一起风电场雷电灾害调查分析

林小杰 钟 静 陈海涛 刘丽娟 王晓峰

(贵州省六盘水市气象局 贵州六盘水 553001)

2018年11月7日，我中心接到了一起雷电灾害事故调查鉴定请求，初步接报为我市下辖盘州市四格风电场一期6号风机箱式变压器于2018年3月25日疑遭雷击造成损坏，要求进行雷电灾害事故调查鉴定。翌日，我中心组织技术力量赶赴事故现场。

一、现场勘查

四格风电场一期工程位于四格乡坡上草原牧场，场址海拔高程在2 200m～2 780m之间，地势开阔，场区内以草坡为主。6号风机位置为经度：104.63 069，纬度：26.234 327。风机发电后由风机塔筒内的箱式变压器升压至35kV，由埋地线路输送至距风机直线距离约1.5公里外的铁塔，并入集线回路后变为架空线输送至风电场110kV总升压站。一期35kV风机集电线路由架空线路和地埋电缆组成，其中架空线路占60%左右、地埋电缆占40%左右。

由于接到雷电灾害报告时距事故发生时段已久远，事故现场已恢复，我们无法调查第一现场信息。当时，拆除的6号风机故障变压器经实鉴高压侧B相套管损坏开裂。甲方自查报告中提及“2018年3月25日01时34分24秒，伴随着一阵雷声及闪电，四格风电场监控室警铃保护跳闸告警，35kV I段母线母差保护动作，最大差动电流10.95A，35kV I段母线失电，导致厂用电失电及风电场I母上所带19台风机脱网。通过现场设备检查，发现35kV I段站用变高压侧电缆受雷击损坏，当日16：54分通过抢修恢复站用变运行；在恢复送电时，第二组风机进线314线路零序保护动作，初步判定为线路或所带风机一次设备有故障，由于当时是大雾雨天天气，风场能见度低，只能延期对线路及风机逐一进行排查。3月28日中午，天气稍有转晴，现场逐一断开风机与314线路连接的环网柜开关后，四格一期314风机进线绝缘正常，13:27恢复运行；之后对风机逐一进行排查及恢复，排查过程中发现6号风机无法并网且排查前并未见明显故障点。3月29日17:00，打开一期6号风机变压器上部的保护罩进行排查检测，发现变压器高压侧B相套管损坏开裂、高压侧绝缘基本为零；初步分析并汇报厂家确认为变压器高压侧B相套管损坏、开裂，高压侧BC相间绕组绝缘损坏且接地。”

二、气象资料反查

根据事故发生时间，我们对相近时段周边区域重要天气进行反查回顾：

1.雷电预警信息：六盘水市气象台于2018年3月24日23时50分发布雷电黄色预警，并于2018年3月25日06时25分解除雷电黄色预警。

2.闪电定位仪监测资料：如表1所示，25日01时-02时，盘州市境内闪电定位仪监测到多次雷电现象。

表1：25日00时-02时六盘水市境内闪电定位仪监测数据

三、雷灾事故分析

通过事故现场周边天气实况反查证实了事发时段四格风电场周边确实为雷雨天气，再结合甲方关于事故发生现场描述及6号风机箱式变压器损坏情况，我中心认为该事件是由于输电线路闪电电涌侵入造成的雷电灾害。变压器损坏部分为高压侧，因此排除直击雷击中风机的可能。事故具体成因为：闪电击中站用变高压侧电缆或由于雷云的静电感应作用，使得输电线路上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，输电线路上的感应电荷得到释放，从而形成闪电电涌。该闪电电涌未及时得到释放而沿输电线路侵入风机箱式变压器造成变压器高压侧损坏。[1]

四、建议与措施

1.目前架空线路已有的避雷器通流容量不足，建议更换避雷器。

2.四格风电场地处雷暴高发区，架空线路极易因直接雷击和雷云的静电感应而引起输电线路闪电电涌侵入，建议对架空线路改为埋地敷设。

3.风机环网柜及变压器均未设计和安装避雷设备，建议找专业公司进一步进行防雷深化设计施工，以确保风电场设备及人员安全。

4.每年汛期雷雨季节前应完成对防雷设施的安全检测，确保其安全有效运行。

五、结束语

本文中分析的风电场雷电灾害事故是典型的因架空线路导致的闪电电涌侵入造成的，通过对架空线路改埋地敷设可以很大程度地杜绝此类灾害事故发生。但是，防雷安全是一项系统工程。风电场一般所处地形都较为开阔、风机又都高耸孤立，且输电线路长等特点都决定了它极易遭受雷电灾害。因此，只有完善各项防雷设施，才能保障风电场安全运营。