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近年来，我国风电得到了跨越式发展，截至2011年底我国风电并网容量过4500万kW，已经跃居世界位。随着风电装机容量的迅速增加，风电接入电网后带来的运行安全问题越来越引起人们的重视，其中严重的是风机脱网问题。目前研究的重点主要集中于由于电网故障造成风机脱网，对由变压器投切引起的暂态扰动引发风机脱网的研究较少。
文章从一次变压器空投造成风机脱网的实例出发开展研究，分析变压器空投产生的励磁涌流对风机运行的影响。变压器在空载投入电网时，由于变压器铁芯磁通的饱和及铁芯材料的非线性特征，会产生相当大的励磁电流B7，称为励磁涌流840.变压器空冲时产生的励磁涌流会引起系统无功变化、电压波动，有可能使风机因低压保护动作脱网。同时，由于三相电压之间有120°相位差，因而三相励磁电流存在不平衡，会引起电压不平衡、电流不平衡等现象，风机可能因电压、电流不平衡保护动作脱网。
1脱网风电场概况及事件概述脱网风电场所在的电网接线如所示，风电场A、B、C、D四个风电场都由开闭站E所管辖，经过开闭站E和汇集站F之间的线路（EF线）送入汇集站F，然后接入系统。开闭站E所辖地区四个风电场装机容量489MW，其中恒定异步风机156MW，直驱或双馈风机333MW.接入系统线路较长，EF线大潮流500MW.短路容量较小，开闭站E单相短路电流约为2.三相短路电流约为3.2kA.脱网风电场电网接线示意图开闭站E至风电场A的架空线路为22. 1km，开闭站E至风电场D的线路长度为79km，开闭站E至汇集站F的线路长度为84.闭站E至风电场B的架空线路长度为21.7km.上述各站的短路容量见表1.表1脱网风电场区域内各变电站短路容量厂站短路电流/kA短路容量/MVA开闭站E汇集站F压器，装有100台1.5MW的双馈风机，空投前风电出力约10MW.压器，风电场装机容量为147MW.变压器空投前，风电场A两台主变正常并网运f丁，风电出力约10MW.风电场B未并网运行，在对风电场B主变进行充电时，造成了风电场A脱网。
2风机脱网事件现象分析2.1系统电压波动分析通过线路空投风电场B升压站主变，合闸后，引起系统电压有一定程度下降。三相电压的变化趋势基本一致，但幅值略有区别，三相电压达到低值的时刻也不相同。
脱网的风电场A与空投变压器所在的风电场B 220kV母线电压变化趋势基本一致。由于A站电压初始值比B略低，因此低电压比B站也略低。风电场A220kV母线三相电压低分幅大的C相跌落至变压器空投前的87.3%.对比风电场A、风电场D以及汇集站F220kV母线A相电压的PMU录波结果，可见三个站母线电压在空投前后的变化趋势基本一致，电压跌落幅度略有区别。在空投时刻，风电场A的电压跌落幅度较风电场D略大，汇集站F电压跌落巾虽度小。
由分析可知，距离系统冲击点电气距离越近、短路容量越小的风电场，感受到的冲击越大。2.2电压、电流不平衡度分析A、B站各相电压均表现出一定不平衡。根15543―2008电能质量三相电压不平衡的规定，电压不平衡度指电力系统中三相电压不平衡的程度，用电压负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示。
用以下公式计算电压不平衡度：其中，U2序电压计算的电压不平衡度，U2为负序电压，R为正序电压。
由公式（1）计算的风电场A电压不平衡度曲线如所示。空投前，风电场A220kV母线电压不平衡度约为0.1%左右，空投期间，电压不平衡度明显增大，值大值达到2.27%，高于风电场A机组电压不平衡保护定值（2%）。部分高于2%的点，持续时间达到330ms，达到了延时100ms保护动作的要求。
风电场A220kV母线电压不平衡度曲线。50.00.50正常方式时，三相电流基本稳定，空投变压器时，风电场A送出线三相电流波动增加，三相电流不平衡较为严重。根据GB/T15543―2008电能质量三相电压不平衡的规定，电流不平衡度用电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示。用以下公式计算电流不平衡度：其中，表示由电流的负序分量计算的电流不平衡度，4为电流的负序分量，1l为电流的正序分量。
根据上述公式计算风电场A送出线电流不平衡度，结果如所示。由可知，变压器空投时，风电场A电流不平衡度从接近于零迅速增加，高到326. 62%，电流不平衡度在10%以上的长持续时间达650ms.A风电机组电流不平衡保护定值为10%，延时100ms动作。据220kV和35kV侧数据估计，风机的电流不平衡都已达到动作定值。
风电场A送出线电流不平衡度曲线2.3有功功率与无功功率分析2.3.1空投变压器所在风电场有功与无功当B站变压器空投时，风电场B送出线有功功率、无功功率均有不同程度波动。有功功率在出现个较大冲击之后迅速衰减为0.由于变压器需吸收无功功率构建磁场，因此变压器空投时变压器通过送出线从系统吸收无功功率幅值较大，且衰减较慢。在合闸瞬间，送出线通过的无功功率出现阶跃冲击，从系统吸收的无功功率大为75Mvar，可见变压器空投时需要的无功功率较大，会对系统内其他风电场产生较大冲击。
2.3.2脱网风电场有功与无功变压器空投前，风电场A向系统送出有功功率10.5MW，空投开始后，由于电压降低以及电压、电流不平衡等原因，有功功率迅速降低，在空投1.2s后有功功率降为0MW左右，估计此时已有少数风机脱网。之后90ms内，有功功率试图恢复到8.5MW左右，而后再次迅速降低，并出现剧烈的振荡波动。
空冲前风电场A送出线送出无功-6Mvar，空投时，由于该风电场SVC装置TCR支路输出调节至0，变压器向系统送出无功逐渐变为12.5Mvar左右，而后变压器向系统送出无功振荡增加，大增至-85.5Mvar. 2.3.3脱网风电场无功补偿装置运行的影响风电场A―套TCR型SVC投入运行，感性TCR支路容量为32. 3次容性支路容量为21.6Mvar，5次容性支路容量为24Mvar.变压器空投前，SVC从系统吸收21.5Mvar无功，空投开始后220kV母线电压迅速降低至0.95pu左右，经过0.6s，SVC调整其无功输出至0Mvar，使得220kV母线电压略微上升。但空投1.2s后有风机可能因电压不平衡或电流不平衡而发生脱网，所以220kV母线电压继续降低，220kV母线电压和SVC无功输出出现振荡。约3. 5s后，SVC持续吸收15Mvar左右无功，使得35kV侧电压进一步降低。距离空投发生7.5s时，SVC装置退出运行，系统电压逐渐恢复。
