2013年冀北电网并网运行风电机组非计划停运统计分析

  按照故障位置情况统计，导致风电机组非计划停运的故障部位如图2 所示，容易引发风电机组非计划停运的故障主要发生在变电站、汇集线路以及箱变处，其中汇集线路故障是最主要的原因，占风电机组非计划停运台次总数的64% 。下文将针对不一样的故障位置，通过统计分析，发掘故障高发的设备，并指出其故障原因。

  变电站设备故障最重要的包含变压器、电压或电流互感器(PT/CT)、通信设施故障等，其中，PT 或CT 故障造成的风电机组非计划停运台次较多，占总数的13.1% ;变压器和通讯设备故障造成的风电机组非计划停运台次则相对较少，分别为3.5% 和1.6% 。

  PT 故障主要体现为35kV 母线PT 保险熔断，除此以外还有35kV 母线PT 断线kV 母线PT 高压熔断器熔断的问题大多有以下几种：铁磁谐振;低频饱和电流;PT 绕组绝缘降低、短路故障或消谐器绝缘下降;PT 高压端接地侧(X 端)绝缘水平与消谐器不匹配等。

  CT 故障主要体现为主变高压侧开关CT 油位偏高，除此以外还有主变高压侧开关CT 端子箱烧毁等故障。主变高压侧开关CT 油位高主要是由于设施安装过程中没有按照设备油位温度-曲线充油，造成在高温情况下设备油位偏高。另外设备正常运行中存在局部放电，造成油中气体超标，例如存在总烃超过注意值或乙炔超标的情况，有必要进行临时停电处缺。

  变压器故障主要为各类故障引起的变压器开关跳闸，及主变漏油等故障;通讯设备故障主要为通讯光缆磨损或断裂等。

  汇集线kV 电缆、架空线路以及引流线到箱变三个部分，其中架空线路最重要的包含导线、避雷线、光纤通讯线、杆塔等设备。

  汇集线路故障多发于大风季节、阵风天气，以及小气候区域，故障从本质上可大致分为两类，分别为短路故障和断线 短路故障

  风电35kV 汇集线路由于绝缘水平相比来说较低，易引起直击雷或感应雷的危害;同时在汇集线路设计时仍按照一般的配电线路进行防雷设计，未最大限度地考虑汇集线路位于空旷起伏的地形区域，雷害尤为严重的特点，使得汇集线路的防雷性能相对薄弱。架空线路雷击跳闸率偏高的最终的原因主要为汇集线路避雷系统性能不良。首先在汇集线路设计阶段，对区域极端天气考虑不足，尤其是单杆、转角杆塔的导线排布及绝缘安全系数的选用不当，在空气湿度大幅增加后，极易发生雷击闪络接地跳闸。其次在生产运行中，避雷系统不能有效的发挥作用，例如，因接地模块性能老化、杆塔与接地网连接部位电阻过大、接地扁钢暗敷脱焊或虚焊等造成避雷器失效，在汇集线路遭受雷击时不能够迅速泄放雷电能量，导致单相闪络或相间闪络故障跳闸。最后，由于汇集线路避雷系统维护不及时等原因，使支柱绝缘子、避雷器严重污秽，导致爬电距离降低，雷击时易发生表面闪络接地跳闸。

  35kV 电缆也是短路故障高发的位置，电缆及电缆头故障造成风电机组非计划停运台次占总数的13.1% 。主要原因为电缆头松动、破损、破裂、放电、击穿或烧断。电缆头故障率约占电缆线% 。电缆头的接触电阻、过负荷等因素是引起温度过高，造成绝缘老化或烧毁的主要原因。

  架空电力线路断线的原因包括四个方面：首先，线路转角处因设计角度不合理，导线根部机械应力增大，导致断股、断线;其次在小气候区域，风向频繁变化，线路防震效果不佳致使断股、断线;再次，杆塔“T”接处上引导线裕度过长，长期风摆致使断股、断线;最后，导线“T”接处及导线作为跳线时，所安装的并沟线夹螺栓松动，致使导线脱落造成断线。此外，支柱绝缘子或者避雷器脱落等，也会造成汇集线路断线故障。

  连接架空线路与杆塔的引流线，是断线故障率较高的位置，故障设备主要为引线夹，造成风电机组非计划停运的台次占总数的12.2% 。设备质量和施工质量是造成引线夹故障的主要原因，主要表现为风电机组杆塔避雷器引线夹松动、断裂或脱落。与引线本体相比，引线夹是薄弱环节，其机械强度是影响安全稳定运行的关键因素。由于引线夹的制作、安装、接线工艺存在多个中间环节，因此引线夹故障问题大多可以分为三个方面：引线夹自身工艺不良、接线工艺不良及运行环境不良。由于风电场运行环境较差的状况无法改善，因此前两方面是导致此类故障的根本原因。

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