风电场主变跳闸故障调查分析

风电场主变跳闸故障调查分析

罗玉平

（大唐贵州新能源开发有限公司贵州省黔东南州556300）

摘要：随着风电的大力开发，风电接入电网的容量越来越大。保证风电的安全稳定运行不仅是出于自身设备安全的考虑，更是对电力系统的安全考虑。本文就风电场主变跳闸事故做出深刻分析，并提出相对应的整改措施，希望能为相关企业做出警示与参考。

关键词：风电场；故障分析；采取措施

1引言

近年来，全球可再生能源的利用率在逐年增长，特别是风能发电，一直是世界上发展最快的。越来越多的风力发电机组的接入，对电网运行的安全性和稳定性也产生了重大的影响，因此，风电场故障的分析排查显得尤为重要。本文针对一起风电场主变跳闸故障，进行了详细的调查和分析，并对风电场运行提出了相关的建议。

2事故情况简介

（1）事故前运行方式

2016年03月14日22时40分，某风电场110kV台阳线、110kV母线、1号主变正常运行，集电Ⅰ回301开关、集电Ⅱ回302开关、集电Ⅲ回303开关处于正常合闸状态，场用电由1号站用变供电，3号站用变备用。全场26台风机运行平稳，平均风速8.65m/s，全场负荷25.47MW，风场升压站内存在瞬时紊流瞬时风力达19.2m/s。下图为该风电场的主接线图：

（2）事故过程

2016年03月14日22时40分34秒，某风电场1号主变比率差动保护动作出口，1号主变高压侧111开关、低压侧311开关跳闸，造成全场26台风机紧急停机，BZT动作后将400V厂用电切换为3号站用变供电。

22时41分，值班人员检查厂用电切换正常，复位各跳闸风机和跳闸开关，并组织相关人员调取了保护动作记录、故障录波记录，并到现场进行了全面检查。经初步检查发现1号主变低压侧B相管母线绝缘损坏严重，确认不能短时间进行修复后，于22时48分向地调进行了汇报。

23时48分，值班人员向地调申请将1号主变由热备用状态转至检修状态，01时48分完成1号主变转至检修状态，并回复地调。

3故障现象迹象

（1）调取故障录波器记录的1号主变低压侧电流波形，从03月14日22时40分19秒开始，1号主变低压侧B相电流波形不规则、开始出现瞬间突变，如下图：

（2）查看1号主变保护装置动作记录，22时40分34秒比率差动保护动作，保护动作原因为BC相相间短路，短路电流为4.35Ie。

（3）现场查看1号主变低压侧B相管母线，故障点处多层绝缘已被击穿，管母线放电点有明显拉弧痕迹。

（4）查看1号主变本体低压侧相关设备，发现C相接线柱螺母被电弧灼伤。

经事后全面检查，除1号主变低压侧B相管母线损坏、35kV母线PT保险烧坏外未发现其它设备受损；1号主变按照相关规程要求进行试验后未发现异常。

4故障分析

综合以上数据和现场勘察情况分析，1号主变低压侧B相管母线绝缘破损，对1号主变本体低压侧C相接线柱螺母放电是造成此次1号主变差动保护跳闸的直接原因。

分析1号主变日常巡检记录、故障录波记录和保护跳闸记录，故障前1号主变低压侧B相电压、电流、温度与A、C相无明显差异，均在正常范围；1号主变低压侧B相电流波形从03月14日22时40分19秒开始出现瞬间突变，到22时40分34秒发生放电导致保护动作，整个过程时间只有15秒，说明故障较为突然，平时的巡视难以发现，难以采取防范措施。故障发生后结合工作经验和相关专家的意见，认为1号主变低压侧B相管母线绝缘破损的原因为：B相管母线在厂家制作时存在质量问题，管母线铜管打磨不彻底，在故障点处存在金属毛刺，毛刺缓慢刺破部分绝缘层，加之近期风电场早晚温差大，绝缘层伸缩变大，加快了毛刺刺破绝缘层这一过程，当绝缘层被刺破到一定程度，绝缘等级低于击穿电压的门槛值时，瞬间对1号主变本体低压侧C相接线柱螺母发生了放电。

5风电场存在的问题和防范措施

此处事故暴露出以下几个问题：（1）管母线生产厂家产品质量存在缺陷，未达到30年的设计使用寿命。（2）设备验收把关不严，事件调查分析过程中未见相应的设备验收证明文件。（3）技术资料及试验数据等管理不善，未找到该管母线的相关设计资料和试验数据。

针对此次事故采取的防范措施：（1）工程建设中，严格执行验收管理制度，确保设备质量，避免因设备质量问题导致此类事故的发生；（2）在设备验收时，要求厂家提供有效的设备预防性试验报告；（3）加强设备巡检、测温，发现问题及时处理；（4）针对B相管母线出现的问题，举一反三，结合小风、无风时段，对全场主要电缆进行全面检查处理，避免类似问题的再次发生；（5）深入开展加强行动计划，补齐技术管理、设备管理等方面的短板；（6）采取用新技术对管母线进行更换，彻底消除安全隐患。

6结语

电力生产始终坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，为了减少跳闸故障给电网运行带来的不良影响，值班人员应熟悉有关运行规程，了解设备的运行状况，提高处理问题的能力，出现故障时要沉着冷静、认真分析、正确判断、并避免故障进一步发展，尽快恢复正常运行方式。同时，还要提高集电线路检修人员的技术水平，积极改善设备的运行条件，加强集电线路的检修、维护、管理，提高设备的健康水平。

参考文献

[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[Ｍ].北京：水利电力出版社，1994.

[2]电力工程电气设计手册[Ｍ].北京：中国电力出版社，1990.