风电机组重大事故分析（一）
发布时间：2014-08-07     来源： 风能协会
本文摘要：　　据英国风能机构的不完全统计，截至2009年12月31日，全球共发生风电机组重大事故715起，其中火灾事故138起，占总数的19 3%，位列第二位
 
　　据英国风能机构的不完全统计，截至2009年12月31日，全球共发生风电机组重大事故715起，其中火灾事故138起，占总数的19.3%，位列第二位。2010年欧美等国新增火灾事故7起，其中2起火灾对作业工人造成了严重烧伤。因此，火灾已成为继雷击后第二大毁灭性机组灾害。
 
　　实际上，风电机组重大事故在国内外都有发生。有的重大事故可以预防，甚至完全可以避免。然而，随着我国风电机组的不断增多，部分突发事故是不可避免的，例如部分因雷击而造成的火灾事故，还有在运行过程中，部分因机组部件损坏造成剧烈摩擦起火而引发的火灾事故等。在降低和避免重大事故发生的过程中，我们不仅要讲科学，还要综合考虑成本因素，不能采取过度的预防措施。把概率极低的事件当成必然事件加以考虑，将不利于机组度电成本的降低。
 
　　仅就完全可以预防、避免的机组烧毁与倒塌事故而言，它不仅与机组本身的质量、性能、运行和维护有关，而且，还与箱变等附属设施有着密切的关系。本文主要介绍由箱变问题引发的机组故障与事故，通过对某风电场发生的一起机组烧毁事故进行分析，找出行之有效的预防措施，避免类似事故的再次发生。
 
　　事故简介
 
　　某风电场1.5MW双馈空冷风电机组，变频器布置在塔基，并网开关(断路器)是ABB生产的。在机组起火大约一个小时后发现，然后对整条线路采取了断电措施。当人员到达现场时，整个机组如同一个巨大的“火炬”，最后，机舱及轮毂罩壳完全烧毁，三支叶片也不同程度地过火。从主控信息和事故现场两方面证实，最后一次停机是正常的低风切出，并且，收桨正常，也不存在超速问题。从事故现场来看，位于塔基变频器的并网开关仍处于合闸状态，变频器功率柜严重烧毁;与事故机组配套的箱变高压侧断路器跳闸，且有两相高压侧保险熔断。
 
　　事故分析
 
　　此次机组烧毁事故的原因有：变频器并网开关在停机时不能脱网是诱因，而箱变低压侧断路器不具有自动跳闸功能是造成事故扩大的关键。变频器并网开关在脱网时不能分闸属于偶发事件，本是一般的机组故障，且发生概率较低;而对该风电场来说，箱变的低压侧断路器不具备自动跳闸功能，违背了关键设备的电路分级保护原则。也就是说，在该风电场机组配套时就已经埋下了事故隐患。
 
　　从安全方面来说，与此类风电机组相配的箱变，应具有多重自动跳闸功能，以保护机组与人身安全;从现场实践来看，只要箱变低压侧断路器具有自动分闸的功能跳闸，就能避免事故扩大，从而避免机组烧毁事故的发生;从系统设计来看，此类机组存在变频器并网开关无法正常脱开的可能，需要箱变低压侧断路器具有自动分闸功能，以及时切断电网给机组的供电，避免恶性事故的发生。
 
　　一、监控数据分析
 
　　在事故之前，机组多次报低风切出，并在8小时内几次报变频器故障，并均是变频器自动复位，可能由并网开关机械故障引起。
 
　　在事故前的一次“低风切出”后，复位启机，机组的有功功率一直维持正值，说明此时机组运行正常，处于发电状态;其后机组因风速降低有功功率逐渐下降，于12:37:04触发“低风切出”停机，因变频器并网开关不能断开，随后触发“变频器错误”等一系列故障。
 
　　该机组在触发“变频器错误”等故障后，叶片顺利收桨到92°，即叶片处于安全位置，主控信息与现场的实际情况相符。首先，说明机组变桨系统正常，事故之前没有出现高级别刹车和电池检测，轮毂变桨电机及其供电接触器是交流供电收桨，且电流不大，机组起火的原因不在轮毂。其次，说明机组的控制系统所报信息真实可靠;另外，在低风切出时，机组高速轴转速不高，主控没有主轴刹车器的动作信息。所以，排除由于主轴刹车器动作，或其他部位由于转速过高导致摩擦起火的可能。
 
　　按照所报故障发生的时间顺序：变频器电网故障、暂态电网错误、相电压过低等。由于变频器并网开关不能脱网，发电机定子线圈与电网直接相连，消耗电网功率不断转化为热能。从后面触发的故障可以看出，发动机定子温度在短时间内急剧上升，耗电电流不断增大。12:40:04，机组主控报“电网掉电”，电网至少有一相断开;报“低风切出”的3分零2秒后，主控报“交流电源故障”，即：12:40:06，说明机组完全断电。

关键词：风电运营

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