2013年冀北电网风电机组非计划停运统计分析
发布时间:2014-12-11     来源: 《风能》
本文摘要:北地区是国家规划的八个“千万千瓦级风电基地”之一,截至2013年底,冀北电网并网运行的风电总装机容量已突破700万千瓦,在国家电网公司省级电力公司中位居系统第二。
 
  根据2013年冀北风电的运行数据,除雷击跳闸外,架空线路其他常见短路故障原因包括:
 
  (1)鸟害造成线路瞬时接地或相间短路;
 
  (2)风偏造成线路对木或铁塔放电;
 
  (3)由于大风等原因造成各类异物搭接在线路上导致短路故障。

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2013年冀北电网风电机组非计划停运统计分析
 
  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路故障的90%。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。
 
  2断线故障
 
  汇集线路断线故障通常发生在架空线路及引流线处。
 
  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,因此引线夹故障原因主要可以分为三个方面: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。
 
  (三)箱变系统故障
 
  箱变故障造成的风电机组非计划停运台次占总数的7.5%。箱变故障的原因比较分散,包括箱变漏油、声音异常、密封不严、高压熔断器烧毁、相间短路、绕组绝缘缺陷等。
 
  2典型案例分析
 
  冀北地区各个风电场由于地理位置、规划设计、设备状态等方面的差异,造成风电机组非计划停运的原因也略有区别,下面以三个风电场为例说明其各自导致风电机组非计划停运的主要原因。
 
  一、A风电场
 
  A风电场位于张家口地区,并网风电机组259台,包括鼠笼异步型风电机组、双馈异步型风电机组和永磁直驱型风电机组。A风电场2013年风电机组累计非计划停运1675台次,远高于其它风电场,其中6月至10月每月超过200台次,不仅给风电场造成了直接经济损失,也对地区电网的安全稳定运行造成了影响。A风电场故障类型的统计情况与冀北地区全部风电场的总体情况类似,但汇集线路短路故障率高于冀北地区平均水平,而且雷击故障率较高。因此,针对自身的特殊情况,A风电场可以加强线路的巡查工作,及早发现事故隐患并处理,同时,对雷击故障高发的线路需进行防雷击改造。
 
  二、B风电场
 
  B风电场位于张家口地区,并网风电机组165台,为双馈异步型风电机组。B风电场2013年风电机组累计非计划停运937台次,其中3月至6月每月超过100台次。由引流线的线夹、35kV电缆的电缆头以及主变高压侧开关的CT故障导致的风电机组非计划停运台次明显高于冀北地区平均水平。通过对故障情况的统计梳理,该风电场CT多次出现A相油位高故障,导致多台次风电机组陪停,这是导致该风电场风电机组非计划停运台次偏多的重要原因。
 
  三、C风电场
 
  C风电场位于承德地区,并网风电机组105台,包括双馈异步型风电机组、永磁直驱型风电机组等。C风
 
  电场2013年风电机组累计非计划停运775台次。其中汇集线路故障频率高于冀北地区平均水平,主要原因为风偏造成的短路故障,大风引起导线舞动,导致汇集线路相间短路或对地短路,富风期故障次数明显增多。同时雷击较多也是造成6月、7月风电机组非计划停运台次较多的主要原因。
 
  以C风电场为例,由于场内原因导致的风电机组非计划停运时间较高,据统计,该风电场风电机组由于设备故障或处缺陪停造成的全年停运时间为1794小时,这意味着每年将近20%的时间因为风电场内输变电等设备的原因而无法运行,这对风电机组的利用率产生了不利影响,也限制了风电场利用小时数的提高。
 
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