提高風(fēng)電場箱式變電站可靠性的策略探索

□宋 瑋

隨著我國科技水平的不斷發(fā)展，箱式變電站技術(shù)也日益完善與成熟，應(yīng)用范圍逐漸擴大。但是，由于風(fēng)電場的外部環(huán)境比較惡劣，風(fēng)機分布比較廣泛，而箱式變電站并不能進行遠方監(jiān)控，導(dǎo)致箱式變電站在使用過程中還是會出現(xiàn)一些問題，再加上各生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平不同，運行弊端也存在一定偏差，所以會進一步加大箱式變電站故障的發(fā)生，導(dǎo)致風(fēng)電場無法正常運行。

一、箱式變電站的運行事例

(一)概況分析。某風(fēng)電場的運行方式:該風(fēng)電場變電站為110kV 升壓變電站，110KV 系統(tǒng)主接線為線變組運行方式;35KV 系統(tǒng)主接線為單母線運行方式，帶1 號集電線路間隔、2號集電線路間隔、3 號集電線路間隔、無功補償間隔、站用變間隔、主變低壓側(cè)301 開關(guān)間隔、35KV 母線PT 間隔 和接地變間隔。共33 臺風(fēng)機，每條集電線路各帶11 臺風(fēng)機。風(fēng)機所使用的是ZGS11 －Z． F －1600/35 型組合式箱式變電站。某日，14:45，風(fēng)電場監(jiān)控報警響，報警顯示35kV?3 號集電線路315 開關(guān)零序過流保護動作，315 開關(guān)跳閘，3 號集電線路所帶11 臺風(fēng)機全部停機。15:00，組織人員對3 號集電線路進行巡視檢查，并將所帶11 臺風(fēng)機的風(fēng)機變壓器高低壓側(cè)開關(guān)斷開。經(jīng)過對線路的仔細檢查后，發(fā)現(xiàn)A29 號風(fēng)機箱式變電站B 相熔斷器有爆炸現(xiàn)象，隨后立即對該設(shè)備進行隔離，并恢復(fù)其他設(shè)備的正常運行。

(二)原因分析。事后，風(fēng)電場運維人員對A29 號風(fēng)機箱式變電站進行了詳細檢查，并測量箱式變電站的絕緣電阻，在檢查中發(fā)現(xiàn)高壓與低壓兩側(cè)的電纜并沒有損壞，因此斷定是箱式變電站的內(nèi)部原因?qū)е麓舜喂收习l(fā)生。發(fā)生原因主要是由于低壓側(cè)的三相母排相間以及相對地之間有電弧產(chǎn)生，導(dǎo)致保護電源零線被燒斷，并在設(shè)備發(fā)生故障時，低壓側(cè)的斷路器拒動作，進而造成事故發(fā)生的火災(zāi)態(tài)勢逐漸蔓延，最終燒毀低壓側(cè)設(shè)備，繼而將事故蔓延到箱式變電站的高壓側(cè)，而箱式變電站的高壓側(cè)電流過高，所以造成高壓熔斷器爆炸使B 相接地。

二、提高箱式變電站可靠性的對策

通過以上事例的發(fā)生可以判斷出箱式變電站還是存在一定的安全隱患，因此風(fēng)電場就需要結(jié)合事故的發(fā)生原因以及運行經(jīng)驗對箱式變電站加以改造并完善。

(一)合理布線低壓側(cè)控制線路。如果箱式變電站的低壓側(cè)布線不合理，再加上低壓側(cè)斷路器保護控制零線與箱式變電站低壓側(cè)進線母排距離不足三厘米，也沒有任何預(yù)防火災(zāi)的隔離設(shè)備，就會使箱式變電站的低壓側(cè)母排電弧放電因高溫而熔斷，最終低壓側(cè)斷路器因無法運行而不能及時切斷電流，繼而加快了事故的發(fā)生。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，風(fēng)電場需要廠家合理布線低壓側(cè)控制線路，并掌握好箱變控制回路與低壓側(cè)發(fā)熱設(shè)備的距離，在所有控制線路中都需要安裝耐火管，從而保證因相同事故發(fā)生、設(shè)備溫度過高時故障不再擴大。

(二)緊固箱變中低壓側(cè)母排設(shè)備。這次箱式變電站事故的發(fā)生，雖然低壓側(cè)母排的三相母排距離符合國家的規(guī)范標準，但是進一步檢測發(fā)現(xiàn)，低壓側(cè)母排中的電纜固定螺母相對較長，從而縮小了箱式變電站低壓側(cè)母排間的電氣距離，再加上工人在施工過程中安裝不仔細以及運輸途中因震動而導(dǎo)致母排架松動，這樣極容易使相間的電弧放電。針對該問題，風(fēng)電場需要緊固箱式變電站中的低壓側(cè)母排設(shè)備，加大各相中母排之間的距離，如果在母排上有多余螺母要及時拆除，這樣可以提高箱式變電站的可靠性。

(三)增強風(fēng)機箱式變壓器的箱體密封性。通過分析得出，

導(dǎo)致低壓側(cè)三相母排產(chǎn)生電弧的原因，極有可能是該地區(qū)空氣潮濕，進而導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣強度下降，從而產(chǎn)生了電弧放電現(xiàn)象;亦或者是野外有小動物(如蛇等)通過箱變柜門縫隙進入箱式變壓器的內(nèi)部，造成相間或?qū)Φ囟搪贩烹姟５珶o論是以上哪種原因?qū)е碌姆烹姡寂c風(fēng)機箱式變的密封不良有著直接的關(guān)系。這就需要我們定期對風(fēng)電場內(nèi)所有箱變的密封條件進行仔細的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有箱變箱體柜門存在閉合不嚴和密閉不良的情況，就應(yīng)該及時對柜門進行調(diào)整。如可能的話，還可增加多點定位結(jié)構(gòu)，并更換密封膠條，以增強箱體的密封性，從而降低此類故障發(fā)生的概率。

(四)保證高壓熔斷器結(jié)構(gòu)的合理性。在此次風(fēng)電場箱式變電站設(shè)備的事故發(fā)生過程中，檢查出在箱式變電站中高壓側(cè)的插入式高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)并不合理，熔斷器的熔斷效果主要在于熔斷器的熔絲質(zhì)量與安裝技術(shù)水平，在箱式變電站發(fā)生事故時，變壓器的內(nèi)部壓力就會加大，從而會導(dǎo)致高壓熔斷器的熔管沖出箱式變電站中，給箱式變電中的工作人員帶來一定的安全隱患。根據(jù)我國箱式變電站的運行事例，了解到箱式變電站在開關(guān)操作時并不具備相應(yīng)的可靠性，尤其是在風(fēng)電場操作過程中，開關(guān)經(jīng)常會有失靈的現(xiàn)象發(fā)生。因此，相關(guān)廠家要提出箱式變電站的改進方案，解決箱式變電站中結(jié)構(gòu)不合理問題。他們的改進方案是，在滿足該箱式變電站的密封油浸式變壓器的同時，將熔斷器與開關(guān)單獨安裝，使其與變壓器的本體隔離開，并用手動的方式控制高壓的開關(guān)。與此同時，熔斷器運用跌落式熔斷器，目的是不僅可以直觀觀察箱式變電站的開斷狀態(tài)，還可以進一步提高箱式變電站的可靠性。

三、完善箱式變電站設(shè)備

為了避免箱式變電站火災(zāi)事故的發(fā)生，風(fēng)電場需要以這次事故為根本進行全面討論，將箱式變電站進行智能化改造，風(fēng)電場在討論過程中，研究出了可靠性比較高的智能化改造方案。該改造方案主要是運用GPRS 箱式變電站對風(fēng)電場進行遠程監(jiān)控，主要由三部分構(gòu)成，分別是監(jiān)控中心、GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)中心與箱式變電站監(jiān)控終端中心。其中箱式變電站監(jiān)控終端中心安裝在箱式變電站的內(nèi)部，將電壓與電流互感器對變電器的參數(shù)通過采集發(fā)送到GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)中心，再上傳到箱式變電站監(jiān)控中心。這種箱式變電站智能化方式的改造，不僅可以提高箱式變電站的安全性能，還能夠增強供電的電能質(zhì)量，充分體現(xiàn)出箱式變電站的可靠性與穩(wěn)定性，同時還減少了運行維護人員的工作強度，在一定程度上降低了運行維護人員在操作過程中的失誤率。經(jīng)過實際工作的論證，箱式變電站智能化改造方案給風(fēng)電場的運用及監(jiān)控控制與發(fā)電方案等工作提供了可靠并有效的技術(shù)手段。

四、結(jié)語

本文結(jié)合風(fēng)電場中箱式變電站發(fā)生故障的事例，分析了箱式變電站的事故原因與相關(guān)策略。智能化箱式變電站具有較高的可靠性與經(jīng)濟性，不過風(fēng)電場的發(fā)展速度比較快，再加上智能化電網(wǎng)的需求不斷出現(xiàn)，對風(fēng)電場的箱式變電站設(shè)備要求也越來越高，因此，為了使箱式變電站設(shè)備的可靠性更好地展現(xiàn)出來，需要風(fēng)電場與制造廠商的研究人員共同努力，讓風(fēng)電場中的箱式變電站設(shè)備安全、順利地在工作中運轉(zhuǎn)。

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