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摘要：所谓光伏发电，是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制转换器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电升压变压器，作为光伏发电中较为关键的设备，其运行质量关乎发电质量。本文针对光伏发电升压变压器的运行故障以及解决方法展开讨论。
关键词：光伏发电；升压变压器；运行方式
1光伏发电站变压器技术方案与设计
现阶段，太阳能光伏发电产业逐渐兴起，我国光伏发电变压器产品的需求不断增长。为了进一步拓展市场份额，提升光伏发电变压器的核心竞争力，相关单位应该按照光伏发电的技术特征进行开发相应的变压器。以下对光伏发电系统进行简单介绍。
按照太阳能光伏发电变压器的特征，太阳能光伏变压器具体可以划分为：10kV级产品和35kV级产品。展开来讲：（1）由于10kV级产品的电压适中，对于绝缘结构处理方便，因此在制作过程中通常以传统型双绕组双分裂结构来进行设计，两组低压线圈轴向分裂，两组高压线圈轴向排布。在浇注时，两组线圈浇注澆注成一个线圈，电气上两组线圈并联统一引出。（2）35kV级产品，电压相对较高，为了确保线圈的电气性能相对良好，例如局部放电量功能、雷电冲击性能等，应该在设计过程中对低压线圈进行特殊结构处理。根据低压线圈结构处理后，高压线圈的段数与层数减少，使得线圈内部的电场分布始终保持均匀状态。除此之外，对于光伏发电变压器的运行设计步骤为：其一，优化光伏发电设计，全面掌握现场的基本特征，完善设计方案;其二，强化光伏发电基建管理，严格把控资质审查，对于光伏发电工艺质量加以规范;其三，对光伏发电设备进行严格管控，避免出现不合格的设备产品。
2 光伏发电运行常见故障分类
2.1光伏升压站运行出现故障
升压站故障，出现的常见故障类型有：母线故障、高压开关及附属设备故障、输电线路故障、变压器故障、继电保护装置故障等。
2.2光伏区在实际运行过程存在的故障
由于光伏区的安装缺少专业的指导与合理的规范，导致光伏区极易出现各种故障，如电池板、汇流箱、组串故障、调试不合理故障、人员巡查不及时不到位故障、升压变附属设备故障、逆变器安装故障以及因隐患未及时消除造成的故障。
2.3通讯及自动化故障
通讯及自动化故障则可能暂时没有影响到设备的发电运行，但给运行分析和发现设备缺陷及消除造成不利影响，以及造成设备无法远程操作，留下了安全生产隐患，如果不加重视，将会引发事故扩大。
2.4 地域及环境引发故障
地域及环境引发故障，主要表现在，软土地基引起沉降，导致设备变形，难以操作，安全距离不够引发电气接地、短路。盐雾对电气设备的腐蚀，以及水汽蒸发造成设备封堵脱落，绝缘下降，小动物进入电气设备造成短路故障等。
3解决方案
光伏电站常见运行故障的技术解决方案：（1） 从源头抓起，在设计之初，就要做出符合现场实际特点，完善细致，科学优化的设计方案；（2）要加强全过程基建管理，严把资质审查关，狠抓工艺质量与规范；（3）严把设备准入关，将质量不合格的设备拒之门外；（4） 加强人员责任心教育与技术能力培养。有这 4 点，可以有效降低常见故障发生的几率。
3.1 升压站常见故障及处理
升压站故障属于通用电气故障范围，无论哪种发电类型的企业，处理的原则和主要方法是一样的。尤其是母线失电和线路跳闸，对于单母单回的升压站，即意味着全场停电。对光伏而言，所有逆变器孤岛保护应启动，逆变器停运。
运行值班人员所需做的是：（1）确保厂用电，检查备用电源的投入情况，保证直流和通讯系统的正常工作；（2）检查保护动作情况，确定保护动作类型，分析可能的故障情况；（3）检查一次系统，找出故障点，协同调度，做好安全措施进行消缺处理，尽快恢复运行。
3.2 光伏区常见故障及原因
光伏区运行常见故障的引发原因，主要是以下几个方面。1）基建过程中，电池板安装接线不牢固，甚至有些接头未用专用接头，汇流箱内螺丝未紧固，封堵不完全或质量太差等。2）设备安装调试不认真，不到位，特别是逆变器、升压变，安装、接线、调试是不同人员，相互的配合，如果没有统一协调，各行其是，运行中的各种故障就会频发。3）地域环境特点，造成的故障，比如，沿海滩涂的盐雾环境，极易造成设备的腐蚀，电缆及绝缘子的污闪，引起绝缘下降，设备短路。4）长期运行引起故障，主要表现在设备运行中转动部分、震动等引起的设备松动、端子松动等，在光伏里一般是变压器、逆变器散热风扇故障，箱变网门闭锁限位松脱，汇流箱紧固螺丝松动、端子排松动等。
3.3 光伏运行常见故障的预防
无论是升压站或光伏区设备故障，在光伏运行中都属于电气设备故障。对于电气设备故障及事故的预防：（1）要落实基建为生产服务的要求，在建设过程中确保质量，不留隐患交付生产；（2）在运行中，积极落实技术监督要求，根据现场特点，超前防范；（3）加强员工责任心的教育及分析问题能力的培养。
3.4 光伏运行常见故障的现象及处理
光伏场区运行设备调试试运正常以后，最不易察觉的故障，一般发生在电池板至汇流箱。而这类往往一开始也没有明显故障现象出现，但是电量在不断损失。最简单有效的办法，就是钳形电流表，对每一组串运行电流进行测量，找出故障组串，进一步查看，是熔断器问题还是电池板故障，或是组串连接线破损等问题，及时处理。
3.4.1 汇流箱故障
汇流箱常见故障，主要是封堵脱落、通讯模块故障和端子、螺丝松动引起接地发热甚至起火。现场主要的处理方法，就是巡查，一般在“春检”工作中对封堵进行修复，对每一汇流箱端子螺丝复紧一遍，基本能保证一个夏季，发热情况得到有效好转。
3.4.2 逆变器故障
逆变器故障，一般直接表现是停运，或不能自启。多发生于投运初期。经过磨合期后，发生此类现象，大多为散热故障，超温引起，也有一些属于附件损坏或软件故障。逆变器故障的预防与处理，主要在于日常对滤网的清洁，保持散热量，以及加强对散热风扇的检查，发现异常及时修复更换。
3.4.3 升压变压器故障
变压器的技术已很成熟，特别是干式变压器，正常情况下，故障率极低。常见故障类型为封堵不严，导致小动物进入、散热风扇故障和本体安全网门闭锁松动。但是，在沿海地区和渔光互补项目中，升压变高压开关电缆头、电缆、避雷器是重点检查项目，易发故障，一旦故障发生，将导致整条集电线路无法运行。对于升压变故障的预防与处理，依然在于日常巡查到位及技术监督工作及时开展，防患于未然。
4结束语
综上所述，对于光伏发电升压变压器运行方式来说，应该对其可能出现的故障进行预防与处理，在光伏发电的日常监督过程中，积极开展巡查与监督工作，确保光伏发电的稳定运行，避免造成不必要的损失。
参考文献：
[1]高建喜,刘潇.提高光伏发电效率的措施[J].电世界,2017,58(07):5-9.
[2]张燕妮.浅谈光伏发电的方案设计[J].东北电力技术,2014,35(02):34-36.
[3]张盛忠.不同接入系统下的光伏发电利用效率分析[J].可再生能源,2014,32(01):29-33.
[4]吕丹,潘甲龙.光伏发电系统优化设计的经济性和可靠性研究[J].太阳能,2013(17):46-48.