赵健
中国大唐集团有限公司内蒙古分公司赤峰事业部 内蒙古赤峰 025550
摘要：针对风电场集电线路的一般故障，本文从风电场集电线路箱变压器的安装和运行角度分析了风电场集线箱变压器的故障原因，并提出了基于故障的解决方案。加强安装管理，提高安装验收标准，提高维修质量，加强运行监控巡逻等方面，确保集电箱变压器的安全可靠运行。提出了处理措施，分析产生缺陷的原因，为风电厂集热线的管理提供参考。
关键词：风电场；故障；措施
一、风电场集电线路特点
风电场的集电极线连接通常是架空线，电缆或电缆+架空线混合方法，通常是混合方法，电压水平通常为35 kV。
二、典型故障原因分析
据统计，该公司的风电场生产线在特定年份发生了108次故障。按故障类型分类的统计数据主要集中在地面（41％），相间短路（17％），雷电（29％），跌落开关故障（8％）以及污染闪络和崩溃方面。根据缺陷属性统计，57％属于自然原因（雷电，强风，冰层，藻类破坏），而43％属于非自然原因（接触不足，绝缘性能差，断开，溢出，外力破坏）。
（一）具体原因分析
（1）接地。风电场的35kV集热线系统是低电流接地电源系统，在潮湿，多雨，下雪和大风的天气中经常发生错误。据统计，主要原因是：导线或排扰线断裂，重叠或在塔架横臂中重叠；电缆和电缆头绝缘层破裂；避雷器和绝缘子的绝缘故障；树木和鸟巢筑巢；外力损坏线使电线掉落到地面。
（2）相间短路。某些线之间的距离相对较小。恶劣天气下的禅舞很容易引起相间短路。在大风天气中，树枝折断或刮伤物体，并且线之间的水平短路会导致相互之间的短路。相互之间的短路发生在线路之间。
（3）闪电。有三种类型的雷击。1）即使电线上直接有雷击，雷电也可以绕过避雷针和避雷针（伤口）的保护范围2）避雷塔或避雷针强雷电流塔塔和避雷器的电势通过接地电阻立即上升。如果塔和导体之间的电位差超过线路绝缘子的闪络电压，则绝缘子会产生闪络，并且导体上会出现高电压（反击）3）由于空间中电磁场的突然变化而导致电线上的过电压（感应闪电）接地，超过避雷针65m的水平距离。
（4）下降开关故障。如果压降开关触点的触点尺寸不匹配，则大风天气很容易放松甚至燃烧。此时，当风吹来时，保险丝管容易摇动到保险丝管的极或其他阶段，引起放电和跳闸。即使由于保险丝太粗而保险丝孔太薄而使保险丝烧断，保险丝部分也不容易从管子上脱落，因此管子不会迅速掉出，在严重的情况下，电路可能会跳闸。随着时间的流逝，下部接触点的两英尺被电流燃烧，导致接触点掉落，强风期间的掉落部分异常掉落。
（5）污染闪光。温度，湿度，风向等天气因素以及烟雾和沙尘暴等其他恶劣天气是形成污染闪络的条件。由于温度和湿度的综合作用，由雨雾形成的浮冰和漂浮在空气中的细小灰尘积聚在绝缘子的表面上，从而形成污染。随着线路长时间工作，绝缘子的污染逐渐增加，降低了绝缘程度，大大增加了线路跳闸的可能性。
（二）变压器的故障
当前，风力发电场中的大多数35kV电缆都被埋在山区风中，尤其是在南部地区，架空电缆既困难又昂贵，但是埋入式电缆通常会发生故障，难以判断和处理。在频繁出现电缆故障问题的情况下，将安装盒装变压器并将其连接到风电场中风力涡轮机之间的35kV收集器线路电缆。盒装变压器箱通常由硅橡胶预制电缆接头，保险丝，应力锥，箱壳，双向套管和低压驳船组成，主要由EPDM橡胶，橡胶塑料护套，硅橡胶和耐热材料组成。收缩材料是主要材料，使用方便，稳定可靠。但是，如果35kV集电线路的盒装变压器工作一定时间，就会发生更多的故障，影响正常发电，工作时间越长，问题越明显。如何保持支线盒的安全稳定运行以及集电极线盒变压器的稳定运行影响大型风电场的发电已成为风电场增加发电量和设备可用性的主要问题。
（1）安装方面
35kV集电线路的箱式变压器像风扇一样放置在室外，山区环境相对较差，对分支箱的安全可靠运行进行了严格的测试。在调试的初期，不太可能在短期内发生大的冲击，例如安装位置不正确或安装过程中损坏部件，但是如果天气恶劣，则经过长时间的不规则操作后，设置的电路箱式变压器会渗入其他杂质并影响正常运行，可能会发生接地故障。在严重的情况下，间歇性放电和绝缘损坏会导致外壳损坏。
（2）操作方面
35kV集电线路的箱式变压器放置在室外，操作时间短，经验不足，再加上人员的检查经验和检查不当，可能导致箱内设备异常，影响变电站。我在做运行问题不仅反映在外部污染物的影响下，还反映在外部潮湿天气引起的线路问题上。这些问题继续出现并加深。盒装变压器安装在室外且容易损坏，过电压会因雷击损坏二次设备，如果一次和二次设备被雷电损坏，保护装置将发生故障或拒绝运行。
三、预防维护处理措施
(一）分阶段叙述具体措施
（1）设计阶段。在天气验证方面，在容易遭受雷击的区域中进行天气验证。在防雷设计方面，应考虑在多个雷电区域的风力发电厂的高架集热线的整条线中安装避雷针。在单回路中，将防雷线另一侧的导体的保护角控制在20°以内，减小保护角可有效减少雷击次数。在多个矿区建立了新的风电场，增加了绝缘子的数量，并使用了双重类型这是可能的。在设备选择方面，选择防风衣落下开关以避免因强风而击穿。使用防污染绝缘材料来避免污染闪络。线型金属氧化物电涌放电器用于提高防雷等级。
（2）工程阶段。架空线严格按照GB 50713，GB 50169和其他规范构造。确保接地线安装过程正确。严格遵守地线弧垂的设计，确保地线弧垂的防雷保护。塔的接地电阻必须符合法规要求；为确保下拉式电缆和电缆夹的安装过程，必须使用双螺母进行固定。安装后，将根据GB 50150对项目进行测试，并且只有在通过项目质量评估和电气设备测试后才能接管项目。对于电缆线，请选择具有良好操作性能的电缆制造商。电缆的接收和运输符合规范要求。在现场测试电缆，结果应符合设计和合同中指定的性能指标。结构严格符合GB 50168等规范，电缆最小。电缆的弯曲半径，最大牵引强度，机械电缆敷设速度等必须严格按照GB 50168规范执行，严禁残酷配置。电缆头的生产必须严格按照GB 12706.3规范进行，并且生产过程必须符合要求。防止水分，灰尘和外力损坏的配件，安装现场的温度，湿度和清洁度必须符合要求，并且严禁在雨，雾，沙等环境中安装。安装完成后，您应该进行测试工作。
（3）操作和维护阶段。巡逻人员会尽早发现影响安全操作的障碍，例如处理鸟巢和树木。定期夜间巡逻和夜间检查，夜间连接，目标导线连接点检查，热观察、光观察放电现象，这些特征使用的人员对夜间巡逻特别敏感。为了进行线路维护，请定期检查电气连接，拧紧连接零件的螺母，定期检查电极以清洁绝缘子的表面，并用放电和击穿时间更换绝缘子。在干燥季节，应对每个基础塔（不接地）进行测试）工频接地电阻和接地电阻值必须符合规格要求。
（4）在设计验证中检查导体和接地线的挠度，如果超出误差，则应及时进行调整。检查收集器线路配置的保护，以避免超步。检查避雷器的配置，是否符合规格要求，正确延长架空线零序电流保护的时限，避免出现临时性错误（如雷击）。为了维护下降开关，请检查下降开关的旋转部件是否灵活，以及部件是否损坏或腐蚀。对于新安装的下降开关，请根据规格检查并接受，并确保熔融管的安装角度达到约25°。必须更换熔体对于相同规格的熔体预防测试，应根据DLT 596的要求定期进行相关的预防性测试。在吊绳上的第一个绝缘子上安装防藻装置，例如防藻挡板，防藻刺和大直径绝缘子，以防止藻类损坏。
结论
综上，通过对风电场集电线路典型故障原因进行分析，提出了设计、工程及运维阶段的预防维护处理措施，为风电场集电线路管理提供了参考。
参考文献：
[1]李占儒.风电场35kV集电线路跳闸原因分析[J].风能，2011（12）：60-62.
[2]韩旭辉.箱式变电站的特点及应用.山西电力，2009（5）：9-60.