2011年，我風(fēng)電場66臺風(fēng)機(jī)運行正常，采用SB11-Z-1600/35型組合式箱式變電站[2]。六條風(fēng)機(jī)線運行正常，#1主變運行正常，220kV設(shè)備運行正常，全場出力為15MW。此時220kV母線電壓B相為129.754kV，35kV母線電壓B相為21.553kV。風(fēng)機(jī)690V網(wǎng)側(cè)電壓為684V。

　　【摘要】本文通過風(fēng)力發(fā)電場箱式變電站實際運行情況及故障分析，對箱式變電站提出幾點可靠性提高整改措施，同時基于國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)的箱式變電站智能化改造技術(shù)，結(jié)合風(fēng)場實際情況，提出幾點看法。以方便風(fēng)電場日常的運行維護(hù)，同時提高風(fēng)電場運行的可靠性。

　　【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電場,箱式變電站,可靠性,智能化改造

　　1.引言

　　目前風(fēng)電場單臺風(fēng)機(jī)升壓設(shè)備大多采用油浸式箱式變電站，雖然箱式變電站應(yīng)用廣泛，且技術(shù)相對成熟，但在風(fēng)電場惡劣的戶外條件下運行，還是存在一些運行缺陷，同時根據(jù)不同廠家生產(chǎn)工藝及技術(shù)條件的差異，運行缺陷也不盡相同。加之風(fēng)電場風(fēng)機(jī)分布較廣，箱式變電站不具備遠(yuǎn)方監(jiān)控功能，運行人員無法及時到達(dá)現(xiàn)場消除箱變?nèi)毕�，會�?dǎo)致箱變故障進(jìn)一步擴(kuò)大，從而影響風(fēng)電場正常運行[1]。

　　2.運行事例分析

　　2.1箱式變電站典型運行事例概況

　　當(dāng)日凌晨5時左右，綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)報1號消弧消諧保護(hù)柜消弧控制器接地報警、1號消弧消諧保護(hù)柜消諧器故障報警、#3風(fēng)機(jī)線整組啟動、站用變接地報警、#1、#2、#4、#5、#6風(fēng)機(jī)線接地報警，#1、#3電容器接地報警。35kV系統(tǒng)母線B相電壓為零，A、C相電壓升高為線電壓。運行值班人員立即通知巡檢人員對35kV開關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，在檢查35kV開關(guān)設(shè)備時發(fā)現(xiàn)消弧消諧裝置報B相接地故障，同時B相合閘。隨后巡檢人員對消弧消諧裝置復(fù)位，消弧消諧保護(hù)柜B相馬上又合閘并報接地報警，判斷是永久性接地故障后，運行人員立即向調(diào)度和上級領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行了匯報并采用拉開開關(guān)法進(jìn)行故障排查處理。五時四十分，運行人員拉開#3風(fēng)機(jī)線315開關(guān)后，故障消失。判斷#3風(fēng)機(jī)線設(shè)備B相接地短路，隨后安排檢修人員對全場線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)#30箱變B相熔斷器爆炸，箱變低壓側(cè)有嚴(yán)重的炸裂燒損現(xiàn)象，對故障進(jìn)行隔離后，其他設(shè)備恢復(fù)正常運行。

　　35kV線路接地故障，發(fā)現(xiàn)#30箱式變電站低壓室燒毀、B相插入式高壓熔斷器炸出，將高壓熔斷器保護(hù)帽彈飛，高壓熔斷器熔管飛出。對#30箱式變電站進(jìn)行隔離后，剩余65臺風(fēng)機(jī)于中午時分恢復(fù)運行。造成電量損失大約10萬度、#30箱變燒毀。

　　2.2原因分析

　　#30箱變低壓側(cè)炸裂燒損，#30箱變高壓側(cè)B相熔斷器熔斷炸裂接地，A、C相熔斷器熔斷，#1消弧消諧保護(hù)柜消弧控制器B相動作接地，35kV系統(tǒng)B相電壓為零，A、C相電壓升高為線電壓。

　　經(jīng)過對#30箱變進(jìn)行了全面檢查，并對箱變絕緣電阻進(jìn)行了測量，對地絕緣不符合要求，檢查高、低壓側(cè)電纜未發(fā)現(xiàn)損壞，初步認(rèn)定為箱變內(nèi)部故障所致。并分析原因為由于低壓側(cè)三相母排相間及相對地之間有電弧產(chǎn)生，將690V斷路器保護(hù)控制電源零線燒斷，使690V斷路器保護(hù)控制電源空開跳閘，在故障時，低壓側(cè)斷路器拒動，造成事故擴(kuò)大，將低壓側(cè)設(shè)備燒毀，同時使故障擴(kuò)大到箱式變電站高壓側(cè)，引起高壓側(cè)電流過大使熔斷器熔斷，B相電流最大，熔斷器爆炸導(dǎo)致B相接地。同時初步推測引起低壓側(cè)三相母排電弧產(chǎn)生的原因有三種，1）小動物鉆入箱變內(nèi)部，導(dǎo)致相間引起電弧放電；2）由于空氣潮濕，絕緣強(qiáng)度下降，引起相間電弧放電；3）雷擊造成三相雷擊過電壓，使三相產(chǎn)生電弧放電，具體原因還需進(jìn)一步分析。

　　3.事故反思及箱變安全可靠性提高策略

　　以上事故充分暴露出箱式變電站存在的一些問題，以及箱變廠家在設(shè)計制造上的缺陷，我風(fēng)場根據(jù)此次事故及以往運行經(jīng)驗并在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對箱式變電站進(jìn)行了改造：

　　（1）箱式變電站低壓側(cè)布線不合理，低壓側(cè)斷路器保護(hù)控制零線與箱式變電站低壓側(cè)進(jìn)線母排距離太近，實測距離不到三厘米，且未做任何防火隔離，導(dǎo)致低壓側(cè)三相母排電弧放電產(chǎn)生高溫后很快將其熔斷，使低壓側(cè)斷路器拒動，無法在第一時間切斷電流。針對這一問題，我風(fēng)場要求廠家重新對低壓側(cè)控制線路進(jìn)行布線，將箱變控制回路遠(yuǎn)離低壓側(cè)發(fā)熱設(shè)備器件，并在所有控制線路加裝耐火套管，以保證在遇到同類問題或是低壓側(cè)設(shè)備溫度過高導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備控制回路失效而使故障擴(kuò)大。

　�。�2）在此次設(shè)備事故中，低壓側(cè)母排為最先產(chǎn)生電弧區(qū)域，對三相母排相間距離進(jìn)行測量也滿足國家規(guī)范要求，但是進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，母排上的低壓電纜進(jìn)線的固定螺母長度較長，使母排間的有效電氣距離縮小，同時由于施工安裝的不精確以及運輸過程中震動導(dǎo)致的低壓母排架松動，使相間距離縮小，從而更容易造成相間電弧放電，根據(jù)此問題，我風(fēng)場對所有箱變的低壓側(cè)母排架進(jìn)行緊固，并擴(kuò)大不同相母排間距，同時將母排上空余螺母拆除，更有效的提高相間電氣絕緣間距，提高可靠性。

　�。�3）認(rèn)真分析此次事故，我們研究采取何種方式可有效地防止箱式變電站故障火災(zāi)蔓延，如何及時有效在第一時間將明火撲滅，減小設(shè)備損失。目前國內(nèi)出現(xiàn)一種基于爆破管和高壓滅火劑技術(shù)的消防器材，此設(shè)備利用爆破管纏繞到設(shè)備周圍，同時連接一個高壓滅火劑。當(dāng)箱體內(nèi)設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時，溫度超過爆破管臨界溫度后，爆破管會在離火源最近處爆開，使充斥在管內(nèi)的高壓滅火劑從破口處沖出，第一時間將明火熄滅，從而達(dá)到抑制火災(zāi)蔓延的效果，經(jīng)過論證，此設(shè)備可以提高箱式變電站在遇到火災(zāi)時的安全系數(shù)。

　�。�4）箱式變電站高壓側(cè)的插入式高壓熔斷器結(jié)構(gòu)不合理，當(dāng)箱式變電站因故障導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力過高時，高壓熔斷器熔管會高速沖出箱體，對于箱式變電站周圍工作人員存在安全隱患，且插入式熔斷器熔斷效果完全取決于熔絲質(zhì)量和安裝制造工藝，要求很高，目前國內(nèi)只有個別廠家具備生產(chǎn)此類產(chǎn)品的能力。

　　經(jīng)過對箱式變電站運行的經(jīng)驗總結(jié)，箱式變電站的負(fù)荷開關(guān)操作可靠性不高，臨近風(fēng)電場出現(xiàn)過在多次操作箱式變電站負(fù)荷開關(guān)后，負(fù)荷開關(guān)出現(xiàn)卡死或失靈的現(xiàn)象。根據(jù)這種箱式變電站高壓側(cè)結(jié)構(gòu)不合理問題，國內(nèi)廠家提出了改進(jìn)方案，其變壓器本體部分依然為密封油浸式變壓器，但高壓側(cè)的熔斷器和負(fù)荷開關(guān)單獨安裝，與變壓器本體隔離，采用手動式高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)，利用可靠性高的機(jī)械傳動裝置，且整套裝置處于密封箱體外，便于操作維護(hù)。同時熔斷器采用跌落式熔斷器，這樣對于箱變開斷狀態(tài)觀察更為直觀，并且跌落式熔斷器安全可靠性更高。

　　4.箱式變電站智能化改造

　　我風(fēng)場根據(jù)此次事故，對我風(fēng)場現(xiàn)有箱式變電站如何實現(xiàn)智能化改造進(jìn)行了討論，并得出以下我風(fēng)場認(rèn)為可行性較高的方案，在此與讀者交流。此方案為基于GPRS箱式變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控中心、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和箱變監(jiān)控終端3大部分構(gòu)成（如圖1所示）。箱式變電站智能監(jiān)控終端安裝在箱變內(nèi)部，通過電壓互感器（TV）和電流互感器（TA）對變壓器一次和二次端的電氣參數(shù)進(jìn)行采集后定時發(fā)送給GPRS模塊，GPRS模塊再把數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS網(wǎng)中，上傳到監(jiān)控中心。

　　智能化改造其意義在于可以提高箱式變電站的安全性，提高箱式變電站供電的電能質(zhì)量，提高箱式變電站供電的經(jīng)濟(jì)性，減輕箱式變電站運行維護(hù)的工作量，降低人為操作失誤的概率[4]。這不僅有利于箱式變電站運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等管理，而且為風(fēng)電場的運行及性能指標(biāo)的監(jiān)視控制、發(fā)電方案優(yōu)化等管理工作提供了有效的技術(shù)手段

　　5.結(jié)束語

　　以上為個人在風(fēng)電場箱式變電站運行及故障處理中得出一些想法，總體而言，組合箱式變電站具有較高可靠性，但是風(fēng)力發(fā)電發(fā)展十分迅速，并且隨著智能化電網(wǎng)等新要求不斷出現(xiàn)，風(fēng)電場設(shè)備的可靠性要求也將越來越高，如何更好地提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，需要風(fēng)電場運行人員與設(shè)備制造單位共同努力，使風(fēng)力發(fā)電成為更加清潔穩(wěn)定的電源。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]廖順明，劉啟富.智能化箱式變電站的應(yīng)用討論[J].四川電力技術(shù)，2006，12.

　　[2]ABB組合式變壓器說明書[S].

　　[3]楊曉梅，張建周，姚志強(qiáng)，王漢林.風(fēng)電場箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)通信，2010，3.

　　[4]鐘慶，芮冬陽，等.箱式變電站智能化方案討論[J].廣東電力，2005，4.

　　《電腦知識與技術(shù)雜志》創(chuàng)刊于1994年，是經(jīng)國家批準(zhǔn)的旬刊雜志。《電腦知識與技術(shù)》是一本面向計算機(jī)全行業(yè)的綜合性學(xué)術(shù)刊物。編委委員均來自國內(nèi)各著名高校的教授和博士生導(dǎo)師，他們是我國計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域方面的專家、學(xué)者和權(quán)威人士;稿源來自全國各高等院校，相關(guān)專業(yè)研究機(jī)構(gòu)以及國內(nèi)大型信息通訊、軟件研發(fā)企業(yè)設(shè)置的專業(yè)研究所。學(xué)術(shù)交流版刊登的論文均有2名國內(nèi)同行專家審稿通過。郵發(fā)代號：26-188。

　　《電腦知識與技術(shù)雜志》欄目設(shè)置

　　數(shù)據(jù)庫與信息管理、網(wǎng)絡(luò)通訊及安全、開發(fā)研究與設(shè)計技術(shù)、計算機(jī)教學(xué)與教育信息化、人工智能及識別技術(shù)、多媒體技術(shù)及其應(yīng)用、計算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)、信息技術(shù)與課程整合、電子商務(wù)與電子政務(wù)。

　　《電腦知識與技術(shù)雜志》收錄情況/影響因子

　　《電腦知識與技術(shù)》雜志09年入選中國科技核心期刊，本刊系中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計源期刊，中國期刊全文數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊，中國核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫收錄期刊，中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)收錄期刊。

　　復(fù)合影響因子：0.250，綜合影響因子：0.116。

---

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/dianzijishulw/31306.html