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風電機組重大事故分析(二)
2014-10-30
來源:CWEA《風能》
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順槳速度為5°/s。當機組轉(zhuǎn)速達到1950rpm時,硬件WP2135動作,通過滑環(huán)傳到輪轂控制器,輪轂控制器接到信號后超過300ms,輪轂控制器不再接收機組控制器的任何命令,只按輪轂控制器程序設(shè)定進行順槳。在執(zhí)行順槳的同時,輪轂控制器通過變槳通訊傳給機組控制器,由機組控制器報出故障,葉片順槳到90°。如果存在變槳通訊故障,實際順槳沒有執(zhí)行,則控制器不報此1905狀態(tài)碼故障。
第三,BP75限制超速狀態(tài)碼:1411(變頻器超速)、310(齒輪箱超速)、311(轉(zhuǎn)子超速)、312(發(fā)電機超速)均為交流供電收槳。
順槳速度為8°/s。1411是變頻器超速,達到2000rpm,變頻器發(fā)出信號通過Mita控制發(fā)出信號使機組安全停機。
310、311、312分別是齒輪箱、轉(zhuǎn)子、發(fā)電機軟件超速保護。機組達到相應(yīng)轉(zhuǎn)速,如2178rpm時,Mita控制器通過軟件,給輪轂控制發(fā)出指令,讓葉輪順槳使機組停機。
第四,BP200限制超速的狀態(tài)碼:317(轉(zhuǎn)子超速超過最大值)、328(齒輪超速超過最大值)、319(發(fā)電機WP2035超速)、320(轉(zhuǎn)子WP2035超速)均為電池順槳,同時,主軸剎車器參與制動。
順槳速度理論上應(yīng)為15°/s,其實際速度要與電池電壓、電流、變槳電機、變槳齒輪箱有關(guān),通常在10s之內(nèi),三支葉片均能順槳到92°,主軸剎車器制動,安全鏈斷開。
狀態(tài)碼317、328分別是轉(zhuǎn)子、齒輪箱轉(zhuǎn)速超過最大設(shè)置值。機組達到相應(yīng)轉(zhuǎn)速,如2400rpm時,Mita控制器通過軟件控制,使機組控制器斷開安全鏈。
狀態(tài)碼319、320分別是轉(zhuǎn)子、發(fā)電機硬件超速保護。機組達到相應(yīng)轉(zhuǎn)速,如2400rpm時,通過超速模塊內(nèi)的繼電器動作斷安全鏈,使機組停機,而與機組控制器程序設(shè)定無關(guān)。
從上面可以看出,在絕大多數(shù)的超速停機中,只采取交流供電收槳方式,不觸及安全鏈,主軸剎車器不參與制動。而這10道超速保護,無論是在并網(wǎng)狀態(tài),或者是非并網(wǎng)條件都能使葉輪順槳。
不管是交流供電順槳,還是直流供電順槳方式,只要在順槳過程中出現(xiàn)問題,會報BP190故障,電池順槳再輔助以主軸剎車器,從而保證風電機組能安全停下來。在主軸剎車器參與制動的30s后,主軸剎車器自動解開。
當順槳存在問題時,主軸剎車器參與制動也能使機組安全停下來。在此次事故的第二次啟機后,機組轉(zhuǎn)速超過了2700rpm,為什么沒有順槳?只要以上的超速保護設(shè)置有一道保護能起作用,就不可能出現(xiàn)三支槳葉同時停在零度位置的現(xiàn)象。
3、主軸剎車器制動是否有問題
低級別剎車BP50、BP52、BP60、BP75采用交流供電進行順槳;高級別剎車BP180、BP190、BP200采用電池供電順槳;BP190、BP200除了電池供電順槳外,還要輔助以主軸剎車器參與制動。由于主軸剎車器參與停機制動會產(chǎn)生巨大的沖擊載荷,對機組不利。因此,在一般情況下,機組只采用順槳來執(zhí)行停機,主軸剎車器不參與制動。
機組停機,順槳起主要作用,即:交流供電順槳或電池順槳,主軸剎車器一般不參與停機制動,主要在維護時使用;但是,當出現(xiàn)交流供電順槳和電池順槳都不能使機組停下來時,例如:三槳葉同時不能順槳,主軸剎車器作為最后一道保護,參與制動保證機組安全。
該機組是采用的是兩個被動式(常閉)主軸剎車器,總的制動扭矩為兩倍滿負荷扭矩。在三槳葉不能收回的條件下,風電機組也可以安全停下來。機組在第一次停機時,三支槳葉同時不能順槳,應(yīng)該是主軸剎車器參與制動,從而使葉輪停止轉(zhuǎn)動,機組完全停了下來。而第二次啟機后,主軸剎車器為何不能進行有效地制動?
4、是否輪轂電池故障造成三支葉片同時不能順槳
從現(xiàn)場實踐來看,對于當時所用的LUST輪轂,當機組報輪轂電池故障時,一般都能順槳到92°限位開關(guān)位置(安全位置)。而因輪轂電池故障造成有一支葉片不能順槳到預(yù)定位置的情況都很少,也就是說,葉片大都能順槳到安全位置,至多由于電池電壓太低,電池沒有足夠的能量使葉片到達92°,而能順槳幾度,或幾十度。在現(xiàn)場的機組運行中,對于這種輪轂,當電池檢測或高級別剎車時,因輪轂電池故障,又有一支葉片停在零度位置的情況極其罕見。
再者,對于Mita控制器WP3100來說,無論是由于高級別剎車,還是電池檢測時,每當報過“輪轂電池故障”后,按照控制器程序的設(shè)定,在8h以后,必然還會進行電池檢測。如果電池電壓真低,機組還會報“輪轂電池故障”故障。此狀態(tài)碼不能屏蔽,一般情況下,只有將故障處理后才會再次正常運行。
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