為了有效地分析箱式變壓器的故障，本文選用雙二次繞組的箱式變壓器(ZGS11-Z.T.-1000/38.5)，可配兩臺集中逆變器，其發電單元結構如圖1所示。箱式變壓器采用三相三柱結構設計，低壓側有兩個繞組。整體結構分為三部分:高低壓室和油箱。在實際運行中，箱式變壓器常見的故障有低壓繞組接地故障、高壓側斷線故障、高壓側短路故障等。，下面將對其進行詳細分析。

1光伏電站箱式變壓器典型故障

1.1低壓繞組接地故障分析

由于光伏電站箱式變壓器結構設計中沒有設計中性點接線，如果箱式變壓器低壓側發生單相接地故障，對絕緣的危害很大。集中式逆變器不同的運行狀態會導致不同的故障。首先，當發電機組在光照不足的情況下停止工作時，集中式逆變器將脫離并網狀態，使得處于待機狀態的逆變器不再作為發電負荷，而是借助箱式變壓器從電網中吸收電能。此時，箱式變壓器承擔配電任務。如果箱式變壓器低壓位置發生單相接地，逆變器接收到的線電壓不會發生變化，逆變器仍能正常工作。但相電壓會升高，長期運行會造成箱式變壓器低壓側絕緣損壞，甚至多點接地。其次，有光的話，集中式逆變器會變成并網狀態。分析其接線方式和箱式變壓器不接地運行方式，單向接地狀態下很難與大地形成有效回路，即不會有接地電流，逆變器出線電壓也不會發生變化。但在設計之初，其控制系統主要監測線電壓，不會發現接地異常。逆變器仍將正常工作，但接地會影響逆變器的整體效率。

1.2高壓側斷線故障分析

根據斷線位置的不同，箱式變壓器的斷線故障可分為高壓引線斷線和繞組斷線。當箱式變壓器高壓側發生高壓引線斷線故障時，會直接導致逆變器跳閘，發電機組會因故障停機。根據箱式變壓器測試，箱式變壓器內部會有雜音和特殊氣味，故障相的繞組會有無窮大的電阻。通過測量其DC電阻，可以發現正常相與故障相繞組之間的電阻也會為無窮大，從而基本判斷斷線故障的發生。然而，當高壓繞組斷開時，故障標志會有所不同，主要表現在DC電阻不會是無窮大，而只是正常兩相DC電阻的兩倍。通過測量故障后的電壓可以發現，在高壓側，故障相和相鄰相的線電壓會降低，一般降低到額定線電壓的50%，而正常相的線電壓不會變化。低壓側，斷線相對應的低壓側相的線電壓明顯下降，但不會變為零，主要是感應電壓引起的。

1.3高低壓側短路故障分析

通常，箱式變壓器在運行中經常發生相間短路故障。當高低壓側發生相間短路時，箱式變壓器相應側的斷路器會跳閘，在故障的沖擊下，箱式變壓器往往會伴有內部異響、噴油和異味。一般來說，對箱式變壓器短路故障的分析應從保護動作入手，對箱式變壓器故障有一個大致的了解，然后將箱式變壓器轉入檢修狀態，采取安全措施，斷開光伏發電機組，詳細檢查故障情況。而且有時候，在故障初期，可能只是箱式變壓器的相間故障。如果故障進一步發展，會造成變壓器內部繞組燒損、鐵心坍塌等更大的損失。這種情況下，箱式變壓器只能報廢。在此，對箱式變壓器中一個實際故障的發展過程進行了分析。初始故障發生在低壓側的相間短路，在短路沖擊放電的作用下，造成高低壓繞組之間的擊穿短路。在這種情況下，鐵芯被損壞，箱式變壓器油箱內的油會嚴重噴發，并會分解變質。通過研究發現，造成高低壓繞組間短路的直接原因在于其自身絕緣薄弱。

2光伏電站箱式變壓器故障的預防措施

2.1附加絕緣監測裝置

對于本文選用的箱式變壓器，屬于三相三線星形接線。如果有單相接地，由于沒有中性點，線電壓不會發生明顯變化，增加了接地故障排除的難度。接地逆變器的連續運行可能會使接地故障惡化，甚至帶來更大的風險。因此，絕緣監測裝置的使用可以為逆變單元的并網增加一份保障。如果有接地故障，會直接發出絕緣故障報警，斷開故障單元。此外，為了更好地處理光伏箱式變壓器的接地故障，應采用中性點連接的逆變器，并選擇yn11型作為其連接組別。

2.2加強日常絕緣監測

為了保證光伏電站的安全運行，應嚴格按照規定進行定期監測，尤其是絕緣監測，可以及時發現箱式變壓器的絕緣缺陷，降低站內設備的故障概率。在光伏電站的實際運行維護中，需要適當增加箱式變壓器絕緣監測的頻率。

2.3注意油樣測試。

根據光伏電站箱式變壓器的故障分析，內部絕緣缺陷是導致高壓故障的關鍵原因。為了避免類似故障的發生，必須做好箱式變壓器內部油樣的檢測工作。從內絕緣的缺陷到失效，是長時間逐漸積累的。在變質的過程中，通常會出現放熱或放電的問題，導致類油成分的拜年。通過定期測試，可以更有效地檢測絕緣狀況，必要時采取干預措施，避免絕緣狀況惡化。箱式變壓器在運行中，要加強對油溫的監測，通過增加檢查和試驗的頻率，防止油溫過高的變壓器成為故障。

2.4做好施工階段的技術選擇。

為了保證光伏電站的長期運行安全，降低箱式變壓器的故障概率，需要從光伏電站的建設階段開始，做好選址、電氣設計、設備選型等工作。，以確保箱式變壓器產品質量優良，滿足電站總體設計要求。