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      風(fēng)電場箱式變壓器的運行與維護

      2019-05-29 10:47:42王志陽
      山東工業(yè)技術(shù) 2019年14期
      關(guān)鍵詞:風(fēng)電場維護

      摘 要:目前,在風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機送電線路中,箱式變壓器因其具有的體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、易于維護、運行穩(wěn)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)電場的箱式變壓器都是分散在野外,點多面廣,致使監(jiān)控不到位,隱患未及時發(fā)現(xiàn)處理,形成了事故。因此,為了保證風(fēng)力發(fā)電機運行的穩(wěn)定性,做好箱式變壓器的維護和保養(yǎng)顯得尤為重要。本文將結(jié)合風(fēng)電場運行中發(fā)生的一些箱式變壓器的事故案例,探討如何通過技術(shù)手段和巡檢規(guī)范來提高箱式變壓器的可靠性和長周期安全運行。

      關(guān)鍵詞:風(fēng)電場;箱式變壓器;維護

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.152

      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)過升壓變?yōu)?0kV或35kV,再通過埋地電纜或架空線輸送到風(fēng)電場升壓站。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化設(shè)備,以至于綜自系統(tǒng)無法實現(xiàn)對風(fēng)機箱式變壓器的監(jiān)視和控制,使箱式變壓器系統(tǒng)成為信息孤島和監(jiān)控盲區(qū),出現(xiàn)事故或隱患時無法及時處理和消除。因此需要維護人員加強箱式變壓器就地巡檢,發(fā)現(xiàn)箱式變壓器異常情況及時處理。箱式變壓器出現(xiàn)事故除了有可能引起自身的火災(zāi)外,還有可能引燃周圍的林地、山地、風(fēng)機以及導(dǎo)致風(fēng)機飛車、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)電場箱式變壓器采用的是環(huán)氧樹脂干式變,由低壓室、變壓器室、高壓室三大部分組成。

      1) 低壓室,包括低壓側(cè)開關(guān)、隔離變壓器、風(fēng)機控制電源開關(guān)、電壓表、電流表、溫控器、測量裝置等設(shè)備;

      2)變壓器室,包括環(huán)氧樹脂干式變壓器、變壓器繞組溫度傳感器、軸流風(fēng)機、低壓側(cè)電流互感器等設(shè)備;

      3)高壓側(cè),包括SF6開關(guān)、高壓側(cè)電流互感器、避雷器、保護裝置、智能操控裝置等設(shè)備。

      (2)箱式變壓器的二次保護。1)低壓側(cè)開關(guān),由過流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(cè)開關(guān)出線端。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(cè)開關(guān),由過流3段和零序方向2段保護組成,通過配置的數(shù)字測控裝置進行定值整定,保護范圍:低壓側(cè)開關(guān)進線端到高壓側(cè)開關(guān)出線端,包括變壓器本體。

      3 事故案列

      (1)案列1:該風(fēng)電場某期項目35臺風(fēng)機投入運行時,無論在負(fù)荷大或小時,箱式變壓器均頻繁跳閘,嚴(yán)重影響了風(fēng)電場的安全運行和經(jīng)濟效益。經(jīng)過運維人員長時間的排查后,初步判定是由于箱式變壓器高壓側(cè)開關(guān)的保護測控裝置選型不匹配造成,后經(jīng)過批量更換保護測控裝置,這一問題最終徹底根除。

      (2)案例2:某日,該風(fēng)電場的某臺風(fēng)機遠程監(jiān)控失去通訊。運維人員趕到機位時,發(fā)現(xiàn)箱式變壓器低壓室著火。經(jīng)過緊急撲救后,將火災(zāi)范圍控制在低壓室。經(jīng)過事故分析后,原因是由于低壓側(cè)電流互感器在變壓器室內(nèi),在長期的高溫環(huán)境中,極易造成外殼老化、脆裂,進而造成電流互感器二次回路開路,形成過電壓引起火災(zāi)。在對其它箱式變壓器的檢查中,也發(fā)現(xiàn)了所有變壓器的低壓側(cè)電流互感器均有不用程度的老化、開裂現(xiàn)象,進一步驗證了事故分析的結(jié)論。由于低壓側(cè)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(cè)電流互感器進行拆除,以防此類事故再次發(fā)生。

      (3)案列3:某日,該風(fēng)電場某組集電單元高壓開關(guān)突然跳閘,保護裝置報過流I段動作。運維人員立即對集電線路電纜和該組7臺箱式變壓器進行檢查,發(fā)現(xiàn)某臺箱式變壓器低壓側(cè)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(cè)三相,該電纜共有6根。經(jīng)過事故分析,是由于電纜絕緣老化,造成了相間短路,但本該是高壓側(cè)開關(guān)動作的,由于箱式變壓器UPS故障,高壓側(cè)開關(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。重點檢查干式變溫控器是否正常工作,手動啟停軸流風(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報錯、溫濕度監(jiān)控器是否正常工作、SF6開關(guān)壓力指示是否在正常范圍,有無下降趨勢、變壓器運行聲音是否正常等,對發(fā)現(xiàn)的問題要及時處理。

      (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行力矩校驗緊固、清理變壓器室衛(wèi)生、封堵電纜孔洞、檢查電纜老化程度,必要時進行處理。

      (3)做好預(yù)防性試驗工作。每年度應(yīng)及時做好變壓器的預(yù)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(cè)開關(guān)的保護動作校驗防止誤動、拒動。

      (4)增加監(jiān)控途徑。1)將箱式變壓器繞組溫度通過風(fēng)機RTU傳到風(fēng)電場中控室電氣后臺,有利于發(fā)現(xiàn)異常時能及時處理。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)增加戶外監(jiān)控,對箱式變壓器進行全方位監(jiān)控,并將監(jiān)控信號傳到中控室后臺。

      5 結(jié)論

      箱式變壓器的可靠性是風(fēng)電場風(fēng)機安全穩(wěn)定運行的前提,但由于大部分箱式變壓器的綜合自動化程度不高,使之存在監(jiān)控盲區(qū),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(dǎo)致很多箱式變壓器隱患無法及時發(fā)現(xiàn)消除直至發(fā)生短路跳閘、著火等事故時才引起重視。作者結(jié)合多年在風(fēng)電場運維中處理的箱式變壓器事故和隱患的經(jīng)驗,提出了一些改進措施和建議,希望對同行業(yè)內(nèi)的風(fēng)電場亦有參考意義。

      參考文獻:

      [1]張華等.電力變壓器現(xiàn)場運行與維護[M].中國電力出版社,2015(08).

      [2]國投云南風(fēng)電有限公司.風(fēng)電場運行與維護技術(shù)問答[M].中國電力出版社,2019(01).

      [3]國家能源局.電力變壓器運行規(guī)范[M].中國電力出版社,2017(04).

      [4]王濤等.變壓器保護[M].中國電力出版社,2013(04).

      作者簡介:王志陽(1987-),男,福建南安人,本科,工程師,主要從事風(fēng)力發(fā)電廠的運行維護工作。

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