁钢地面敷设,影响扁钢散流以及后续农业种植。所有低压电缆头均使用三相胶带缠绕,未使用冷热缩套管;部分电缆未按照规范刷防火漆;规范要求电缆穿墙过洞必须封堵,但子阵之间、汇流箱内外、箱变基础内等缺少封堵。

  2.6土建方面的问题

  根据图纸设计及现场实际需要,检查建筑施工,存在问题表现为:辅助楼侧门缺少雨棚;房顶避雷带生锈,影响接地性能,需除锈防腐;图纸要求房建施工两道天蓝色挑檐,实际未施工;房顶找坡不良,存在锅底现象,雨天有积水隐患;图纸要求房建外墙施工保温板,实际未施工;图纸要求监控室有踢脚,实际没有;配电房室外采用木质防火门,易老化;挡鼠板实际仅18cm,与规范要求的50cm不符。房建墙面有裂纹;各消防室、35kV高压室,继保室、400V室的大门缝隙过大,无法关闭;400V室、35kV高压室、继保室、SVG(静止型无功发生器)室电缆沟盖板孔缝较大,封堵不严。

  2.7场地产权及清理问题

  场区内较多杂草需清除,存在火灾和遮挡隐患;厂区建筑施工垃圾需进行清理,继保室内、综合楼屋顶以及水泵房内杂物较多,墙面粉刷涂层掉落未清理;场区渔塘产权不明确,有人进出养鱼,有进入危险带电区域的安全隐患;池塘护坡有滑坡现象,需加固,光伏区无防火隔离带;池塘水位夏季上涨,会淹没组件基础,影响组件安全,需畅通排水通道(因排水到农户庄稼地而被封堵出水口,且在里面养鱼);站内有墓地,场地封闭后应考虑进出及防火问题;现场存在水井,并未设置井盖、保护及告警设施,存在人员安全隐患;光伏区内有废旧电线杆,对组件有遮挡,影响发电。

  2.8其他质量问题

  综合楼屋顶四周未按图纸设置排水通道,图纸要求设置排水通道4个,实际只有2个排水孔,其中1个排水孔安装过高,导致站内积水无法排出场外;屋顶排水管未接至排水沟;光伏区无站大门、分区围栏无检修门,部分围栏缺失、破损、未封闭,6号区无检修道路及检修门,外来人员随意进入;站内大门未按图纸施工,无法满足消防车辆进入,且电站车辆无法停到停车位;站内道路未按图纸施工,产生路面积水严重(站内大门及道路宽度应为5.4m,实测4m,道路应由中心线向两侧排水沟做2%斜坡);外墙样式未按施工图纸要求做腰线和做防雨蘑菇石材墙,无法防潮;未按图纸在综合楼使用中空玻璃窗户。

  综合楼电源线接线的问题;路灯会跳闸,无法投用,路灯灯座螺丝显露未用水泥底座,路灯因线路绝缘有短路,雨天无法开启,无法复位;有4个区视频监控无法读取,无厂用电电度表,无法统计厂用电使用情况;四方监控屏面不规范,监视屏显示数据与逆变器本机显示数据不符;未按图纸安装表计静止型无功发生器,无法计量静止型无功发生器读数;进主控室网线未穿管或暗敷;中控室缺少技术协议上的设备,如打印机、专用工具等;静止型无功发生器、开关柜、光功率预测、继保相关说明书缺失,中控室地板进门处未铺设,形成台阶容易摔倒;录音电话无法使用,调度电话无法录音;光功率预测无法导出总辐射度,接地变、静止型无功发生器、4条汇集线线路表计不更新;电站厨房未见进出水管道及用电电源线;站内抽水水泵及增加水泵未按图接线,不能进行自动启停。

  3质量问题原因分析

  太阳能电站建设存在的问题很多,从该工程存在的问题来看,产生质量问题的原因如下。

  (1)建设单位出于经济利益的考虑,签订合同时对工期要求极为紧张,大大超出了正常的工期要求,为了保证交付时间节点,对其他问题一概放松,甚至默许一些条件,先保证工期,而后再谈质量。施工单位在工期的压力下只有降低质量要求,以完成工期目标为首要目标,而后再谈质量,进行整改。

  本工程从签订合同到投产,只有4个月的时间,这4个月包括设备的订货,材料的购买等需要较长周期的过程,留给安装调试的时间只有2个月的时间。为了保证按期完工,施工单位只好采取增加施工人员投入及延长劳动时间的办法,这就导致部分施工人员素质不一,缺少必要的培训,无法保证施工质量;延长劳动时间会导致施工人员疲惫,劳动积极性下降,无法避免对质量造成影响。

  (2)设计院未及时提供图纸,在现场开工以后,施工图纸还没有到,这是违反施工管理制度的,对保证施工质量和施工进度有很严重的影响,甚至会导致一些原则性的错误。设计院不能按期提供施工图纸,图纸不能进行先期审核,不能进行自审和图纸会审,导致施工任务划分不清,要求不明。在现场没有驻场代表,施工中的问题不能得到及时的解决,严重影响施工及工程质量,导致不必要的返工。

  图纸到的太晚,设计和施工脱节,导致设计和施工不符;施工中需大量进行设计变更,影响工程进度,验收时问题太多。导致施工没有依据,施工修改多,变化大,无法保证施工的进度和质量,矛盾多,导致材料要求不明,材料购买与设计不符,造成无法弥补的错误。导致许多设计和施工的矛盾和漏项。

  (3)工程建设各方面对质量管理不到位,质量管理机构不健全,缺少质检人员,监理对质量问题也不认真,投资方没有自己的质量管理机构和人员,导致质量监督失效,质量无法保证。施工单位的材料采购,验收不认真,施工过程质量监督缺失,工序交接没有检查,上道工序带病进入下道工序,导致质量问题的积累和叠加,使问题更加突出。

  (4)前期准备不足,在不具备条件的情况下开工,场地没有达到施工条件:场地界限不清,场地内附属建筑及其他财产(如鱼塘)产权不明,导致居民扯皮事件不断;场地没有平整,积水问题严重,水井、废旧电杆等存在。开工手续不全,土地证等必要的证件都没有。

  (5)单项交工检查缺失。消防等专项施工,在施工完成后没有找相关专业机构检查,没有到相关管理验收部门申请专项验收。环评工作到竣工发电的时候都还没有做,这是严重不符合工程管理的行为,对交工验收会造成严重的后果。

  (6)存在移交交工资料的问题。到后期还没见到移交资料,如果这些问题都真实存在,这个工程在此时根本就不具备竣工验收的条件,甚至都不具备开工条件,这些条件有的是在开工前必须办好的,如土地证;有的是在竣工办理前必须先期办理的单项工程验收,如消防验收。经询问了解据及检查后发现,资料的问题不是没有收集整理,而是没有汇总及移交,即便是移交的问题,这个问题也是很严重的,项目在开展过程中,总包方有许多资料都需进行同步整理和汇总,资料的缺失说明管理混乱。

  这将对工程质量造成直接的影响。包括分包单位的资料,导致进度缓慢。对书面形式的文件往来缺少要求,致使施工单位及业主的一些要求及建议得到落实后却没有任何记录,对后期工程结算时可能会造成一些负面影响。要解决这个问题,就要在开工之初建立完善的的质量管理体系,配备专业的质量及资料管理人员,在施工过程中加强质量的管理和资料的收集整理工作。

  (7)材料和设备方面的问题,特别是接地扁钢镀锌层厚度达不到要求,这个问题不仅仅存在于部分接地扁钢,而是存在于全部接地扁钢。这说明该接地扁钢的材料本来就不合格,问题是很严重的。要解决这个问题,就要在开工之初建立完善的材料设备采购管理体系,制定完善的采购计划和采购流程,进行采购招标,严格把守材料的验收工作。在施工过程中,要对材料的应用进行规范管理。

  (8)基础方面的问题原因调查显示,开始施工时没有图纸,按照建设单位的要求、根据以往的经验制定施工方案,确定基础尺寸,等到施工完毕图纸到达,才发现两方面的差别,这时已经于事无补。经建设单位论证同意按施工实际情况使用并接受交工。

  (9)土建施工和电气安装方面的问题,主要是设计和施工脱节、不严格按照图纸施工导致的。要解决这个问题,一是要加强质量管理,加强质量意识,开工前针对光伏电站的电站施工进行针对性的质量培训,施工过程中要加强质量检查,做好质量记录,不合格的工序拒绝会签,严禁进入下道工序。二是在开工之初,图纸一定要设计完成,并经过有关单位审核备案,施工前要对图纸进行会审,及时解决存在的问题。三是施工过程中设计人员要做好现场服务工作,及时解决施工中的问题。

  (10)其他问题牵涉到的方面比较多,问题的解决也不可一概而论,要具体问题具体分析,找到具体的矛盾点进行解决。

  4结束语

  太阳能光伏电站是国家能源战略的方向,是能源投资的重点,在今后必将得到快速的发展,而对电站效益影响最大的是质量,但是在建设中投资方注重的是速度,是短期的效益,质量管理存在短板,导致大量问题的存在,其中的原因是多方面的、复杂的,一个电站存在问题不能代表所有电站存在问题,但是其反映的是质量问题的存在,希望对各方的工作提供一点参考,将质量问题减少到最低限度,提高中国太阳能光伏电站的建设水平,推动光伏电站的建设。

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