DQZHAN技術(shù)訊：風(fēng)電場箱式變壓器選型與維護(hù)
近年來，中國風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模發(fā)展，箱變作為風(fēng)力發(fā)電場的主要設(shè)備之一，其故障在一定程度上影響風(fēng)電場的發(fā)電效益。本文對風(fēng)電場箱式變壓器選型做了調(diào)查統(tǒng)計(jì)，對美式箱變運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行匯總，通過風(fēng)場箱變故障實(shí)例，對運(yùn)行中美式箱變出現(xiàn)的故障原因及改進(jìn)措施做了探討，為沿海風(fēng)電場箱變的采購及運(yùn)行維護(hù)提供參考意見。
雙饋異步型風(fēng)電機(jī)組，有一臺風(fēng)電機(jī)組基本上就有一臺箱式變壓器（簡稱箱變）。箱變能否**的運(yùn)行，直接影響風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的工況。由于沿海風(fēng)電場箱變地處偏僻、人跡罕至的地方，環(huán)境濕度大，對風(fēng)電場箱式變壓器選型與運(yùn)行維護(hù)提出較高的要求，本文結(jié)合工作實(shí)際，分析了運(yùn)行中箱變存在的問題，為同行提供有益的借鑒。
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(jù)筆者的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及與同行的交流，目前沿海風(fēng)電場宜選擇美變，主要原因有二，設(shè)備簡潔，散熱效果好，歐變外殼容易受強(qiáng)風(fēng)、潮濕等原因影響受損。
美變在設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)考慮便于運(yùn)行人員的操作與維護(hù)。
2美變運(yùn)行中的主要問題
美變在運(yùn)行中發(fā)生的主要問題與設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行等因素有關(guān)，主要表現(xiàn)在：
2.1設(shè)計(jì)方面
（1）設(shè)計(jì)容量偏小，導(dǎo)致變壓器運(yùn)行中發(fā)熱；
（2）布局不合理，不利于運(yùn)行中操作、巡視及異常的隔離。
2.2制造方面
（1）變壓器防腐未按要求處理和施工，造成箱變銹蝕；
（2）變壓器油不符合規(guī)范要求，有些采用二次油，且未進(jìn)行必要的處理；
（3）焊接質(zhì)量問題或密封圈錯(cuò)位、螺絲未擰緊，出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象；
（4）箱變密封性較差，柜門有縫隙，出現(xiàn)元器件易被灰塵污染，或潮濕空氣進(jìn)入，發(fā)生腐蝕。
2.3安裝方面
（1）基礎(chǔ)施工不符合規(guī)范要求，導(dǎo)致一段時(shí)間后，箱變基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，發(fā)生傾斜；
（2）防火封堵及孔洞不符合規(guī)范要求，以致老鼠、黃鼠狼、蛇等小動(dòng)物進(jìn)入箱變，發(fā)生短路故障，損壞設(shè)備。
3箱變運(yùn)行中典型故障的反措
（1）箱變漏油。箱變漏油主要有焊接質(zhì)量、密封圈性能**或螺絲松動(dòng)等原因。
2010年某風(fēng)電場發(fā)生一起箱變爆炸事故，集電線路保護(hù)跳閘，箱變頂端封板飛出幾米以外；分析原因?yàn)橄渥兟┯停谟臀幌陆岛?，高壓?fù)荷開關(guān)相間缺少油絕緣，發(fā)生相間短路。在以后的巡回檢查中發(fā)現(xiàn)，漏油主要發(fā)生在箱變低壓側(cè)套管處，其主要原因?yàn)?，初始設(shè)計(jì)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(fā)生滑動(dòng)，造成密封不完整；整改措施，對墊圈、低壓套管進(jìn)行整體更換，其中將平墊圈更換為圓環(huán)形，套管與箱變接觸面制造時(shí)帶有一點(diǎn)弧形，以便卡住墊圈，同時(shí)加裝低油位報(bào)警信號，送至主控室，提醒運(yùn)行人員注意，及時(shí)采取處理措施。
（2）油色譜試驗(yàn)不合格。主要原因?yàn)橄渥儾幻芊猓椭泻兴?，引起氫氣及總烴含量超標(biāo)，較為嚴(yán)重的，設(shè)備存在放電現(xiàn)象，含有乙炔氣體。風(fēng)電場由于維護(hù)人員偏少，專業(yè)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(yàn)分析容易被忽視。
某風(fēng)電場2012年有32臺箱變新安裝投入運(yùn)行，投運(yùn)前油色譜化驗(yàn)有5臺不合格，廠家初始解釋為箱變注油存在滲漏，補(bǔ)焊導(dǎo)致，后續(xù)了解到箱變注入的是二次回收油，處理不徹底。運(yùn)行中發(fā)生2次35KV側(cè)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(yán)重的一臺箱變停運(yùn)檢查，發(fā)現(xiàn)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**距離變小，發(fā)生相間擊穿。對箱變整體進(jìn)行油色譜試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別箱變油氣中含有乙炔、多數(shù)箱變總烴含量高、氫氣含量接近報(bào)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(bào)警值的，進(jìn)行密封處理，并進(jìn)行真空濾油。部分油色譜化驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO，二氧化碳CO2等7種）。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，這些氣體的產(chǎn)氣量會(huì)迅速增加，故障點(diǎn)溫度較低時(shí)，甲烷比例較大，溫度升高時(shí)，乙烯、氫氣組分急劇增加，比例增大。當(dāng)嚴(yán)重過熱時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生乙炔氣體。固體絕緣的過熱性故障時(shí)，除產(chǎn)生上面的低分子烴類氣體外，還會(huì)產(chǎn)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(zhì)及程度。所以，在變壓器運(yùn)行中，定期測量油中的氣體組分和含量，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的潛伏性故障。
4結(jié)論
綜上所述，美式箱變較歐式更適合沿海地區(qū)風(fēng)電場，但美式箱變在制造質(zhì)量等方面仍有需要改進(jìn)及提高的地方。在箱變運(yùn)行過程中，需加強(qiáng)對箱變的巡檢維護(hù)，針對箱變運(yùn)行中的異常情況及時(shí)分析與檢查，防止事態(tài)的擴(kuò)大，提高箱變穩(wěn)定**運(yùn)行。
