某风电场因电缆头绝缘击穿造成全站停电故障分析

某风电场因电缆头绝缘击穿造成全站停电故障分析

周喜乐

（大唐河南清洁能源有限责任公司河南平顶山467000）

摘要：本文主要介绍某风电场因电缆头故障导致母线差动保护动作引起风电场全部风机停机的事故。对事故现象，检查及处理情况以及防范措施进行了详细的说明和介绍。通过本文的介绍，旨在为风电场的运行和维护提供丰富的经验，同时预防类似事故的再次发生，保证风电场的安全稳定运行。

关键词：线路保护;短路;跳闸

1概述

某风电场工程总装机容量为34MW，共安装17台2MW风力发电机组，风力发电机组出口电压为690V，每台风机配套一台35/0.69KV箱式变压器。根据风电场装机规模及接入系统电压等级，风电场输变电系统采用二级升压方式，风机电压经箱式变压器升压至35KV再经主变二次升压至110KV，高压侧采用单母线接线，以一回出线送入系统。

2015年05月24日晴，平均风速3.86m/s，风电场17台风机运行，全场出力8.05MW，110kV云平线、云风1#主变、35kV接地变兼站用变、35kV母线及附属设备运行正常。

2015年05月24日02时22分，中控监控屏报警“35kV接地变保护测控RCS9621CS-过流Ⅰ段动作”，“35kVPT测控RCS9628CS-低压Ⅰ段动作”、“35kV母线保护RCS915AB-稳态量差动跳Ⅰ母”、“35kV母线保护RCS915AB-稳态量差动跳Ⅱ母”、“35kV母线保护RCS915AB-变化量差动跳Ⅰ母”、“35kV母线保护RCS915AB-变化量差动跳Ⅱ母”，云风1号站用变高压侧开关云站351、低压侧开关云站411跳闸，主变低压侧开关云351、35kV云联3501、云联3502、云联3503云站351开关跳闸，所属17台风机全停。

2检查及处理情况

2015年05月24日02时22分，中控监控屏报警“35kV接地变保护测控RCS9621-CS过流Ⅰ段动作”、“35kVPT测控RCS9628CS-低压Ⅰ段动作”、“35kV母线保护RCS915AB-稳态量差动跳Ⅰ母”、“35kV母线保护RCS915AB-稳态量差动跳Ⅱ母”、“35kV母线保护RCS915AB-变化量差动跳Ⅰ母”、“35kV母线保护RCS915AB-变化量差动跳Ⅱ母”，1号站用变高压侧开关站351、低压侧开关站411跳闸，主变低压侧开关351、35kV联3501、联3502、联3503开关跳闸，所属17台风机全停，02时29分事故照明故障。

当值值长立即安排值班人员将站用变切换至场备变，并汇报相关领导。02时46分，场用电恢复正常，02时47分，35kV开关室就地检查发现主变低压侧开关351、联3501、联3502、联3503、站351开关跳闸。保护动作情况：1号站用变高压侧开关站351保护装置（RCS-9621CS）报“过流Ⅰ段动作”，过流Ⅰ段最大动作电流为135.61A，具体信息详见（图一）。

04时33分，隔离1号站用变后，联3501、联3502、联3503开关恢复运行，后逐台风机恢复运行。

3异常分析

05月24日，运维人员值班期间站用变高压侧电缆头爆炸，站351报过流Ⅰ段动作开关跳闸，35kV母线差动保护动作，351、联3501、联3502、联3503跳闸。

分析：由于1号站用变高压侧电缆头制作不规范造成了B相电缆头对铜屏蔽层放电见图五，造成35kV母线间接接地，由于放电过程持续造成电缆的击穿，并且造成B相对A相放电，过流Ⅰ段动作，动作电流为135.61A；35kV母线差动保护动作原因是站351的CT测量等级是30倍的额定电流，此次故障时刻CT达到饱和，不能检测到故障时刻的实际电流，故障录波记录下的站351电流为（A相4216.4A、B相电流4235.2A、C相电流70.2A），35kV母线上的其他间隔故障时刻电流和为A相5965.4A、B相为5474.2A、C相为38.6A，由于CT饱和的原因造成了保护装置检测到差流的存在，35kV差动保护动作，差动保护正确，但站351CT变比有待考虑。

图五

4预防措施

4.1为避免类似情况引起的母差保护的动作，可以适当提高站351CT变比（集电线路CT变比均为300/5，站351为100/5），提高CT的饱和电流；

4.2利用大修时间对全场电缆终端头进行全面详实的普查，如果已发生故障电缆终端头是同一位技术人员制作，则建议对其制作的全部电缆终端头进行更换重新制作。

4.3施工阶段加强质量控制严格控制施工工艺，加强过程监督，重点严格控制电缆剥切尺寸，每剥除一层不可伤及内层结构。剥切蔽层时，应用扎带扎好，使断口处不产生尖角毛刺半导体层断面应光滑平整，与绝缘层的过渡应光滑。电缆绝缘层剥切后，应用细砂纸仔细打磨主绝缘层表面，使其光滑无刀痕，无半导体残点。清洗绝缘层表面必须用清洗溶剂从线芯向半导体层方向，严禁用接触过半导体屏蔽层的清洗纸清洗主绝缘层表面。用硅脂填充电缆绝缘半导体层断口处的气隙以排除气体。附件的尺寸与待安装的电缆尺寸配合要严格符合规定的要求。在制作电缆终端头时，要特别注意保持清洁，同时应尽量缩短制作时间，电缆剥切后，在空气中暴露的时间越长，侵入杂质，水分，气体，灰尘等的可能性就越大，从而影响终端头质量。因此要求在施工之前充分做好各项准备工作，保证制作时不间断，一气呵成。

4.4运行过程中做好巡检及红外热成像工作，发现有异常声音，及异常温度升高及时采取措施。

作者简介：

周喜乐，男，大学本科，助理工程师，风电场高级主管研究方向：风电场运行维护检修，电子邮箱：xile2104223@163.com。