摘 要：目前，在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機送電線(xiàn)路中，箱式變壓器因其具有的體積小、高壓配電柜低壓配電柜結構緊湊、安裝簡(jiǎn)單、易于維護、運行穩定等優(yōu)勢被廣泛推廣使用。但是箱式變壓器也具有不易散熱，且風(fēng)電場(chǎng)的箱式變壓器都是分散在野外，點(diǎn)多面廣，致使監控不到位，隱患未及時(shí)發(fā)現處理，形成了事故。因此，為了保證風(fēng)力發(fā)電機運行的穩定性，做好箱式變壓器的維護和保養顯得尤為重要。本文將結合風(fēng)電場(chǎng)運行中發(fā)生的一些箱式變壓器的事故案例，探討如何通過(guò)技術(shù)手段和巡檢規范來(lái)提高箱式變壓器的可靠性和長(cháng)周期安全運行。

      關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)；箱式變壓器；維護

      1、概述

      風(fēng)力發(fā)電機箱式變壓器的作用就是將風(fēng)機發(fā)出的690V 電能經(jīng)過(guò)升壓變?yōu)?10kV 或 35kV，再通過(guò)埋地電纜或架空線(xiàn)輸送到風(fēng)電場(chǎng)升壓站。風(fēng)力發(fā)電機大都是散落在野外山頭、林地、海邊的，范圍廣，遠離升壓站中控室，且箱式變壓器大都未采用綜合自動(dòng)化設備，以至于綜自系統無(wú)法實(shí)現對風(fēng)機箱式變壓器的監視和控制，使箱式變壓器系統成為信息孤島和監控盲區，出現事故或隱患時(shí)無(wú)法及時(shí)處理和消除。因此需要維護人員加強箱式變壓器就地巡檢，發(fā)現箱式變壓器異常情況及時(shí)處理。箱式變壓器出現事故除了有可能引起自身的火災外，還有可能引燃周?chē)牧值?、山地、風(fēng)機以及導致風(fēng)機飛

車(chē)、倒塔等事故。

       2、箱式變壓器的組成與二次保護

     （1）作者所在風(fēng)電場(chǎng)箱式變壓器采用的是環(huán)氧樹(shù)脂干式變，由低壓室、變壓器室、高壓室三大部分組成。

     （2）低壓室，包括低壓側開(kāi)關(guān)、隔離變壓器、風(fēng)機控制電源開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表、溫控器、測量裝置等設備；

     （3）變壓器室，包括環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器、變壓器繞組溫度傳感器、軸流風(fēng)機、低壓側電流互感器等設備；

     （4）高壓側，包括SF6 開(kāi)關(guān)、高壓側電流互感器、避雷器、保護裝置、智能操控裝置等設備。

      箱式變壓器的二次保護。1）低壓側開(kāi)關(guān)，由過(guò)流3 段保護組成，保護裝置為框架斷路器自帶的電子脫扣器，保護范圍：風(fēng)機變頻器到箱式變壓器I 低壓側開(kāi)關(guān)出線(xiàn)端。2）干式變壓器，由超溫保護組成，保護裝置為干式變溫控器、繞組溫度傳感器，保護范圍：變壓器本體。 3）高壓側開(kāi)關(guān)，由過(guò)流 3 段和零序方向 2段保護組成，通過(guò)配置的數字測控裝置進(jìn)行定值整定，保護范圍：低壓側開(kāi)關(guān)進(jìn)線(xiàn)端到高壓側開(kāi)關(guān)出線(xiàn)端，包括變壓器本體。

      3、事故案列

     （1）案列 1：

      該風(fēng)電場(chǎng)某期項目 35 臺風(fēng)機投入運行時(shí)，無(wú)論在負荷大或小時(shí)，箱式變壓器均頻繁跳閘，嚴重影響了風(fēng)電場(chǎng)的安全運行和經(jīng)濟效益。經(jīng)過(guò)運維人員長(cháng)時(shí)間的排查后，初步判定是由于箱式變壓器高壓側開(kāi)關(guān)的保護測控裝置選型不匹配造成，后經(jīng)過(guò)批量更換保護測控裝置，這一問(wèn)題最終徹底根除。

     （2）案例 2：

      某日，該風(fēng)電場(chǎng)的某臺風(fēng)機遠程監控失去通訊。運維人員趕到機位時(shí)，發(fā)現箱式變壓器低壓室著(zhù)火。經(jīng)過(guò)緊急撲救后， 將火災范圍控制在低壓室。經(jīng)過(guò)事故分析后，原因是由于低壓側電流互感器在變壓器室內，在長(cháng)期的高溫環(huán)境中，極易造成外殼老化、脆裂， 進(jìn)而造成電流互感器二次回路開(kāi)路，形成過(guò)電壓引起火災。在對其它箱式變壓器的檢查中，也發(fā)現了所有變壓器的低壓側電流互感器均有不用程度的老化、開(kāi)裂現象，進(jìn)一步驗證了事故分析的結論。由于低壓側電流互感器的二次回路只接于電流表使用，弊大于利，事故整改措施是對低壓側電流互感器進(jìn)行拆除，以防此類(lèi)事故再次發(fā)生。

    （3）案列 3：

      某日，該風(fēng)電場(chǎng)某組集電單元高壓開(kāi)關(guān)突然跳閘，保護裝置報過(guò)流 I 段動(dòng)作。運維人員立即對集電線(xiàn)路電纜和該組 7 臺箱式變壓器進(jìn)行檢查，發(fā)現某臺箱式變壓器低壓側有一根電纜在分叉頭處已經(jīng)熔斷，該電纜為3*240，三芯分別接于變壓器低壓側三相， 該電纜共有6 根。經(jīng)過(guò)事故分析，是由于電纜絕緣老化，造成了相間短路，但本該是高壓側開(kāi)關(guān)動(dòng)作的，由于箱式變壓器UPS 故障，高壓側開(kāi)關(guān)保護裝置不能正常工作，造成了越級跳閘。

       4、措施及建議

     （1）加強箱式變壓器的日常巡檢。重點(diǎn)檢查干式變溫控器是否正常工作，手動(dòng)啟停軸流風(fēng)機是否能正常工作、UPS 電源是否正常、保護測控裝置是否正常得電有無(wú)報錯、溫濕度監控器是否正常工作、SF6 開(kāi)關(guān)壓力指示是否在正常范圍，有無(wú)下降趨勢、變壓器運行聲音是否正常等，對發(fā)現的問(wèn)題要及時(shí)處理。

     （2）做好定期維護工作。每年度對箱式變壓器做一次停電維護工作，對變壓器各接頭螺栓和固定螺栓進(jìn)行力矩校驗緊固、清理變壓器室衛生、封堵電纜孔洞、檢查電纜老化程度，必要時(shí)進(jìn)行處理。

     （3）做好預防性試驗工作。每年度應及時(shí)做好變壓器的預防性試驗工作，主要有變壓器本體絕緣測量、高低壓電纜絕緣測量、變壓器高低壓繞組直阻測量、高低壓側開(kāi)關(guān)的保護動(dòng)作校驗防止誤動(dòng)、拒動(dòng)。

     （4）增加監控途徑。1）將箱式變壓器繞組溫度通過(guò)風(fēng)機 RTU 傳到風(fēng)電場(chǎng)中控室電氣后臺，有利于發(fā)現異常時(shí)能及時(shí)處理。2）將變壓器的保護和測控裝置信號傳到中控室電氣后臺。3）增加戶(hù)外監控， 對箱式變壓器進(jìn)行全方位監控，并將監控信號傳到中控室后臺。

      5、結論

      箱式變壓器的可靠性是風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機安全穩定運行的前提，但由于大部分箱式變壓器的綜合自動(dòng)化程度不高，使之存在監控盲區，再加上風(fēng)機箱式變壓器都分散在野外造成巡檢難度大、維護人員重視不足， 導致很多箱式變壓器隱患無(wú)法及時(shí)發(fā)現消除直至發(fā)生短路跳閘、著(zhù)火等事故時(shí)才引起重視。作者結合多年在風(fēng)電場(chǎng)運維中處理的箱式變壓器事故和隱患的經(jīng)驗，提出了一些改進(jìn)措施和建議，希望對同行業(yè)內的風(fēng)電場(chǎng)亦有參考意義。