2013年冀北電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)統(tǒng)計(jì)分析(圖表)

　　按照故障位置情況統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的故障部位如圖2 所示，容易引發(fā)風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的故障主要發(fā)生在變電站、匯集線(xiàn)路以及箱變處，其中匯集線(xiàn)路故障是首要原因，占風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次總數(shù)的64% 。下文將針對(duì)不同的故障位置，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)掘故障高發(fā)的設(shè)備，并指出其故障原因。
　　（一）變電站設(shè)備故障
　　變電站設(shè)備故障主要包括變壓器、電壓或電流互感器（PT/CT）、通信設(shè)備故障等，其中，PT 或CT 故障造成的風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次較多，占總數(shù)的13.1% ；變壓器和通訊設(shè)備故障造成的風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次則相對(duì)較少，分別為3.5% 和1.6% 。
　　PT 故障主要表現(xiàn)為35kV 母線(xiàn)PT 保險(xiǎn)熔斷，此外還有35kV 母線(xiàn)PT 斷線(xiàn)、繞組燒毀、爆炸等。35kV 母線(xiàn)PT 高壓熔斷器熔斷的原因主要有以下幾種：鐵磁諧振；低頻飽和電流；PT 繞組絕緣降低、短路故障或消諧器絕緣下降；PT 高壓端接地側(cè)（X 端）絕緣水平與消諧器不匹配等。
　　CT 故障主要表現(xiàn)為主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)CT 油位偏高，此外還有主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)CT 端子箱燒毀等故障。主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)CT 油位高主要是由于設(shè)備安裝過(guò)程中沒(méi)有按照設(shè)備油位溫度－曲線(xiàn)充油，造成在高溫情況下設(shè)備油位偏高。另外設(shè)備運(yùn)行中存在局部放電，造成油中氣體超標(biāo)，例如存在總烴超過(guò)注意值或乙炔超標(biāo)的情況，需要進(jìn)行臨時(shí)停電處缺。
　　變壓器故障主要為各類(lèi)故障引起的變壓器開(kāi)關(guān)跳閘，及主變漏油等故障；通訊設(shè)備故障主要為通訊光纜磨損或斷裂等。
　　（二）匯集線(xiàn)路故障
　　匯集線(xiàn)路從位置上可以分為35kV 電纜、架空線(xiàn)路以及引流線(xiàn)到箱變?nèi)齻€(gè)部分，其中架空線(xiàn)路主要包括導(dǎo)線(xiàn)、避雷線(xiàn)、光纖通訊線(xiàn)、桿塔等設(shè)備。
　　匯集線(xiàn)路故障多發(fā)于大風(fēng)季節(jié)、陣風(fēng)天氣，以及小氣候區(qū)域，故障從本質(zhì)上可以分為兩類(lèi)，分別為短路故障和斷線(xiàn)故障。
　　1 短路故障
　　匯集線(xiàn)路短路故障通常發(fā)生在架空線(xiàn)路以及35kV 電纜處。
　　架空線(xiàn)路發(fā)生的短路故障主要為閃絡(luò)，具體原因包括雷擊、風(fēng)偏、鳥(niǎo)害、覆冰等，其中雷擊是造成風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次最多的一種，占總數(shù)的16% ，占匯集線(xiàn)路故障的25% 。
　　由于冀北地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)大多處于高等級(jí)雷害區(qū)，因此夏季雷擊導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次較多。根據(jù)2013 年冀北風(fēng)電的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大部分雷擊跳閘是由于雷擊35kV 架空線(xiàn)路造成的風(fēng)電機(jī)組線(xiàn)跳閘。架空線(xiàn)路雷擊跳閘主要有以下兩種類(lèi)型：
　　（1）雷擊于線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)上，由直擊雷過(guò)電壓導(dǎo)致的跳閘；
　　（2）雷擊于線(xiàn)路附近或桿塔上，在輸電線(xiàn)上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓導(dǎo)致的跳閘。
　　風(fēng)電35kV 匯集線(xiàn)路由于絕緣水平相對(duì)較低，容易造成直擊雷或感應(yīng)雷的危害；同時(shí)在匯集線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)仍按照一般的配電線(xiàn)路進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，未充分考慮匯集線(xiàn)路位于空曠起伏的地形區(qū)域，雷害尤為嚴(yán)重的特點(diǎn)，使得匯集線(xiàn)路的防雷性能相對(duì)薄弱。架空線(xiàn)路雷擊跳閘率偏高的根本原因主要為匯集線(xiàn)路避雷系統(tǒng)性能不良。首先在匯集線(xiàn)路設(shè)計(jì)階段，對(duì)區(qū)域極端天氣考慮不足，尤其是單桿、轉(zhuǎn)角桿塔的導(dǎo)線(xiàn)排布及絕緣安全系數(shù)的選用不當(dāng)，在空氣濕度大幅增加后，極易發(fā)生雷擊閃絡(luò)接地跳閘。其次在生產(chǎn)運(yùn)行中，避雷系統(tǒng)不能有效的發(fā)揮作用，例如，因接地模塊性能老化、桿塔與接地網(wǎng)連接部位電阻過(guò)大、接地扁鋼暗敷脫焊或虛焊等造成避雷器失效，在匯集線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)不能夠迅速泄放雷電能量，導(dǎo)致單相閃絡(luò)或相間閃絡(luò)故障跳閘。最后，由于匯集線(xiàn)路避雷系統(tǒng)維護(hù)不及時(shí)等原因，使支柱絕緣子、避雷器嚴(yán)重污穢，導(dǎo)致爬電距離降低，雷擊時(shí)易發(fā)生表面閃絡(luò)接地跳閘。
　　根據(jù)2013 年冀北風(fēng)電的運(yùn)行數(shù)據(jù)，除雷擊跳閘外，架空線(xiàn)路其他常見(jiàn)短路故障原因包括：
　　（1）鳥(niǎo)害造成線(xiàn)路瞬時(shí)接地或相間短路；
　　（2）風(fēng)偏造成線(xiàn)路對(duì)木或鐵塔放電；
　　（3）由于大風(fēng)等原因造成各類(lèi)異物搭接在線(xiàn)路上導(dǎo)致短路故障。
　　35kV 電纜也是短路故障高發(fā)的位置，電纜及電纜頭故障造成風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)臺(tái)次占總數(shù)的13.1% 。主要原因?yàn)殡娎|頭松動(dòng)、破損、破裂、放電、擊穿或燒斷。電纜頭故障率約占電纜線(xiàn)路故障的90% 。電纜頭的接觸電阻、過(guò)負(fù)荷等因素是引起溫度過(guò)高，造成絕緣老化或燒毀的主要原因。