淺談風(fēng)電場用美式箱變燒毀事故及原因分析

張偉

摘 要：近年來，為了優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善環(huán)境，國家大力發(fā)展新興能源發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔可靠的可再生能源，在其中發(fā)揮著越來越重要的作用。文章結(jié)合長期的風(fēng)電場用美式箱變制造、調(diào)試、運行維護(hù)及檢修經(jīng)驗，對風(fēng)電場用美式箱變重大燒毀故障及原因分析進(jìn)行了總結(jié)和闡述。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場；美式箱變；燒毀；原因分析

風(fēng)能資源是一種清潔可再生的資源，其派生物風(fēng)力發(fā)電作為一種新興的發(fā)電手段，以其豐富的資源、良好的環(huán)境效益和逐步降低的成本，在我國發(fā)展迅速，前景十分廣闊。箱變作為風(fēng)電場發(fā)電系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，是否能夠安全可靠的運行，對整個風(fēng)電場是否能夠完成既定發(fā)電指標(biāo)有很大影響。本文內(nèi)容主要分為兩個部分：風(fēng)電場用美式箱變的簡單介紹及相關(guān)燒毀故障案例分析。

1 首先來簡單介紹一下美式箱變的結(jié)構(gòu)組成部分和主要技術(shù)參數(shù)

1.1風(fēng)電場用美式箱變一般由高壓室、低壓室和變壓器本體組成，傳統(tǒng)美式箱變整體結(jié)構(gòu)多為“目”字型、“品”字型或“L”型。箱變本體主要組部件有油箱變壓器器身繞組，高壓負(fù)荷開關(guān)，無載調(diào)壓開關(guān)、高壓插入式熔斷器，高低壓套管、油位計、壓力釋放閥，壓力表，油溫傳感器等組成。高壓室主要由高壓傳感器，避雷器（或過電壓保護(hù)器），帶電顯示器，電磁鎖及外殼網(wǎng)門等組成。箱變的低壓室主要由低壓配電柜構(gòu)成，柜內(nèi)各種電氣元件及二次配線組成箱變低壓配電系統(tǒng)，電氣元件大體為低壓智能框架式斷路器（分為固定式和抽屜式兩種），塑殼斷路器，溫度控制器，溫濕度控制儀和相關(guān)計量儀表及保護(hù)裝置等。

1.2風(fēng)電場用美式箱變的容量一般為1600kVA，部分風(fēng)電場箱變?nèi)萘看笥?600kVA，箱變?nèi)萘康脑O(shè)計大小取決于風(fēng)機(jī)容量的大小。箱變高壓側(cè)一般為35kV，低壓側(cè)為0.69kV，額定電流應(yīng)滿足風(fēng)機(jī)要求，短路阻抗，空載損耗及負(fù)載損耗均應(yīng)滿足項目招標(biāo)技術(shù)規(guī)范。箱變通常的絕緣耐熱等級為A級，連接組別為Dyn11。整體防護(hù)等級應(yīng)不低于IP54，沿海地區(qū)或南方潮濕地區(qū)應(yīng)不低于IP56。

2 幾起箱變燒毀故障案例及原因分析

2.1 案例一

吉林某風(fēng)電場一期箱變，型號：ZGS11-Z.F-1600/35，風(fēng)電場升壓站主控室后臺突然報2#線路跳閘，現(xiàn)場運維人員隨即對2#線路進(jìn)行巡檢，巡檢至第16#風(fēng)機(jī)時發(fā)現(xiàn)逾期配套箱變燒毀，斷電后，打開箱變高低壓室門，變壓器本體壓力釋放閥動作，油位計指示最低點，高壓插入式熔斷器AC兩相熔芯熔斷。箱變基礎(chǔ)有大面積油跡。更換備用高壓插熔熔芯后，測試高低壓直阻，高壓直阻不平衡，初步判斷變壓器本體繞組高壓線圈燒毀。

原因分析：設(shè)備退出系統(tǒng)后，現(xiàn)場吊檢，發(fā)現(xiàn)變壓器油位偏低，無載調(diào)壓條形開關(guān)露出油面以上，正對油箱內(nèi)壁有明顯的放電拉弧痕跡，無載調(diào)壓開關(guān)燒毀，繞組A、B相高壓線圈燒毀，繞組變形。根據(jù)以上情況分析，該產(chǎn)品燒毀原因為產(chǎn)品漏油嚴(yán)重，導(dǎo)致油面降低，無載調(diào)壓開關(guān)對油箱內(nèi)壁拉弧放電，瞬間的大電流沖擊致使高壓熔芯熔斷。從現(xiàn)場箱變基礎(chǔ)的油跡來看，箱變在之前的運行過程中存在漏油現(xiàn)象，長期的漏油導(dǎo)致油位下降是事故發(fā)生的主要原因?，F(xiàn)場運維人員應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)場箱變的巡檢力度，多觀察箱變運行時油位和其他技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

2.2 案例二

內(nèi)蒙某風(fēng)電場四期箱變，型號：ZGS11-Z.F-2350/35，設(shè)備到現(xiàn)場后，進(jìn)行首次送電，高壓側(cè)合閘送電完畢后，進(jìn)行低壓側(cè)送電，當(dāng)進(jìn)行低壓柜內(nèi)智能框架斷路器合閘時，合閘瞬間箱變低壓下口銅排連接電纜相間拉弧放電，抽屜式框架斷路器等電氣元件及所有二次配線全部燒毀。箱變斷電后，對變壓器本體進(jìn)行相關(guān)檢測，變壓器本體正常。

原因分析：事故發(fā)生后，對箱變低壓室進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)低壓下口出線銅排下部與風(fēng)機(jī)連接電纜交錯連接，連接銅排b、c兩相的電纜壓線端子安裝不合格，未達(dá)到國標(biāo)要求的絕緣距離，且低壓相間電纜未加裝絕緣防護(hù)板，導(dǎo)致相間電纜拉弧放電，瞬間強(qiáng)電流通過銅排直接傳到框架斷路器，由于電流過大超過框架斷路器的瞬時電流保護(hù)定值，導(dǎo)致斷路器燒毀，進(jìn)而燒毀整個低壓柜。現(xiàn)場運維及施工方應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電纜的布線及連接。

2.3 案例三

新疆某風(fēng)電場一期箱變，型號：ZGS11-Z.F-1600/35，由于風(fēng)電場其他客觀原因，該產(chǎn)品在運至現(xiàn)場后放置將近兩年后首次投運。箱變進(jìn)行完相關(guān)交接試驗后送電，高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)合閘成功，低壓側(cè)框架斷路器合閘時瞬間，低壓斷路器外殼與變壓器本體a相低壓套管搭接排尖角拉弧放電，導(dǎo)致整個低壓柜燒毀，斷電后，檢查變壓器本體，高壓插入式熔斷器A相熔芯熔斷。變壓器吊檢后，繞組高壓A相線圈有輕微的線圈脫落。

原因分析：由于該箱變現(xiàn)場擱置近兩年，打開箱變高低壓室門，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有很多積雪，外殼們密封膠條已全部變脆，無法做到整體的嚴(yán)密密封，內(nèi)部進(jìn)雪和塵土散落在低壓斷路器及連接銅排上，導(dǎo)致低壓側(cè)主絕緣性能降低，導(dǎo)致絕緣擊穿。解體燒毀框架斷路器，發(fā)現(xiàn)斷路器動靜觸頭咬合不到位，并有明顯的碳化燒毀痕跡，其間存在較大縫隙，造成縫隙間爬電，另外由于變壓器低壓套管與斷路器間上口母線的搭接銅排未去尖角，導(dǎo)致尖貼近斷路器框剪金屬外殼，由于絕緣距離不夠?qū)е吕》烹?，并且低壓斷路器相間未安裝絕緣相見隔板，綜合上述因素導(dǎo)致箱變低壓柜整體燒毀，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器本體繞組變形。鑒于此，建議現(xiàn)場運維人員對長期置放的變壓器（比如備用箱變），在投運前，一定要檢查箱變內(nèi)部是否受潮，是否有雜物，并且要對箱變整體進(jìn)行更為細(xì)致的試驗，確保無誤后方可進(jìn)行投運。

以上關(guān)于風(fēng)場用美式箱變的介紹及三起案例分析，希望可以對風(fēng)電場的運行維護(hù)人員提供一些參考和幫助。

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