某风电场箱变烧损故障分析

邵久柠

摘要：风电场变电系统在风力发电机组出口装设满足其容量输送的变压器，其职能是将电能汇集后送给升压变电站。本文以某风电场风机变压器烧损为例，介绍了故障分析过程及后续处理建议。希望通过此案例减少同类企业发生类似故障的几率。对此类设备进行隐患排查，确保设备可靠运行。

关键词：变压器烧损;风电场;处理建议

一、事件经过

2021年11月19日期间，某风电场运行中发生了B33箱变本体内部烧损事故。

2021年11月19日，35kV #5集电线路过流I段动作报警，随后在35kV配电室确认该线路跳闸，开关柜综合保护装置保护动作出口。现场检查发现B33箱变高压侧A、B相跌落保险熔断并跌落，现场判断为变压器故障。

二、设备概况

某风电场装机容量为4.95MW，2011年底投产发电。箱变选用国电南自风电自动化有限公司设计生产的ZGS11-F-1600/35型油浸式自然冷却组合式变压器，35kV线路保护装置选用许继WXH-822A/P微机线路保护测控装置。

三、现场检查情况

1、开关柜集电线路保护装置动作情况检查

#5集电线路保护装置在B33箱变故障时保护启动并出口跳闸。从继电保护装置动作情况可以看出，故障时刻A、B相电流同时增大，触发过流I段保护动作（过流I段保护定值为1.9A，延时0秒），判断故障类型为相间短路，继电保护装置为正确动作。见图2、图3。

2、故障录波器检查情况

调阅了B33箱变发生故障时的故障录波器记录波形。见图3、图4。

从故障录波器所记录波形可以看出，#5集电线故障发生时35kV II母线无过电压情况，其故障波形为相两短路故障波形。B33箱变发生A、B相间短路，持续时间约为8ms，故障时电流增大，电压降低，两故障相电流大小相等、方向相反，同时产生零序电流、零序电压。

箱变短路故障发生后，因熔断器动作特性为反时限，箱变高压侧相间短路发生后，熔断器熔断时间约有几十毫秒发热熔断时间，大于过流保护动作整定时限，继电保护装置有较高的灵敏性装置动作正确。

3、变压器检查情况

B33箱变故障后对变压器及絕缘油进行了检验，检验发现变压器高压侧直流电阻值超过规程相关规定值，变压器耐压试验未通过。绝缘油质化验报告中乙炔、氢气、总氢等超过规定限值。判断变压器内部发生短路放电。见表1。

4、其它相关设备检查情况

检查发现B33箱变高压侧B相避雷器放电计数器动作1次，箱变发生故障时刻气象状况良好，不存在雷雨天气。检查与B33、箱变并联线路中其他箱变避雷器计数器未动作，判断箱变发生故障时产生内部过电压，高电压通过就近避雷器泄放，避雷器动作为内部过电压。

四、原因分析

1）从保护装置动作记录、故障录波器波形及避雷器动作情况可以看出，箱变故障时未出现雷击过电压情况，排除外部过电压损伤因素。

2）从故障录波记录可以看出，在变压器本体内部发生了短路故障，故障过程中保护装置动作正确、可靠。

变压器内部相间短路的原因较多，如相间绝缘或层间绝缘在生产中的工艺问题、漆包线质量问题、引出线固定问题、电动力冲击问题、过热问题、绝缘油强度问题、局部放电问题、闪络问题等，可为单独或多种因素共同作用的结果。

3）依据现场调查结果初步认为，此次变压器烧损故障是由变压器本身质量问题所致。

五、处理及防范措施

1）重视本次故障变压器的返厂解体过程，确定变压器相间短路的具体原因。

2）做好应对该型变压器发生同类故障的应急措施，储备足够的备品备件，减少电量损失。

3）巡检中，现场人员要做好防护措施，防止因变压器本体短路故障或爆炸发生人身伤亡安全事故。

4）加强对当前运行中变压器的油质、温度、噪音等方面的检测和巡视，尽可能提前发现问题并及时采取措施，避免发生安全生产事故。