按設(shè)計(jì)要求，因變頻器與箱變之間的電氣保護(hù)，由箱變的低壓側(cè)斷路器實(shí)現(xiàn)。但在事故時(shí)因出現(xiàn)故障而不能斷開；箱變的撞針式高壓熔斷器又在機(jī)組安裝時(shí)三相同時(shí)裝反，因此，在高壓保險(xiǎn)燒熔時(shí)，其觸發(fā)裝置無法使高壓斷路器的脫扣器動(dòng)作，造成箱變的高壓側(cè)不能分閘斷電。箱變的低壓側(cè)斷路器和高壓側(cè)保險(xiǎn)，如圖3、圖4 所示。因事故機(jī)組嚴(yán)重短路，事故機(jī)組引發(fā)所在的35kV 回路振蕩，主變線路保護(hù)分閘，事故機(jī)組也因此斷電。

因電纜長(zhǎng)時(shí)間對(duì)地短路導(dǎo)致變頻器平臺(tái)下的照明、通信、控制和供電電纜燃燒，自塔基經(jīng)過5 個(gè)多小時(shí)燃燒到機(jī)艙，直至整個(gè)機(jī)組燒毀。

三、箱變故障引發(fā)的事故

2010 年2 月26 日，內(nèi)蒙古某風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組調(diào)試反送電時(shí)，因箱變低壓側(cè)斷路器故障不能合閘，工作人員試圖維修箱變，因箱變故障，35kV 高壓竄至低壓側(cè)，工作人員運(yùn)用螺絲刀時(shí)操作失當(dāng)，觸及高壓，致使該操作人員被電擊截肢。2008 年，某風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行機(jī)組安裝時(shí)，安裝人員在塔筒內(nèi)緊固變頻器與箱變之間接線電纜的連接螺釘時(shí)，安裝人員被電擊受傷。此時(shí)，雖然箱變的高壓側(cè)已經(jīng)送電，但由于箱變的低壓側(cè)斷路器并沒有合閘，塔筒內(nèi)本不應(yīng)有電。而事故發(fā)生后，并沒引起足夠的重視，未核查其原因。在機(jī)組進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)該機(jī)組的變頻器并網(wǎng)柜已全部燒毀。事后檢查發(fā)現(xiàn)，因箱變內(nèi)部的接線錯(cuò)誤導(dǎo)致了此次事故的發(fā)生。

機(jī)組重大事故原因分析

風(fēng)電機(jī)組的倒塌、燒毀事故與機(jī)組附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和維護(hù)質(zhì)量有關(guān)，同時(shí)還與風(fēng)電企業(yè)的管理及現(xiàn)場(chǎng)人員運(yùn)維的技術(shù)水平及責(zé)任心密不可分。

一、因故未能充分發(fā)揮箱變對(duì)機(jī)組的保護(hù)作用

風(fēng)電場(chǎng)箱變不僅是為機(jī)組提供運(yùn)行條件以及把機(jī)組發(fā)出的電力輸送給電網(wǎng)；同時(shí)，當(dāng)箱變負(fù)載（風(fēng)電機(jī)組）出現(xiàn)過流、短路時(shí)，通過箱變低壓側(cè)斷路器跳閘斷電，或高壓側(cè)的保險(xiǎn)熔斷及斷路器跳閘斷電，以保護(hù)設(shè)備及人身安全。

由前面的事例分析可知，箱變低壓側(cè)斷路器不具自動(dòng)跳閘功能，或低壓側(cè)短路器因故障不能及時(shí)跳閘、高壓側(cè)不能正常熔斷分閘時(shí)，在一定的條件下會(huì)造成機(jī)組燒毀。

對(duì)于因電起火的火災(zāi)事故，首先要切斷供電電源，以避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)理念是在無人監(jiān)管下的自主運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)過流、短路故障時(shí)，箱變應(yīng)按既定的保護(hù)定值自動(dòng)斷電。因此，箱變?cè)诜乐箼C(jī)組燒毀事故發(fā)生和阻止事故擴(kuò)大方面有著重要的作用。如箱變?cè)谒?，變頻器布置在機(jī)艙上，箱變到變頻器的之間的接線電纜更長(zhǎng)，當(dāng)電纜出現(xiàn)破損短路、拉弧的可能性更大時(shí)，箱變自動(dòng)過流斷電保護(hù)將顯得更加重要。

二、箱變的生產(chǎn)、安裝和維護(hù)的質(zhì)量問題不易發(fā)現(xiàn)，且容易忽視

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，一方面，箱變的生產(chǎn)和安裝質(zhì)量問題和安全隱患很難被人們發(fā)現(xiàn)，例如：箱變的低壓側(cè)斷路器過流時(shí)不能自動(dòng)跳閘、高壓側(cè)不能正常熔斷或分?jǐn)啵绮唤?jīng)過專門試驗(yàn)不能發(fā)現(xiàn)；另一方面，人們普遍對(duì)機(jī)組本身的故障關(guān)注較多，而對(duì)箱變則關(guān)注較少。在設(shè)備維護(hù)時(shí)，不少風(fēng)電場(chǎng)都不會(huì)對(duì)箱變進(jìn)行專業(yè)檢查和維護(hù)。箱變到變頻器接線電纜的維護(hù)和檢查更是空白。

如果風(fēng)電場(chǎng)在采購箱變時(shí)，為了降低成本，不認(rèn)真考察斷路器及關(guān)鍵部件的質(zhì)量，僅以低價(jià)格中標(biāo)的形式采購箱變，最終結(jié)果可能是得不償失。從風(fēng)電場(chǎng)實(shí)踐來看，變頻器并網(wǎng)開關(guān)在機(jī)組運(yùn)行過程中不能斷開以及箱變與變頻器接線電纜出現(xiàn)嚴(yán)重對(duì)地短路這兩種情況，其發(fā)生概率很低，然而，從上文提到的風(fēng)電機(jī)組燒毀事例來看，風(fēng)電場(chǎng)箱變存在問題不在少數(shù)。再從部分風(fēng)電場(chǎng)箱變的檢查也得到證實(shí)，箱變的高壓側(cè)不能正常熔斷或分?jǐn)啵蛪簜?cè)斷路器過流不能自動(dòng)跳閘不在少數(shù)。有的箱變低壓側(cè)的自動(dòng)跳閘機(jī)構(gòu)沒有接線，高壓側(cè)熔斷保險(xiǎn)沒有安裝、裝反等故障時(shí)有發(fā)生。有的風(fēng)電場(chǎng)箱變?cè)诰€路設(shè)計(jì)上就違背電力設(shè)計(jì)規(guī)范。

因此，一旦需要箱變保護(hù)動(dòng)作、切斷電源時(shí)，箱變的故障概率很高，造成故障、事故損失擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致機(jī)組燒毀事故的發(fā)生。

防范措施

風(fēng)電機(jī)組燒毀事故會(huì)造成巨大的損失，如在事故發(fā)生后找出事故發(fā)生的根本原因，并采取有效措施，有的放矢則能收到良好的效果，避免機(jī)組燒毀事故的再次發(fā)生。具體預(yù)防措施如下：

在風(fēng)電場(chǎng)采購安裝箱變時(shí)，應(yīng)保證箱變的功能和質(zhì)量。保證箱變低壓側(cè)斷路器具備應(yīng)有的保護(hù)功能，箱變高壓側(cè)熔斷器的選配、熔斷器的安裝方式正確等；保證箱變到變頻器接線電纜的電纜質(zhì)量和安裝質(zhì)量，進(jìn)行必要的絕緣防護(hù)；箱變低壓側(cè)中性線應(yīng)按要求接地，完善低壓側(cè)的零序保護(hù)；合理設(shè)置箱變參數(shù)，箱變斷路器的過流設(shè)定值要與機(jī)組的額定功率值相當(dāng)，過大不利于保護(hù)設(shè)備；過小則不利于機(jī)組運(yùn)行。

做好箱變定期維護(hù)工作，諸如：低壓側(cè)斷路器的參數(shù)設(shè)置檢查和自動(dòng)分閘功能測(cè)試；高壓側(cè)熔斷器的安裝牢靠及跳閘機(jī)構(gòu)的檢查。

結(jié)語

在預(yù)防上述火災(zāi)事故時(shí)，必須做好箱變的質(zhì)量控制和相關(guān)維護(hù)工作；在日常機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)時(shí)，注意抓住每一個(gè)細(xì)節(jié)；消除一切可能的安全隱患；抓住重點(diǎn)，有的放失，降低機(jī)組的長(zhǎng)期度電成本。