珠海南方华力通特种变压器有限公司 广东珠海 519090
摘要：本文介绍了一起35kV风力发电组合式变压器发生油箱爆炸的事故，以及事故后的原因分析和产品维修整改措施。
关键词：35kV风电箱变 事故原因分析 维修整改措施
绪论近年来我国大力提倡发展环保型清洁能源，风能就是其中一种。风力发电设备市场高速发展，风电配套的组合式变压器需求量也日益增大。组合式变压器最早是由美国一家电气公司设计开发，后来引进到国内，故国内又俗称其为美式箱变。它是将变压器器身、开关设备、熔断器、分接开关及相应辅助设备进行组合，且均安装于油箱内的一种变压器，其主要特点是结构紧凑，占地较少，成本较低。
我公司于2008年成功开发设计了35kV风力发电组合式变压器（以下简称风电美变），并已为几十个风电项目配套，提供了超过两千台套该产品，从产品的设计开发到生产各环节都积累了丰富的经验，其间也曾出现过一些设计上的失误，给我公司和业主造成了不小的损失，现介绍一个真实案例，供业内的设计开发人员参考，希望大家能引以为戒并从中有所收获。
一、事故发生
2012年11月接宁夏太阳山一风电用户反馈，我司一台35kV风电美变在现场发生事故，产品在现场突然爆炸并起火燃烧，油箱严重变形，我司立即派客服人员到现场查看并了解情况，得知由于当时是小风季节，事发前事故产品已停机不发电近一个月，但线路上35kV侧仍带电，直至产品突然发生事故。由于产品损坏严重且现场不具备检修条件，故与用户协商，同意将事故产品运回公司维修并查明事故原因。
产品返厂后经检查，油箱已严重变形，箱盖及防盗盖板被冲开，箱盖内侧有明显的放电烧灼的痕迹。低压舱内压力释放阀已动作喷油。再将变压器器身吊出检查，器身外观正常，无明显损坏，测三相高、低压绕组的直流电阻也正常，因此判断变压器器身没有问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、原因分析
首先，从器身完整，绕组直流电阻正常来看，就可以排除器身内部故障引起的本次事故。再看油箱箱盖内侧有明显的放电烧蚀痕迹，其下方正对着的是负荷开关及引线，引线上绝缘还算完整，但负荷开关接线处的螺栓头多处有烧熔痕迹，由此可以初步判定，这次事故的原因为：负荷开关对箱盖放电，引爆油箱内产生的可燃气体发生爆炸燃烧，同时压力释放阀动作，但不能快速有效的释放油箱内的压力，造成油箱及箱盖严重变形。
但是是什么原因造成的负荷开关对箱盖放电呢？正常情况下，负荷开关在变压器油面以下一定距离，不可能对箱盖放电的。我们注意到，事故发生前，这台风电美变已停运近一个月了，即处于空载运行状态，再加上产品现场位于宁夏自治区，又是11月份，环境温度较低，这时油箱内的油位应是最低的时候，如果油箱设计不合理，这时的负荷开关及其引线完全有可能露出油面，造成本该是变压器油为绝缘介质的的地方实际变为空气，绝缘性能下降，使得相间或相对地发生放电现象的几率大增，再加上如果油箱内因变压器运行产生有可燃气体（如氢气H2、甲烷CH4，乙炔C2H2等），放电时产生的火花足以引爆这些气体造成爆炸燃烧。
调出此项目的订货技术规范及设计图纸检查发现，当时在设计时出现了重大失误，为了降低产品成本，设计时只考虑了器身和各元器件在油箱内的安装距离及电气距离，没有考虑环境温度及变压器运行对变压器油箱内油位的影响。设计常温时油面距负荷开关中心186mm ，而距负荷开关顶部的最小距离不足140mm，距负荷开关上的引线的距离更是小于100mm，而且油位与上部的压力释放阀的距离只有60mm，变压器油在周围环境温度及运行条件的影响下发生热胀冷缩，最低温度时，油位下降，可能会造成带电导体对地的绝缘距离不够，从而产生放电现象；最高温度时，油位上升，超过压力释放阀安装孔，这时油箱内的压力增大，容易导致压力释放阀动作喷油。
三、维修及整改措施
既然找出了发生本次事故的真正原因，就可以有针对性的进行整改了。只能加大常温时油面位置到负荷开关及压力释放阀等的距离，重做油箱进行更换。查订货技术规范书，得到本项目风电美变运行现场的最高和最低环境温度，重新计算新油箱的几何尺寸及油箱内的总油重，再适当的留出一些裕度，分别计算出在最高环境温度及变压器油温时的油位，和在最低环境温度及变压器油温时的油位，再与常温时的油位比较，来确定油位表到负荷开关及压力释放阀等的距离，修改后的尺寸：设计常温时油面距负荷开关中心216mm ，油位与上部的压力释放阀的距离只有110mm。再经清理变压器器身，更换损坏的绝缘材料及元器件，重新真空干燥、进箱装配、注油试验等工序，产品合格后发现场安装，安全正常运行至今。
至于现场运行的其余风电美变，临时处理办法是加强巡检，及时补油，确保油箱内的带电部件及引线不露出油面。为了彻底的解决安全隐患，我司分批更换了本项目其余在线运行的所有风电美变。此次整改公司付出了较大的财力和精力，但彻底的解决了问题，最终得到了用户的理解和好评，后来此项目的二期扩建，其中的35kV风电美变还是由我司中标配套提供的。
结束语
总结本次事故，可谓教训深刻。首先是此项目产品是公司刚开发出此产品后的第一个批量订单，各方面经验不足，产品还没有经过真正运行的考验，就开始批量接单生产。再是设计人员没有经验，设计时考虑不周，过多的追求了降低产品成本，而忽视了更加重要的安全性。
写此文章，希望业内的设计同仁引以为戒，并能从中有所收获。鉴于笔者水平所限，文中如有不妥之处，希望变压器业内同仁不吝赐教。
参考文献
[1]王宝珊.变压器设计手册-变压器计算.沈阳出版社,2009年
[2]谢毓城.电力变压器手册.机械工业出版社, 2003年
论文作者:马文华
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/18
标签：油箱论文; 变压器论文; 负荷论文; 事故论文; 产品论文; 风电论文; 距离论文; 《电力设备管理》2017年第8期论文;