國內(nèi)外都發(fā)生過風(fēng)電機(jī)組倒塌、燒毀等重大事故。事故發(fā)生后，若能對這些事故進(jìn)行認(rèn)真分析、總結(jié)，找出事發(fā)時(shí)的真實(shí)原因，并采取有效的預(yù)防措施，就能盡量避免類似事故的再次發(fā)生。就機(jī)組飛車事故而言，其預(yù)防措施應(yīng)建立在準(zhǔn)確分析、抓住重點(diǎn)、講求科學(xué)的基礎(chǔ)上，并綜合考慮各種因素使度電成本最低。下面就具體事例進(jìn)行闡述和分析。

三槳葉同時(shí)不能順槳引發(fā)的飛車事故

下面事例都是因三支葉片同時(shí)不能順槳而引發(fā)的機(jī)組失控、飛車事故。事故機(jī)組均使用的是電池為后備電源的直流變槳系統(tǒng)，采用的同一廠家生產(chǎn)的同一型號(hào)主控。從多年眾多同類型機(jī)組的維修來看，事故機(jī)組的主控、變槳、變頻等主要部件的質(zhì)量較優(yōu)，未發(fā)現(xiàn)輪轂后備電池及其他關(guān)鍵部件存在設(shè)計(jì)或質(zhì)量問題。

一、某風(fēng)電場機(jī)組的燒毀、倒塌事故

某風(fēng)電場監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)，事故機(jī)組報(bào)發(fā)電機(jī)超速，在短暫的停機(jī)后，機(jī)組又再次不明原因迅速啟機(jī)。事故機(jī)組飛車后，機(jī)艙全部燒毀，主控?cái)?shù)據(jù)無法獲取。從現(xiàn)場人員及現(xiàn)場勘察了解到，事發(fā)時(shí)風(fēng)速約為10m/s，事發(fā)后三支葉片都在零度位置，均未順槳。

因能得到的有用信息較少，事故分析具有一定的困難。然而，在事發(fā)過程中卻留下了諸如“再次迅速啟機(jī)”等特殊現(xiàn)象。通過剖析這些現(xiàn)象，并給出合理解釋，或許能找到事故發(fā)生的確切原因。

二、某風(fēng)電場的機(jī)組飛車事故

某風(fēng)電場，在中控室發(fā)現(xiàn)事故機(jī)組通訊中斷，到達(dá)現(xiàn)場后，葉片已回到92°限位開關(guān)位置。上機(jī)艙，如圖1、圖2 所示，主軸剎車片已完全磨損，剎車盤嚴(yán)重磨損，兩邊均有較深的磨痕，剎車器保護(hù)罩已部分燒熔，且嚴(yán)重變形；發(fā)電機(jī)側(cè)的柔性連接片已經(jīng)全部脫落，剎車盤與發(fā)電機(jī)之間的聯(lián)軸器掉落在機(jī)艙；主軸剎車器上方的機(jī)艙罩殼隔熱層燒灼嚴(yán)重；通訊滑環(huán)完全斷裂，并脫落在機(jī)艙內(nèi)；發(fā)電機(jī)已從彈性支撐上嚴(yán)重移位，彈性支撐的固定螺栓絕大部分已經(jīng)斷裂，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)嚴(yán)重。塔基變頻器處給機(jī)艙提供交流690V 的繼電器跳閘。

從主控?cái)?shù)據(jù)可知： 事發(fā)時(shí)， 機(jī)組的發(fā)電功率為1472kW，風(fēng)速為15.2m/s 時(shí)，45min 43s，機(jī)組報(bào)“變槳通訊故障”，剎車程序BP180 脫網(wǎng)；45min 46s，三支槳葉同時(shí)報(bào)“變槳速度慢”，剎車程序BP190，主軸剎車器制動(dòng)。同時(shí)，還報(bào)出了“極限陣風(fēng)”“變頻器超速”；45min 53s 報(bào) “發(fā)電機(jī)軟件超速”“齒輪箱軟件超速”；45min 56s 報(bào)“轉(zhuǎn)子軟件超速”；46min 02s，報(bào)由硬件控制的“發(fā)電機(jī)剎車200超速”、軟件參數(shù)控制的“齒輪箱剎車200 超速”、安全鏈斷開；46min 04s，報(bào)由軟件參數(shù)控制的“轉(zhuǎn)子剎車200 超速”和“葉片不能回到限位開關(guān)”（Mita 狀態(tài)碼1159）故障；46min 16s，報(bào)“剎車200 停機(jī)執(zhí)行時(shí)間過長”； 46min39s，機(jī)組報(bào)“電網(wǎng)掉電故障”。事發(fā)時(shí)，機(jī)組高速軸的最高轉(zhuǎn)速為2971rpm。

由于機(jī)組在事發(fā)時(shí)沒有燒毀、倒塌，給事故分析留下了不少有價(jià)值的信息和證據(jù)：在機(jī)艙控制柜檢查發(fā)現(xiàn)，旁路限位開關(guān)回路被改線，強(qiáng)行提供24V 直流（注：緊急順槳控制線路被修改了），飛車過程中又報(bào)出了“葉片不能回到限位開關(guān)（1159）”故障，這兩者之間相互應(yīng)征，證明在事發(fā)前就埋下了安全隱患；事發(fā)時(shí)沒有報(bào)“變槳自主運(yùn)行”；因通訊滑環(huán)從基座處完全斷裂，即：輪轂的交流400V 供電、機(jī)艙與輪轂的所有通信與控制接線全部斷裂。

三、某風(fēng)電場的機(jī)組倒塌事故

據(jù)目擊者稱：“事發(fā)時(shí)，事故機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速比相鄰機(jī)組快很多，且有異響，維持了大約十幾分鐘，然后，突然從第二節(jié)塔筒中下部折斷倒塌。在機(jī)組倒塌過程中，伴隨有火光及冒煙，馬上又滅了”。從鄰近機(jī)組了解到，事發(fā)時(shí)的風(fēng)速不大，約為8 m/s － 9m/s。

現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，三支葉片均在零度位置，沒有順槳。主軸剎車上方機(jī)艙內(nèi)壁的保溫層有燒灼痕跡，主控模塊嚴(yán)重?fù)p壞，內(nèi)部電池脫落、數(shù)據(jù)丟失；從變頻器上的數(shù)據(jù)可知，事發(fā)時(shí)機(jī)組的最高轉(zhuǎn)速為2406rpm。

原因分析

首先，在我國的風(fēng)電發(fā)展初期，不少廠家的生產(chǎn)技術(shù)都是從國外引進(jìn)，在沒有來得及完全轉(zhuǎn)化和吸收的情況下，就投入了大規(guī)模生產(chǎn)。不少的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)仍未掌握，多個(gè)事故已經(jīng)發(fā)生。其次，不少風(fēng)電企業(yè)是從其他行業(yè)迅速轉(zhuǎn)向，其管理理念和體制卻未能及時(shí)轉(zhuǎn)變。再者，我國風(fēng)電企業(yè)的研發(fā)、技術(shù)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，現(xiàn)場人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平有待提高。因此，事發(fā)之前，機(jī)組的安全隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除；事發(fā)之后，未能找出真實(shí)原因造成同類事故的多次發(fā)生。

一、采用電池作備用電源的直流變槳系統(tǒng)的安全性高

直流變槳系統(tǒng)，在緊急（電池）順槳時(shí)，無需把備用電源的能量經(jīng)過輪轂驅(qū)動(dòng)器逆變成交流，只需通過繼電器吸合直接將備用電源切換到直流電機(jī)，沒有逆變環(huán)節(jié)，順槳安全性增加。這種緊急順槳方式是交流變槳系統(tǒng)所不具備的。

在該直流變槳系統(tǒng)的輪轂驅(qū)動(dòng)器上，接有直流和交流400V 兩種供電電源。當(dāng)交流400V 供電正常時(shí)，由交流供電。在出現(xiàn)瞬間電網(wǎng)故障，機(jī)組進(jìn)入低電壓穿越需進(jìn)行正常調(diào)槳；或外界斷電，需通過輪轂驅(qū)動(dòng)器上的直流供電進(jìn)行停機(jī)順槳時(shí)，均利用輪轂驅(qū)動(dòng)器上的備用直流電源。

當(dāng)機(jī)組因故不能切換到正常的備用直流電源順槳，在緊急順槳時(shí)，如輪轂控制器與主控之間的通訊正常，可通過主控再發(fā)指令使葉片回到90°；如主控與輪轂控制器的通訊再次出現(xiàn)故障，機(jī)組轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值，觸發(fā)硬件超速模塊動(dòng)作，超速信號(hào)傳給輪轂控制器，由輪轂控制器控制使三支葉片按照規(guī)定的順槳速度回90°。

有的直流變槳系統(tǒng)（第1 節(jié)“三槳葉同時(shí)不能順槳引發(fā)的飛車事故”的事例二中機(jī)組采用的變槳系統(tǒng)），還有輪轂驅(qū)動(dòng)器的電池順槳。即：機(jī)組因故不能切換到正常緊急順槳回路時(shí)，當(dāng)輪轂驅(qū)動(dòng)器上的400V 交流供電的電壓過低或斷開時(shí)，在輪轂驅(qū)動(dòng)器內(nèi)直接把電池與輪轂電機(jī)導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)輪轂驅(qū)動(dòng)器的電池順槳，葉片回到92°限位開關(guān)位置。這也是交流變槳系統(tǒng)所不具備的。

以上分析可知，直流變槳系統(tǒng)出現(xiàn)三支槳葉同時(shí)不能順槳的概率極低。