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    風電場箱式變壓器選型與維護

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    風電場箱式變壓器選型與維護

    發布日期:2017-09-18 00:00 來源:http://www.jiemaixb.com 點擊:

     近年來,中國風力發電大規模發展,箱變作為風力發電場的主要設備之一,其故障在一定程度上影響風電場的發電效益。本文對風電場箱式變壓器選型做了調查統計,對美式箱變運行中存在的問題進行匯總,通過風場箱變故障實例,對運行中美式箱變出現的故障原因及改進措施做了探討,為沿海風電場箱變的采購及運行維護提供參考意見。

      雙饋異步型風電機組,有一臺風電機組基本上就有一臺箱式變壓器(簡稱箱變)。箱變能否安全的運行,直接影響風電機組運行的工況。由于沿海風電場箱變地處偏僻、人跡罕至的地方,環境濕度大,對風電場箱式變壓器選型與運行維護提出較高的要求,本文結合工作實際,分析了運行中箱變存在的問題,為同行提供有益的借鑒。

    三友電器設備.jpg

      1 箱式變壓器的選型

      箱式變壓器目前主要有歐式變壓器(簡稱歐變)和美式變壓器(簡稱美變)二種,根據筆者的運行經驗及與同行的交流,目前沿海風電場宜選擇美變,主要原因有二,設備簡潔,散熱效果好,歐變外殼容易受強風、潮濕等原因影響受損。

      美變在設計制造時,應考慮便于運行人員的操作與維護。


      2 美變運行中的主要問題

      美變在運行中發生的主要問題與設計、制造、安裝、運行等因素有關,主要表現在:

      2.1 設計方面

     ?。?)設計容量偏小,導致變壓器運行中發熱;

     ?。?)布局不合理,不利于運行中操作、巡視及異常的隔離。

      2.2 制造方面

     ?。?)變壓器防腐未按要求處理和施工,造成箱變銹蝕;

     ?。?)變壓器油不符合規范要求,有些采用二次油,且未進行必要的處理;

     ?。?)焊接質量問題或密封圈錯位、螺絲未擰緊,出現滲漏油現象;

     ?。?)箱變密封性較差,柜門有縫隙,出現元器件易被灰塵污染,或潮濕空氣進入,發生腐蝕。

      2.3 安裝方面

     ?。?)基礎施工不符合規范要求,導致一段時間后,箱變基礎發生不均勻沉降,發生傾斜;

     ?。?)防火封堵及孔洞不符合規范要求,以致老鼠、黃鼠狼、蛇等小動物進入箱變,發生短路故障,損壞設備。

    三友電器設備.jpg

      3 箱變運行中典型故障的反措

     ?。?)箱變漏油。箱變漏油主要有焊接質量、密封圈性能不良或螺絲松動等原因。

      2010年某風電場發生一起箱變爆炸事故,集電線路保護跳閘,箱變頂端封板飛出幾米以外;分析原因為箱變漏油,在油位下降后,高壓負荷開關相間缺少油絕緣,發生相間短路。在以后的巡回檢查中發現,漏油主要發生在箱變低壓側套管處,其主要原因為,初始設計采用平墊圈,套管與箱變接觸面為平面,在安裝過程中,墊圈發生滑動,造成密封不完整;整改措施,對墊圈、低壓套管進行整體更換,其中將平墊圈更換為圓環形,套管與箱變接觸面制造時帶有一點弧形,以便卡住墊圈,同時加裝低油位報警信號,送至主控室,提醒運行人員注意,及時采取處理措施。

     ?。?)油色譜試驗不合格。主要原因為箱變不密封,油中含有水分,引起氫氣及總烴含量超標,較為嚴重的,設備存在放電現象,含有乙炔氣體。風電場由于維護人員偏少,專業人員更少,加之箱變電壓等級低、分布較為分散,箱變油色譜化驗分析容易被忽視。

      某風電場2012年有32臺箱變新安裝投入運行,投運前油色譜化驗有5臺不合格,廠家初始解釋為箱變注油存在滲漏,補焊導致,后續了解到箱變注入的是二次回收油,處理不徹底。運行中發生2次35KV 側高壓熔斷路熔絲擊穿,6臺次控制變壓器擊穿異常。對較為嚴重的一臺箱變停運檢查,發現A相引線固定螺絲松脫,B相高壓熔絲尾端與A相引線之間安全距離變小,發生相間擊穿。對箱變整體進行油色譜試驗,發現個別箱變油氣中含有乙炔、多數箱變總烴含量高、氫氣含量接近報警值。整改措施為,對含有乙炔及總烴含量高的箱變徹底清洗后,更換新的合格變壓器油;氫氣含量接近報警值的,進行密封處理,并進行真空濾油。部分油色譜化驗數據如下表:

      乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO,二氧化碳CO2等7種)。當變壓器內部發生故障時,這些氣體的產氣量會迅速增加,故障點溫度較低時,甲烷比例較大,溫度升高時,乙烯、氫氣組分急劇增加,比例增大。當嚴重過熱時,還會產生乙炔氣體。固體絕緣的過熱性故障時,除產生上面的低分子烴類氣體外,還會產生較多的CO,CO2。隨著溫度的升高,CO/CO2的比值逐步增大,從而通過油中氣體的各種成分含量多少來判斷故障的性質及程度。所以,在變壓器運行中,定期測量油中的氣體組分和含量,能及時發現變壓器內部的潛伏性故障。


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