系列风电机组事故分析及防范措施（四）——机组改造带来的问题和安全隐患

本次事故调查留下的疑问有：

第一，按照事故机组的主控参数设定，当箱变与变频器三相之间的电流差超过70A，主控就应该报“三相电流不平衡”，然而，发电机定子接线箱处三相均出现了严重拉弧、打火，为何主控没有报“三相电流不平衡”故障？

第二，如果定子接线箱的拉弧、打火是本次事故的起火点，从发电机接线箱到机舱的其他有机可燃物还有相当的距离，火势又如何扩散蔓延到机舱的其他部位？是发电机润滑油管及润滑油泵受热起火扩散？而润滑油泵在定子接线箱的左侧，且距定子接线箱3 个打火孔的距离在1m 以上。

第三，是否因发电机轴承内部的油脂受热蒸发导致火势迅速蔓延？还需进一步求证。如果成立，油脂蒸发的热量来自定子接线箱打火、变频器没有及时脱网定子线圈加热所致，还是在轴承处导电、电击加热，或其他原因造成？仍需进一步分析。

第四，是何种原因造成发电机定子接线箱内的拉弧、打火？打火的具体过程是怎样的呢？

机组在经过风电场的擅自改造后，众多性能已经改变，仅变频器就涉及多个厂家，该机组及变频器已不单属于哪一个厂家的产品，因不了解其性能，又缺乏此类机组的运维经验，加之，在短时间所能收集的信息有限。因此，不能准确锁定此次事故定子接线箱打火的原因及火势得以扩散、蔓延的整个过程。

为避免事故的再次发生，该风电场机组首先应该尽快规范变频器“定子接触器改造”，重点检查变频器改造存在的安全隐患。

该风电场机组的原配置状况及特点

该风电场的风电机组在国内投运较早，技术也很成熟。在技术引进时，根据与REpower 厂家签订的“Licence 协议”，机组如有任何改动，必须通知REpower 厂家确认，这既是对用户负责，同时又是质量管控不可或缺的环节。

该风电场机组的基本配置为：LUST 直流变桨轮毂系统，丹麦Mita 公司WP3100 主控，德国ALSTOM 公司生产的1.5MW 双馈变频器，通讯控制器为IC500，后台软件为Gateway，以上机组部件均为国外原装进口。这些配置和技术参数均由REpower 厂家确定。主控、变频器均能与通讯控制器的软硬件配套，主控和变频器数据可通过互联网实时地传到设备厂家的公司总部，主控的远程故障诊断工具也较为完善，因此，能便捷地实现“集中监控，区域维修”。

该机型虽然技术成熟、保护电路完善。也正因如此，在维修变频器及机组时，技术难度较大。如果运维人员技术水平不够高，往往会因机组故障判断困难造成备件消耗量大，停机次数多等问题；而经验丰富的维修人员严重缺乏；充分了解、运用和体会到该机型优点的从业人员更少。因此，该机型并不普遍被业主看好，这可能是业主实施机组改造的原因之一。

机组改造的原因及隐患

一、机组改造的原因及问题

国家电监会于2012 年3 月1 日印发的《关于加强风电安全工作的意见》要求：“并网风电机组应具备低电压穿越能力，并具备一定的过电压能力。”

为了适应电网的要求，该风电场也实施了低电压穿越、数据上传和功率管理改造。于是，把Mita 公司WP3100 主控及面板（人机界面）全部更换、ALSTOM 变频器的控制板件全部更换，并增加低电压穿越部分。同时，因主控更换、数据上传和功率管理要求，通讯控制器IC500 与后台Gateway 软件也全部更换。

经过对变频器、主控和环网改造之后，尽管达到了部分目的，但改变了原机组的整体性能，更给现场机组维修、远程故障诊断和安全检查等带来了不便，机组运行安全和运行质量难以保证。

二、机组的现场改造其质量难以得到有效控制，可能带来安全隐患

机组改造的实施过程欠科学与严谨，应是此次事故产生的重要原因。机组在进行低电压穿越把原ALSTOM 变频器的控制板件全部更换，完全改变了原机的控制逻辑和安全保护，致使质量优异、保护措施完善的变频器性能和安全性大大降低。

此外，这些机组的大规模改造都是在现场进行，工作条件差，改造人员的技术水平和工作的严谨程度不能得到有效的保证，也没有严格的质量管控体系，改造的每一个环节都可能带来问题和安全隐患。

例如：某风电场在实施“轮毂电池更换”整改方案时，厂家派了专职人员到风电场更换轮毂电池，而这些人员因为没有机组维修经验，不会对机组进行检查。当更换了9 台轮毂电池后，设备厂家维修技术人员因处理机组故障来到现场，顺便对更换后的机组作了检查，结果发现：有2 台分别有一支叶片不能电池顺桨，还有一台有2 支叶片不能电池顺桨。从该事例可以看出，如没有专业人员的检查，从表面上看现场整改的实际效果，是为了机组安全；而实际情况则是更换电池之后，机组安全性降低。

结语

在实施风电机组的技术革新与风电场机组改造时，需综合考虑各种影响因素。避免出现安全隐患和发生重大事故。

该风电场的机组烧毁事故与机组改造有着密切的联系。在增加低电压穿越功能，实施数据上传和风电场功率管理时，把技术成熟、质量优异的ALSTOM 变频器主板、WP3100 主控及与之配套的IC500 通讯控制器和后台Gateway 软件全部更换，这不仅是对社会资源的极大浪费，而且，机组改造使质量优异的风电产品沦为带有安全隐患的劣质产品，这值得深思。

在实施低电压穿越等机组改造时，如能选择技术、质量可靠，风电场业绩优异的厂商，或由原部件生产厂家进行改造，可能会取得更好的效果。或者，国家相关部门在制定政策时，能根据我国的实际情况，采取较为灵活的政策、措施，例如：对于安装较早的风电机组适当降低功率管理的传输速率要求等。这样不仅可以避免社会资源的巨大浪费，节约成本，还可以避免风电机组的整体性能因改造而出现风险。