风电场常见电气线路的故障与处理

杨明洙

摘 要：风力发电是现阶段一种清洁型、高效性的发电方式，不仅不会造成环境的污染，还极大地节约了能源的使用，是未来发电的发展方向。风电场中电气线路的运行状况对发电工作有着较大的影响，如果出现电气线路的故障，必须做好不同环节的查找及分析，有针对性的进行合理维修，以保证线路及时重新恢复工作。文章就风电场常见电气线路的故障与处理进行了详细的讨论。

关键词：风电场；电气线路；故障与处理

1 风电场电气控制线路故障的解决程序

首先，仔细查看出现问题的设备，检查内容包括风电场电气维修工作所需的电气工作原理图、不同元件的位置图，接线图纸，以便于全面掌握仪表和设备的结构状况。其次，向操作人员询问设备的运行状况，以便于了解其在以往的运行中是否出现故障以及故障的位置，便于技术人员再次进行故障的排查和处理。第三，针对设备的实际故障情况，分析产生的原因，与图纸上的结构位置相比照，准确的确定故障的具体位置，以便于工作人员及时的开展维修工作。

2 风电场电气线路故障的排除方法

对风电场的电气故障进行检修，首先需要了解设备平时的运行情况，对平时的实际工作状态进行合理的分析，对比积累的记录与数据，再开展详细的检修工作。以下介绍一些常见的故障排除方法。

2.1 直观法

就是对风电场的线路进行直接的检修，通过各种感官直接判断设备的运行状况，当发现设备存在异常时，及时对可能出现故障的地方进行检查，逐步缩小检查范围，查明具体的原因，判断故障位置，现场的检修人员必须有扎实的理论知识基础以及丰富的工作经验，能够熟练地进行故障位置的判断以及检修。

2.2 状态检查法

根据风电场设备状态的不同，将其划分为若干个电路段或者结构块，逐块进行分析，这种分析技术可以广泛的应用于风电场的电气、电路和继电设备的电路分析，能够有效地查看故障位置并且进一步分析故障的原因。这种方法的应用主要是依靠长期的数据和经验的积累来开展的，通常分段开展工作。不同风电场的电气设备工作都是依据条件不同而处于不同的状态，比如：电动机可以有多个运行状态，但是如果出现电气故障通常处于同一个状态下。将风电场的电气进行详细的划分，为开展故障的检测提供了极为便利的条件，但是划分的程度需要按照确定的标准进行，并不是越细致对工作越有利，需要根据电路的实际状况，功能以及操作条件全面综合的分析。

2.3 回路分隔法

电路中的封闭线路被称为回路，具有特定的功能，若干个回路构成了一个相对复杂的回路，功能更加丰富。风险场中的故障主要是指在一个较大的回路中，有一个线路的功能不能得到实现，一个电路如果处于闭合状态，通常含有负载和电源。

2.4 单元分割法

单元分割法的工作是对不同的状态进行全面的检查，检查完成以后再依据功能进行细致的划分。一个相对复杂的风电场电气设备包括多个具有独立功能的单元，在检查线路故障的时候，可以应用单元分割法，这种方法根据故障的位置不同进行详细的位置划分。单元划分是具有一定依据的，并不是随意进行的，需要考虑到电路的功能和结构特点，电路从功能方面可以划分为电源系统、控制系统、执行系统以及保护系统等，如果电路的结构更加复杂，则可以进行更加细致的划分。

3 常见故障分析

线路故障主要分为三类，分别为接地故障、短路故障以及断路故障。这三个类型的故障主要涉及到以下几个方面：三芯电缆中有一芯或者两芯发生接地；两个芯线出现断路；三個芯线均出现短路。当集电线路出现故障时，则需要检查保护动作状况、风机运行状况以及箱变状况，进而对故障点的位置和实际情况进行合理的分析和判断。故障的判断通过保护动作来开展，集电线路非正常运转时，保护动作跳开电线，所以，进行故障的查找首先需要依据保护动作记录，发生故障期间集电线路是否存在问题，必须通过开展工作对故障进行判断。出现不同相或者三相的短路现象时，集电线路过流保护装置或者速断保护装置将故障切除，当发生速断保护动作时，马上全面的对开关的进线柜进行检查，升压站附件的电缆接线头是否同时存在由于短路而出现烧毁的现象。如果存在单相接地故障，集电设备的零序保护首先将故障切除，由消弧线圈进行接地，风电场应该查看线路的布置是否正确，然后在进行接线。最后，查看单项故障转化为三相故障的状况。在进行风机和箱变运动的故障判断中，需要查看风机监控系统是否发出故障报告，尤其是风机变流器的故障信号，作为风机和变速箱故障检查的评定依据。查看高压部分的熔断设备是否已经发生熔断，低压部分的断路设备是否工作，非电量保护是否正常工作。如果熔断设备或者低压部分的断路设备跳闸，需要对低压部分的开关进行全面的检查。

4 解决风电场电气线路故障的措施

4.1 直接接地和断线故障

对于这类故障首先通过采用绝缘电阻测量的方式进行检验，当对绝缘电阻进行测量时，断开断路设备以后，再使其位于“断开”状态，和整个系统明显的相隔离，做好验电工作，检测完成以后再合理放电。对即将拆卸的电缆进行检测时，做好记号，避免由于接线出现错误而发生安全事故。

4.2 非直接短路和接地故障处理

非直接接地故障，使用电缆故障检测设备进行电缆故障的分段检测，由于出现故障的位置基本都是接头处，比如：接线箱、高压部分以及开关柜出口位置等，在进行分段检查时，需要电缆分接头的检查，在接地位置做好标记。

4.3 减少故障产生的预防性措施

第一，如果自然环境相对恶劣，可以采取相应的抵抗措施。通常的风电场线路都裸露在大气当中，如果出现降雨、降雪或者大风、冰雹等天气等会对系统产生影响。尤其是在降水较多的季节，由于环境湿度较大，所以必须做好相应的防护措施，做好线路的保护，避免潮湿，如果发生雷电，要合理安装防雷设施，避免雷电的损害。第二，科学铺设电路。在铺设之前，首先查看线路图，保证布线的科学性和合理性，避免出现不必要的错误，技术人员要对线路进行全面的检查和质量控制，保证工程的质量满足要求。第三，做好电力的维护工作。要想保证维护工作的合理性，必须建立健全相应的管理制度，明确不同环节的工作责任，将责任落实到具体的工作人员。一旦出现问题，马上找到主要责任人，谁主管，谁负责，责任人负责解决问题或者协助解决问题。制定相应的奖励和惩罚制度，一方面调动工作人员的积极性，一方面使工作人员的责任感增加。要每天进行线路的维护和检查，对于出现破损或者老化的设备，要及时检修，保证使用以及安全。

4.4 电力线路的检查方法

为了保证线路的运行安全，必须进行故障的检查，在检查之前，首先将电源切断，然后使用设备检查存在问题的线路，再逐步缩小检查范围，当检测数值为零的时候，说明存在问题，需要进行进一步的分析。通常应用顺序检查法，对线路进行逐条的检查，当发现问题时，就马上维修，以实现线路的正常工作。

综上所述，风电场的电气线路工作状况对风电场的发电工作有重要的影响，技术人员需要结合线路的实际布置以及连接状况进行及时的检修，对于出现故障的线路，通过采用合理的检测方法确定故障位置，然后分析故障原因，采取有针对性的、合理的维修办法，保证线路的正常工作，保证风电场稳定、持续的供电工作。

参考文献

[1]高彩霞.风电场常见电气线路的故障诊断与排除[J].有色金属文摘，2015，30（2）：56-58.

[2]李鹏，张渊.浅谈风电场集电线路的设计与研究[J].城市建设理论研究，2013.

[3]戴文杰.关于风电场集电线路型式的选择探讨[J].科技风，2015（17）：5.