系列风电机组事故分析及防范措施（二）——因顺桨控制故障引发的飞车事故

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1、国内外都发生过风电机组倒塌、烧毁等重大事故。事故发生后，若能对这些事故进行认真分析、总结，找出事发时的真实原因，并采取有效的预防措施，就能尽量避免类似事故的再次发生。就机组飞车事故而言，其预防措施应建立在准确分析、抓住重点、讲求科学的基础上，并综合考虑各种因素使度电成本最低。下面就具体事例进行阐述和分析。三桨叶同时不能顺桨引发的飞车事故下面事例都是因三支叶片同时不能顺桨而引发的机组失控、飞车事故。事故机组均使用的是电池为后备电源的直流变桨系统，采用的同一厂家生产的同一型号主控。从多年众多同类型机组的维修來看，事故机组的主控、变桨、变频等主要部件的质量较优，

2、未发现轮毂后备电池及其他关键部件存在设计或质量问题。一、某风电场机组的烧毁、倒塌事故某风电场监控人员发现，事故机组报发电机超速，在短何的停机后，机组又再次不明原因迅速启机。事故机组飞车后，机舱全部烧毁，主控数据无法获取。从现场人员及现场勘察了解到，事发时风速约为10m/s,事发后三支叶片都在零度位置，均未顺桨。因能得到的有用信息较少，事故分析具有一定的困难。然而，在事发过程中却留下了诸如“再次迅速启机”等特殊现象。通过剖析这些现彖，并给出合理解释，或许能找到事故发生的确切原因。二、某风电场的机组飞车事故某风电场，在中控室发现事故机组通讯中断，到达现场后，叶

3、片己冋到92°限位开关位置。上机舱，如图1、图2所示，主轴刹车片己完全磨损，刹车盘严重磨损，两边均有较深的磨痕，刹车器保护罩已部分烧熔，且严重变形；发电机侧的柔性连接片已经全部脱落,刹车盘与发电机之I'可的联轴器掉落在机舱；主轴刹车器上方的机舱罩壳隔热层烧灼严重；通讯滑环完全断裂，并脱落在机舱内；发电机已从弹性支撑上严重移位，弹性支撑的固定螺栓绝大部分已经断裂，发电机转子窜动严重。塔基变频器处给机舱提供交流690V的继电器跳闸。图1主轴刹车器与刹车盘图2主箱刹车盘与刹车器羞子从主控数据可知：事发时，机组的发电功率为1472kW,风速为15.2m/s时,45

4、min43s,机组报“变桨通讯故障”,刹车程序BP180脱网；45min46s,三支桨叶同时报“变桨速度慢”，刹车程序BP190,主轴刹车器制动。同时，还报出了“极限阵风”变频器超速”:45min53s报“发电机软件超速”“齿轮箱软件超速”；45min56s报“转子软件超速”；46minO2s,报由硬件控制的“发电机刹车200超速”、软件参数控制的“齿轮箱刹车200超速”、安全链断开；46min04s,报由软件参数控制的“转子刹车200超速”和“叶片不能回到限位开关”（Mita状态码1159）故障；46min16s,报“刹车200停机执行时间过长”;46m

5、in39s,机组报"电网掉电故障”。事发时,机组高速轴的最高转速为2971rpm0由于机组在事发时没有烧毁、倒塌，给事故分析留下了不少有价值的信息和证据：在机舱控制柜检查发现，旁路限位开关回路被改线，强行提供24V直流（注：紧急顺桨控制线路被修改了），飞车过程中又报出了“叶片不能回到限位开关（1159）"故障，这两者之间相互应征，证明在事发前就埋下了安全隐患；事发吋没有报“变桨自主运行”；因通讯滑环从基座处完全断裂，即：轮毂的交流400V供电、机舱与轮毂的所有通信与控制接线全部断裂。三、某风电场的机组倒塌事故据目击者称：“事发时，事故机组叶轮转速比相邻机组

6、快很多，且有异响，维持了大约十几分钟，然后，突然从第二节塔筒中下部折断倒塌。在机组倒塌过程中，伴随有火光及冒烟，马上又灭了”。从邻近机组了解到，事发时的风速不大，约为8m/s-9m/so现场勘察发现，三支叶片均在零度位置，没有顺桨。主轴刹车上方机舱内壁的保温层有烧灼痕迹，主控模块严重损坏，内部电池脱落、数据丢失；从变频器上的数据可知，事发时机组的最高转速为2406rpmo原因分析首先，在我国的风电发展初期，不少厂家的生产技术都是从国外引进，在没有来得及完全转化和吸收的情况下，就投入了大规模生产。不少的技术关键点仍未掌握，多个事故己经发生。其次，不少风电企业

7、是从其他行业迅速转向，其管理理念和体制却未能及时转变。再者，我国风电企业的研发、技术人员实践经验不足，现场人员的经验和技术水平有待提高。因此，事发之前，机组的安全隐患未能及时发现和排除；事发之后，未能找出真实原因造成同类事故的多次发生。一、采用电池作备用电源的直流变桨系统的安全性高直流变桨系统，在紧急（电池）顺桨时，无需把备用电源的能量经过轮毂驱动器逆变成交流，只需通过继电器吸合直接将备用电源切换到直流电机，没有逆变环节，顺桨安全性增加。这种紧急顺桨方式是交流变桨系统所不具备的。在该直流变桨系统的轮毂驱动器上，接有直流和交流400V两种供电电源。当交流40

8、0V供电正常时，由交流供电。在出现瞬间电网故障，机组进入低电压穿越