风电场集电线路故障原因分析及预控措施_党向东.pdf
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1、风电场集电线路故障原因分析及预控措施党向东(大唐山东发电有限公司新能源分公司,山东 济南 )摘要:随着风电装机容量和并网规模的不断扩大,提高风电供应的稳定性具有重要意义。集电线路是风电场中的重要设备,若风电场集电线路出现故障,则会导致风机脱网,造成大量电量损失,影响风电供应的稳定性。因此,加强风电场集电线路故障原因的研究,针对存在的问题,采取针对性的处理与预防措施具有重要意义。结合实际案例,探讨某风电场集电线路发生故障的原因,并采取整改措施,以确保风电场安全稳定运行,发挥其最大经济效益。关键词:风电场;集成线路;故障原因;预控措施中图分类号:(,):,:;收稿日期:概述某风电 场 位 于 山
2、东 省 威 海 市,总 装 机 容 量 为 ,通过场内两回 集电线路接入 升压站后送至电网。该风电场风电通过威海电网予以消纳,该电网主 网 由 、电 压 等 级 构 成。、网架呈现分系统辐射状供电。为了全力打造国家清洁能源产业高地,顺利实现“碳达峰碳中和”目标,“十四五”期间,威海市大力推动核、风、光、储等清洁能源发展,规划建设装机容量超过 万,总投资预计达到 亿元以上,以千亿级项目带动千亿级产业发展。由于 电压等级设备技术成熟、应用广泛,因此风电场内集电线路普遍采用 电压等级。因风电场范围大,该集电线路通常采用架空线形式,接入 升压站时以电缆地埋形式接入 开关柜内。受恶劣气候、施工质量、设备
3、本体质量等因素影响,集电线路跳闸事故频发,给风电场带来较大的经济损失,也给电网安全稳定运行带来重大隐患。本文通过对某风电场发生的集电线路跳闸故障进行描述,对故障原因进行分析,并采取相应的整改措施。风电场基本情况风电场装机容量为 ,共安装 台低温型双馈风电机组,采用一机一变的单元接线方式,升压箱变容量为 ,电压变比为 ,升压至 电压等级后,台风机通过两回 集电线路(台风机接入回 集电线路,台风机接入 回 集电线路)接入 升压站 母线,通过主变升压至 电压等级后,再通过送出线路接入 对侧变电站并送至威海电网。根据设计,该风电场、回 集 电 线 路 分 别 建 成 单回集电线路,在进站段组成同杆双回
4、路线路。线路杆塔根据设计工况不同,采用多种形式,包括单回路混凝土直线杆、单回路混凝土转角杆、单回路混凝土终端杆、双回路混凝土直线杆、双回路混凝土转角杆、双回路混凝土终端杆、单回路转角铁塔、双回路转角铁塔。其中铁塔采用台阶式基础,混凝土杆基采用直柱单盘式,混凝土杆立于预制钢筋混凝土底盘。为确保混凝土杆塔稳定,需设置拉线,拉线基础采用预制混凝土拉线盘基础,如图所示。电工技术新能源系统与设备()双回路铁塔()双回路混凝土杆图双回路铁塔和混凝土杆示意图故障现象及分析 故障现象根据多年风资源分析,测风塔 高度测风时段的年平均风速为 ,年平均风功率密度为 ,风电场区域内风功率密度等级为级,风向主要集中在西
5、方、西北方,主导风向占总体的 以上,较为集中。该风电场大风月集中在每年的月月,月为全年最大风速月。某年月 日,风电场风速较大,最大风速达到 。时 分,监盘时发现监控告警“回集电线路开关跳闸”,查看保护装置报“零序过流动作”。到开关室查看 回集电线路断路器位置为“分闸”位,开关柜本体动作正常,柜体完好。回集电线路及其断路器、母线、主变、送出线路均正常运行。调取故障录波波形图,初步判断为 回集电线路相接地导致线路跳闸。检修人员到达现场开展巡线工作,目测发现与主风向走向一致的导线摆动幅度较小,与主风向几乎垂直的导线摆动幅度较大,尤其最上方相导线摆动过程中与杆塔拉线距离较近。故障原因分析及判断根据风电
6、场运维经验,造成集电线路跳闸的原因主要有以下几点。()设计偏差、未按图施工、施工质量差等,导致实际完成施工的线路不满足设计规范要求,在恶劣气候条件下,导线或拉线摆动较大,带电导线与不带电金属体距离较近产生放电,引起保护动作。()箱变、箱变电缆及其电缆头故障,导致单相接地,引起保护动作。()线路绝缘子污闪,对不带电金属体放电,引起保护动作。()雷击引起跳闸等。调取故障发生时的气象资料,当时风速较大,未发生雷击事件,因此将故障范围缩小至导线放电引起保护动作以及箱变、电缆故障引起保护动作。将风电场 回集电线路转为检修状态,并将该条集电线路所带 台箱变跌落开关全部拉开,使得该条集电线路所属的机组、箱变
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