一起电缆故障引起的大规模风电机组脱网事故

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能源局整风背后风机脱网真相调查

能源局整风背后风机脱网真相调查

能源局整风背后:风机脱网真相调查来源:亮报作者:许争王彦民发布时间: 2011-5-16 11:34:575月5日,国家电监会针对风机脱网事故进行再次通报。

5月9日,国家能源局亦二次下发通知,要求整肃风电。

在通报和整肃要求背后,是社会各界对风电产业健康发展的热切期盼。

近期几次风机脱网事故技术原因均已查明,低电压穿越能力缺陷明显。

但在提升低电压穿越能力之外,尽快出台国家级行业标准、规范管理流程、理顺合作协调机制,更被认为是解决风机脱网问题、促进风电产业健康发展的关键。

我国风电场低压穿越要求我国风电并网容量及增速数据来源:《国家电网公司促进风电发展白皮书》林赛制图探因被行业内视为并网标杆的酒泉风电基地,缘何在不到两个月内被电监会通报两次?风机集体脱网的背后又有什么样的安全隐患?“2·24”甘肃酒泉风电机组大规模脱网事故还未平息,4月17日又发生两起风机大规模脱网事故。

在不到两个月内,电监会通报了三起风机大规模脱网事故,这在我国风电运营史上尚属首次。

截至今年4月底,甘肃酒泉风电基地已经吊装完成了550万千瓦风电机组,其中已经有25座风电场、387.4万千瓦发电机组并网投产,预计今年上半年已经完成吊装的风电机组将全部并网投产,届时酒泉风电基地将成为全世界集中并网规模最大的风电基地之一。

然而,在风电并网容量不断增加的过程中,酒泉风电基地风电场也进入了事故高发期。

小小电缆头酿大祸让很多人没有想到的是,甘肃两起风机脱网事故都是由不起眼的电缆头引起的。

据电监会通报,2月24日,甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场因一个开关间隔的电缆头故障绝缘击穿,造成三相短路,导致包括这个风电场在内的10座风电场的274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网,引起系列反应,最终本次事故脱网风机达598台,损失出力占到事故前酒泉地区风电出力的54.4%,造成西北电网主网频率由事故前的50.034赫兹降至最低49.854赫兹。

风电机组重大事故案例分析

风电机组重大事故案例分析

风电机组重大事故案例分析据英国风能机构的不完全统计,截至2009年12月31日,全球共发生风电机组重大事故715起,其中火灾事故138起,占总数的19.3%,位列第二位。

2010年欧美等国新增火灾事故7起,其中2起火灾对作业工人造成了严重烧伤。

因此,火灾已成为继雷击后第二大毁灭性机组灾害。

实际上,风电机组重大事故在国内外都有发生。

有的重大事故可以预防,甚至完全可以避免。

然而,随着我国风电机组的不断增多,部分突发事故是不可避免的,例如部分因雷击而造成的火灾事故,还有在运行过程中,部分因机组部件损坏造成剧烈摩擦起火而引发的火灾事故等。

在降低和避免重大事故发生的过程中,我们不仅要讲科学,还要综合考虑成本因素,不能采取过度的预防措施。

把概率极低的事件当成必然事件加以考虑,将不利于机组度电成本的降低。

仅就完全可以预防、避免的机组烧毁与倒塌事故而言,它不仅与机组本身的质量、性能、运行和维护有关,而且,还与箱变等附属设施有着密切的关系。

本文主要介绍由箱变问题引发的机组故障与事故,通过对某风电场发生的一起机组烧毁事故进行分析,找出行之有效的预防措施,避免类似事故的再次发生。

事故简介某风电场1.5MW双馈空冷风电机组,变频器布置在塔基,并网开关(断路器)是ABB生产的。

在机组起火大约一个小时后发现,然后对整条线路采取了断电措施。

当人员到达现场时,整个机组如同一个巨大的“火炬”,最后,机舱及轮毂罩壳完全烧毁,三支叶片也不同程度地过火。

从主控信息和事故现场两方面证实,最后一次停机是正常的低风切出,并且,收桨正常,也不存在超速问题。

从事故现场来看,位于塔基变频器的并网开关仍处于合闸状态,变频器功率柜严重烧毁;与事故机组配套的箱变高压侧断路器跳闸,且有两相高压侧保险熔断。

事故分析此次机组烧毁事故的原因有:变频器并网开关在停机时不能脱网是诱因,而箱变低压侧断路器不具有自动跳闸功能是造成事故扩大的关键。

变频器并网开关在脱网时不能分闸属于偶发事件,本是一般的机组故障,且发生概率较低;而对该风电场来说,箱变的低压侧断路器不具备自动跳闸功能,违背了关键设备的电路分级保护原则。

大规模风电机组连锁脱网事故机理初探_叶希

大规模风电机组连锁脱网事故机理初探_叶希

DOI:10.3969/j.issn.1000-1026.2012.08.003大规模风电机组连锁脱网事故机理初探叶 希1,鲁宗相1,乔 颖1,李 兢2,王 丰3,罗 伟3(1.电力系统国家重点实验室,清华大学电机系,北京市100084;2.中国电力工程顾问集团,北京市100011;3.华北电力科学研究院有限责任公司,北京市100045)摘要:风电机组连锁脱网事故是集群风电迅速发展过程中出现的新问题之一。

针对中国频繁发生的风电机组连锁脱网事故,对事故机理进行初步研究。

首先,分析连锁脱网事故的典型发展过程及时空尺度;然后,构造集群风电接入系统的理论原型,研究风电机组共模跳闸机理及事故演化发展主导因素;最后,基于实际电网参数及拓扑结构,重演风电机组连锁脱网事故,从重载工况下网架结构电压稳定性、双馈风电机组运行方式2个角度分析风电机组连锁脱网事故频发的原因,提出相应改善措施。

关键词:双馈风电机组;连锁脱网;集群风电;共模跳闸;事故演化过程;重载工况收稿日期:2011-12-08;修回日期:2012-01-12。

国家自然科学基金资助项目(51077078);国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA05A104)。

0 引言随着风电渗透率的逐渐增大,风电并网对系统安全稳定性的影响逐渐凸显。

近年来,国内外都曾发生含大规模风电系统的运行事故。

2006年西欧电网“11·4”大停电事故中,大量风电机组因频率保护跳闸,加重电力不平衡,导致长时间频率偏差[1];2011年中国甘肃酒泉地区和河北张家口地区的多起风电机组脱网事故中,大量风电机组因电压问题连锁跳闸脱网,损失大量出力,导致电网频率明显偏低。

因此,研究高渗透率风电对系统安全稳定的影响机理已成为一个迫在眉睫的问题。

关于风电并网对系统安全稳定的影响已有不少研究。

电压稳定方面,主要关注风电出力对电压稳定极限及电压稳定域的影响,分析方法有P-V曲线法[2]、灵敏度法[3]、电压稳定域分析法[4]、分岔理论[5]等;暂态稳定方面,主要关注电网故障时风电场动态特性对系统暂态稳定性的影响[6-8];小信号稳定方面,主要关注不同风电机组接入后对系统阻尼特性及振荡模式的影响[8-9]。

浅谈接地变压器在风电场的应用

浅谈接地变压器在风电场的应用

浅谈接地变压器在风电场的应用摘要:通过阐述接地变压器的架构、接线方式和工作原理,说明接地变压器在风电场的应用,为解决风电场出现的大规模风机脱网事故提供参考。

关键词:接地变压器、风机脱网、小电流接地系统、接地故障1前言2011年2月24日,甘肃酒泉桥西第一风电场场内升压站35kV馈线电缆头发生故障,导致系统电压大幅跌落,波及该地区11个风场,引发598台风电机组脱网,占在运风机的48.78%,西北电网在64 s内损失出力840.43 MW,西北主网频率最低跌至49.854Hz。

该事故是我国风电事故中由于35kV馈线故障引起风电机组大规模脱网的典型事故,类似事故还有“西北4.17”事故,“西北4.3”事故,“张北4.17”事故,均是由于主变低压侧故障导致的大规模风机脱网事故,对风电场和电网的安全运行带来了严重影响。

经过对以上事故的分析发现,发生事故的风电场低压侧采用不接地运行方式,单项故障不能快速切除,是导致故障恶化,事故扩大的主要原因。

[1]我国风电场35kV侧一般都采用中性点不接地的运行方式,属于小电流接地系统,系统电容电流大到一定程度时,对接地故障所产生的接地电流及其弧光间隙过电压将最终不能自熄,危及系统安全,导致事故扩大,因此必须加以限制。

目前,对接地电流及其弧光间隙过电压的限制主要有2种措施:一种是在变电站中的电源变压器中性点经消弧线圈接地,对接地电流进行感性补偿,使接地电弧瞬间熄灭,达到限制弧光间隙过电压的目的,这种接地方式适用于以架空线路为主,电缆较少,电容电流比较小的风电场;另一种是在变电站中的电源变压器中性点经接地电阻接地,在接地点注入电阻性电流,改变接地电流相位,加速泻放回路中的残余电荷,促使接地电弧自熄,达到限制弧光间隙过电压的目的,这种接地方式适用于电缆长度较大,电容电流比较大的风电场。

同时,这种措施还可提供足够的零序电流和零序电压,使接地保护可靠动作。

但是风电场主变压器低压侧一般为三角形接法,没有可以接地的中性点,因而需要采用专用接地变压器,做一个人为中性点连接消弧线圈或接地电阻。

风电机组脱网原因及对策分析

风电机组脱网原因及对策分析
低的情况 。因为无功补偿设备没有 自动投切功能 ,所以会造成无功过剩 的情况 f n 现 ,在电网电压升高的过程中 , 部分具备低电压穿透能力但是 没能在第一阶段脱网的风 电机组 ,会因为受到过电保护操作而发牛脱网
情况 。
相对不大 , 要有长距离的联络线路完成功率输送任务 ,因此便形成了风
大规模 的风电机组脱网 ,一般分成以下 几个典型过程 :
第一阶段 : 低 电压脱网阶段。因为风 电场巾某个 电气设备m现短路 故障因素 ,所以造成 了电网电压快速下降 ,由于_ 已经并 网的风电机组 一
般都存在着不具备低 电压的穿越能力 ,制造厂声称 的低 电压穿越 能力因 为没有完整的检验手段而无法顺利完成检测 ,进而容易造成大规模的风
三 、风电机组脱网的应对方式
( 一 )加 大 风 电场 动 态 无 功 补偿 设 备 的运 行 性 能
第二阶段 :过电压脱 网阶段。冈为保护动作的开展 ,而造成 电网短 路故障消失之后 ,重新恢复起电网电压 。在多个风机脱 网之后 ,会降低
我国因为有辽阔的土地面积 ,气候带分布广泛 ,因此 主要接人方式
是集中接人 。我 国的风电场通常在偏远地 区,风力资源集 中地区的负荷
外送 的功率 ,联络线路与变压器等各种设备无功消耗量也会发生相应降
电大规模集 中式开发 、高电压等级接人和远距离输送。就风 电运行的情 况分析 , 集 中接人式对风电技术指标与运行控制有较高的要求 ,伴随着 风电机组容量与并网运行风 电装机规模的不断扩大 ,对系统造成的影响 也越发明显 。风 电集 中式并 网容易造成点电压支承能力减 弱,突 出无功 电压问题 ,因此也就更加容易诱发系统安全稳定事故 。 尤其是在一些集 群风机弱的电网接人和长距离输送的电网之中 , 当电网负荷压力过大时 , 只要设备运行出现故障或者风机 电厂调节能力不足 ,都会诱 发严重 的局

风机大规模脱网事故预案

风机大规模脱网事故预案

一、总则1.1 编制目的为提高风机大规模脱网事故的应急处置能力,最大限度地减少事故造成的损失,保障员工生命安全、设备财产安全和社会稳定,特制定本预案。

1.2 适用范围本预案适用于我国风电场风机大规模脱网事故的应急处置工作。

1.3 工作原则(1)以人为本,生命至上;(2)预防为主,防治结合;(3)统一领导,分级负责;(4)快速反应,协同作战。

二、组织机构及职责2.1 成立风机大规模脱网事故应急指挥部应急指挥部负责统一领导和协调事故应急处置工作,下设以下几个工作组:(1)现场处置组:负责现场救援、设备抢修、事故调查等工作;(2)医疗救护组:负责伤员救治、卫生防疫等工作;(3)交通保障组:负责事故现场交通管制、车辆调度等工作;(4)信息宣传组:负责事故信息发布、舆论引导等工作;(5)后勤保障组:负责物资供应、生活保障等工作。

2.2 各工作组职责(1)现场处置组:迅速了解事故情况,组织救援力量,采取有效措施控制事故发展,减少损失;(2)医疗救护组:组织专业医疗人员对伤员进行救治,确保伤员生命安全;(3)交通保障组:对事故现场进行交通管制,确保救援车辆和人员顺利通行;(4)信息宣传组:及时发布事故信息,做好舆论引导工作;(5)后勤保障组:保障事故现场物资供应和生活保障。

三、应急处置流程3.1 事故报告(1)事故发生后,现场人员应立即向应急指挥部报告;(2)应急指挥部接到报告后,应立即启动应急预案,组织相关部门和人员赶赴现场。

3.2 事故处置(1)现场处置组到达现场后,应迅速了解事故情况,采取有效措施控制事故发展;(2)医疗救护组对伤员进行救治,确保伤员生命安全;(3)交通保障组对事故现场进行交通管制,确保救援车辆和人员顺利通行;(4)信息宣传组及时发布事故信息,做好舆论引导工作;(5)后勤保障组保障事故现场物资供应和生活保障。

3.3 事故善后(1)事故处理后,应急指挥部组织相关部门和人员进行事故调查,查明事故原因;(2)对事故责任单位和责任人进行追责;(3)总结事故教训,完善应急预案。

风力发电典型事故案例

风力发电典型事故案例

风力发电典型事故案例风力发电是一种清洁能源,可以有效减少对环境的污染和对化石燃料的依赖。

然而,就像任何其他能源形式一样,风力发电也有可能发生事故。

下面将介绍2024年一起典型的风力发电事故案例。

2024年1月5日下午,中国湖南省益阳市红星区世纪大道风力发电场发生了一起严重的事故。

当时,该风力发电场的一座风力涡轮机突然发生火灾,事故发生时,风力涡轮机正处于运行状态。

周围的人员发现火情后立即报警并进行疏散。

随后,当地消防部门到达现场进行救援,将火势控制在短时间内并最终扑灭。

但是,事故导致一名工作人员死亡,另外两名工作人员受伤,同时,风力涡轮机也遭到了严重的损坏。

经过调查,事故发生的原因是由于风力涡轮机的电缆线圈短路导致的火灾。

这种情况在风力发电领域并不常见,但也并非没有发生过。

调查组进一步发现,在该风力发电场建设过程中,电缆线圈存在设计问题。

线圈安装的位置不合理,容易受到风沙和温度变化的影响,从而导致线圈内部的电线短路。

此外,电缆线圈的绝缘材料也存在质量问题,不能有效防止电线短路。

针对此次事故,调查组提出了相关建议和整改措施。

首先,风力发电场应对所有设备进行全面检查和维护,确保其正常运行和安全性。

其次,电缆线圈的设计和安装应符合相关标准,避免出现安全隐患。

同时,应采用高质量的绝缘材料,确保电缆线圈的绝缘性能。

此外,风力发电场还应加强培训,提高工作人员的安全意识和应急处理能力。

此次事故给风力发电行业敲响了警钟,让人们认识到风力发电也存在一定的安全风险。

随着风力发电设备的普及和使用,相关部门应加强对风力发电设备的监管和安全管理。

同时,领导者和从业人员也应加强自身安全意识,确保风力发电的可持续发展和安全运行。

总的来说,风力发电是一种环保的能源形式,但也不是没有风险的。

通过对典型事故案例的分析和总结,可以提高人们对风力发电设备安全性的认识,促进风力发电行业的发展和安全运行。

大规模风电基地风机脱网分析

大规模风电基地风机脱网分析
风 电场 风机脱 网情 况 如 表 1所 示 , 机 脱 网 风
经 过 时 序 图 如 图 2所 示 。
为正 常运行方 式 , 电 出力 为 11 0MW , 障 发 风 6 故
生所在 地佳 鑫 风 电场 装 机 总 容 量 19 5M , 9 . W 风
机共计 13台 。各 风 电场 均 配置 了 S C装 置 , 3 V 其 容性无 功 补偿 容 量 的 配 置 达 到 了 风 场装 机 容 量 的 2 % ~5 % 。共有 4个 风 电场 S C投在 自动 5 0 V
3 风 机脱 网原 因
( )第 一 阶段 , 机 因低 电压脱 网 1 风 短路故 障期 间 , 部地 区 电压 低落 。经 P 局 MU
状态 , 其他 均为 手动调 整 。
整个 风机脱 网分 为两个 阶段 :
数 据初步 统计分 析 ,2 V察北 站 及其 所带 的友 2 0k
谊、 坝头 、 达 3个 风 电场 的 w 相 电压 瞬 间跌 落 宏 至 额定 电压 的 8 % ;2 V 白龙 山及其所 带 的牧 0 2 0k 场 、 原 2个 风 电场 的 w 相 电压 跌 落至额定 电压 鹿 的 8 % ;2 V义缘 站及其 所带 的佳 鑫 、 2 2 0k 麒麟 山、 乌 登 山、 家庄 4个风 场 的 w 相 电压跌 落至 额定 韩
频 发 。 华 北 电 网 所辖 风 电 场 自 1月 1日至 4 月 1 日出现 脱 网超 过 3 0 MW 的故 障共 计 1 7 0 2次 , 运 行 调 度 带 给
来很 大 困难 。 文章 以 百 万 千 瓦级 风 电基 地 佳 鑫 风 电 场 3 V 线 路 故 障 引起 的 一 次 大规 模 风 机 脱 网 事 件 为 5k 例 , 细 分 析 了事 故 经 过 、 详 事故 原 因 , 对 于 防 止 此 类 事 故 的 发 生提 出 了建 议 。 并
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第3 2 第1 l 0年 2 卷(1 1 期)
电 安 术 力 全技


起 电缆故障 引起 的大规 模风 电机组 脱 网事 故
秦 睿 曹银 利 , ,黄 葆 文 ,杨 萍
2 甘肃省 电力公 司,甘肃 兰 州 7 0 5 ) . 30 0
(. 1 甘肃 电力科 学研 究院 ;甘 肃 兰 州 70 5 ; 30 0
馈 线的一 台风机箱 变处高压 侧隔离开关下触头 C
相 电缆 头 绝 缘 击 穿 ,发 生 单 相 接 地 故 障 ,并 在 7
mi n后引发了 3D 馈线另一风机箱变处 隔离开关 52
电 缆分 又 下 15 处 B,C相 间 短路 故 障 ,3D2 . m 5 ,
2 事故原因分析
风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并 网风 电机组输出功率的波动。事故反映出当 3 V 5 k
表 1 事故前后风 电场周边各变 电站 电压变化情况
的 ,其 引发的连锁 反 应对 电网影 响十分严 重 。针对 上述 原 因分 析 ,提 出以下防范 措施 。 () 风 电场 接入 系统 方案 应将 输 电、供 电网分 1 开 ,降低 电网短路 电流 ,以利于 降低 大型 风 电场 对 供 电负荷 的影 响 。 () 电网规 划 调度 等部 门和 专业 科研 单位 要 2
3 0k 母 线 相 电压 升 高 至 2 0k 3 V 1 V, 该 地 区 又 有
连锁 事故对 风 电场 其他设 备 的运行 和对 电网 的冲 击 远远超 出事故 本 身 。因此 ,如 何 防范 风 电场 设备故 障显得 尤 为重要 。
10台风机 脱 网。整 个事 故 过程 中,该地 区各 风 电 2 场 共 72台风机 先 后脱 网 ,损 失 出力 9 . 万 k , 0 28 W 占事故 前 该地 区风 电 出力 的 5 .7%,电 网频率 最 41
参与 风 电场规 划设计 方案 的审查和 风 电机 组选 型 。
() 加 强风 电场工程 设 计 、设 备采 购 、施 工 质 3
母线发生单相接地故障,再转变为三相故障,待 电
网局部 故 障解 除后 ,由于系统 电压 的波动 ,引起 该 地 区风 电机 组较大 范 围的脱 网。其主要 原 因如 下 。 ()3 V 电缆 头 的质量 和制 作工 艺差 ,未 按 1 5k 预 试规程 进行试 验 ,验收 工作不 到位 ,导致 电缆头 运行 时 间不长就 发生绝 缘击穿 故 障。 () 当发生 单相 接地 故 障后 ,非故 障两相 电压 2
[ 摘 要]随着大规模风 电基地的建设,风 电场电力设备的故障 已 直接威胁到整个风 电基地和
电网的安 全稳 定运行 。 以某风 电场 为研 究对 象 ,针 对该凤 电场一起 由于 3 V 电缆 头绝缘 击穿 ,使 5k
系统 电压 降低 ,进 而引发的大规模风 电机 组脱 网事 故的原 因进 行 了分析 ,并提 出了具体 的 防范措施 。
[ 关键 词 ]风 电场 ; 电缆 故障 ;脱 网;防 范措施
目前 ,风 能作 为一 种蕴 藏丰 富 、分 布广 泛 、清
洁 而可 再生 的 能源和 最重 要 的替 代 能源 之一 ,已在
事 故 后 ,该 风 电场 发 电出力 降为 1 . 19万 k ,有 W 2 风机脱 网 。 5台 但 在 开 关 跳 闸 7mi ,馈 线 并 网 的 配 电室 n后 3 V 母 线 P 5k T柜 又 发 生 C相 单 相 接 地 故 障 ,P T
由于 3 V母 线故 障跳 开 ,导致 系统 电压 大幅 5k 跌 落 ,30k 3 V母 线 相 电压 最 低 下降 至 14k 6 V,低 于 0 9p ( 幺值 ) 间持 续 40mS . u 标 时 0 左右 ,该地 区 有 4 0台 风机 脱 网。故 障切 除后 ,系 统 电压 回升 , 6
低 至 4 . 1 。事 故发 生后 ,又发 现部 分 风机保 9 8 5Hz
1 事故经过
2 1- 4 7 0 :5 ,某 风 电场 编 号 为 3 C 0 0-1T 4 2 1 52
护动 作信 息未 上传 。电能质量 在 线检 测装置 数据 不 能上 传 ,原始 事故 数据 信息 记录 缺失 或不全 ,给 事 故数 据 的收集 工作 带来 了很 大的难 度 。表 1 为事故 前后 风 电场周边 各变 电站 电压变 化情 况 的统 计 。
世界范 围 内受 到重视 。风 电在 全球 已发展 为 年产值
超过 5 0亿美 元 的庞 大产 业 。
近年 来 ,国家 能源局 已核 准 了多个 千万 千瓦级 风 电基地 ,主要分 布在 东北 、西北和 华北北 部地 区 ( 吉 林 西部 、新 疆 、甘 肃 、 内蒙 等 ) 如 , ,该 类 地 区 通常 远 离负荷 中心 ,大 多位 于 电网末 端 。当大规 模 风 电接 入 时 ,其 波 动性 将 影 响 并 网点 的 电压 水 平 。 大规 模 风 电机 组集 中上 网对 电网的安 全稳 定和调 峰 带来 了前 所未 有 的压 力 。风 能 的随机性 、间歇性 的
一 一
3C 馈线相继 “ 52 过流 I 段动作” ,开关跳闸。 事故 前 ,该 风场共 12台风机 并 网运行 ,全 场 2
出力 1 . k ,该 地 区 风 电出力 156万 k 。 49万 W 8. W

电 安 技 力 Байду номын сангаас 术
第3 2 第 2 l 0年 l 卷(1 1 期)
特点 ,决 定 了风 电场一 台 电力设备 故 障可 能 引发的
柜绝 缘击 穿烧 损 ,发展为 三相 接地短 路 故 障 ,母差 保 护 动 作 但 主 开 关未 跳 开 。延 时 30mS ,主变 1 后 低压 侧 过流 保 护动 作 ,跳 开 该 3 V 母 线 总开 关 , 5k
该 风场 1 2台风机 全部脱 网。 2
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