风电故障与分析——北京国际风能大会展中报道

这是我们的一个系统的逻辑框图，我们在每个风机上会装我们的传感器，以及我们雷击的信号发射器，通过网络和各种各样的连接方式，最后会汇总到数据中心，或者叫监控中心。那么，监控中心对一个风电场上哪些风机受到了雷电的影响，就会有实时的记录，这些记录主要包括时间，雷电发生的伏值，以及雷电流的大小和波形情况。在我们的雷电监测系统当中，我们还设置了一个存储器，能够存储32GB的数据，这些数据可以用WIFI的方式，用其他的GPRS的方式，3G的方式最终会找到我们的数据中心和管理中心。这样我们数据中心对这个风场就会得到最详实的数据，这些数据汇聚之后，就对一个时间段内雷电发生的情况，对风机的影响情况进行分析。

我们目前雷电系统测量的范围是五个千安培到一百千安培，我们的误差小于10%。实际上我们最新的误差是小于5%了。我们可以对雷电能量的正负极性进行大小的分析，对事故原因做一个统计分析，比如某一个风机的安装位置，某一个风机的转向，比如这个风场本身所处的位置，比如它周边的情况，可能有矿产，会导致这个地区雷电的情况急，我们就应该有对应的解决方案了。所有的数据都是存在我们的系统里面，由各种各样的方式传递出来，有无线的方式，有线网络的方式，也可以通过光纤。传出来以后，我们可以对它进行分析，或者存储起来。这是我们的系统构成，有主机，软件，传感器，我们有前端和后端，构造浏览器和服务器方式。这是我们用的传感器，这个传感器可以准确的测量到风力发电机系统当中各类电流的变化，包括雷电影响的变化。

这是我们系统测试的一个波形图，这是我们的主机的硬件逻辑电路图，我们整个系统的工作原理是从信号采集到模块的条例，调制，数模转换，采样之后进行数据存储，存储之后把它传送出来，在控制中心可以看到全部的图形，包括伏值，波形等等都可以看到。我们这个系统目前的测量误差是非常小的，刚才我已经讲到，十千安范围以上的检测方位我们的误差小于5%，更大的范围我们小于10%，换句话说，一个雷的电流强度是非常高的，这种电流通常在10千安以上，由于我们精度比较高，所以可以满足风力发电机雷电检测系统的需求。

我们目前所用的结构就是浏览器与服务器结合的工作方式，对于后台的软件集成和软件集合非常方便，各个行业可能有自己不同的系统，不同的软件，都可以非常方便的集合到你们的系统当中去。这是我们一个软件控制的流程图，主要是从我们上位端的软件，也叫下位端的软件，对于数据汇总到服务器端，一个风电场服务器端只要一个软件就好，客户端的软件已经固化在系统里边了，不需要其他的装载方式，这是我们的实时安装的一个效果，一个现场的图片，包括当时安装的情况，我们的设备以及当时记录下来的。不过这个不是安在风电的，是安在风电旁边的测压站的。这是主机安装的情况和传感器安装的一些电路图，这是是在石油石化的，这是在高压的配电柜里面，这样跟电力公司就可以集合起来，不需要另外的安装和调试，这也是一种最新的方式。

我们的产品获得了很多的资质和国家的证书，雷电监测系统取得了国家新产品的认证和证书，相关的资料大家可以看我们的网站，www.zhongguang.com。

杜广平：下面请保定天威卓创电工设备科技有限公司副总经理分享他们风力发电机组自消防技术与应用。

马双喜：大家好!下面我就咱们风力发电机组自动消防技术跟大家进行介绍。我的技术分以下几个内容。第一、风力发电安装自动消防系统的必要性和紧迫性。第二、风力发电消防安全标准和国内的现状。第三、适用于风电消防的几种灭火器的介绍。第四、风力发电运行状态监测，火灾预警与自动灭火一体化技术介绍。第五、介绍一下咱们的工程案例和运行的实践。

先介绍一下安装自动消防系统的必要性和紧迫性，我们这个供电厂一般都离消防救援中心比较远，都在比较偏远的地方，交通非常不方便，尤其在海上的情况下，更是不方便。另外，它的消防补给比较困难，另外着火点的高度大，灭火困难，普通的消防设备无能为力，就是下方对去到现场，咱们机组的高度都在70米到100多米，从消防高度来说是不够的。另外，我们发生了火警，不如及时的发展和处理，就是火灾容易蔓延，造成大的损失的这么一个关键点。另外，我们这些风电场处于草原，或者山林，容易发生灾害，如果风机着火之后，不光把风机烧毁，会把下面的草原和山林引燃。另外，咱们的损失大，一台风机少说六七百万，包括发生灾害之后，损失更大。另外，我们现在装机量比较大，接近8000万千瓦，所以我们风机的数量很多，另外一部分，尤其早期的风机，它的状态检测量也不多，也处于老化期，这样它发生火灾的几率应该说更多。

所以，咱们装一套自动消防系统显得尤为必要，另外风电机组消防的安全标准和国内的现状，现在国内还没有一套完全的统一的消防标准，现在国际上的标准就是德国消防协会的标准，另外还有灭火技术的标准。咱们国家2012年9月份，中国工程建设标准化协会开始组织编写风电机组放火技术规程，咱们国家能源局也在组织编制风力发电机组消防系统运行技术要求标准。但是，这些标准现在还都没有完全的定稿和实施，没有颁布实施。另外，咱们有地方标准，这是宁夏颁布了一个地方标注，就是风力发电机组的消防系统设计施工验收规范。其他的就是各消防企业根据自身的设计能力，根据市场的需求，自己制定的一些企业标准。所以，现在我们产品的这些鉴定、检验还都是根据各企业的企业标准进行的。

所以，现在出现一个什么情况呢?就是由于标准的缺失，用户对消防产品的要求是参差不齐。有的提的非常高端，尤其是一些老的风场，要安装自动消防系统，除了提出消防的要求，包括振动，包括齿轮箱的磨损，轴承的磨损，要求把这些都集成进去。有的用户要求特别低，就是你给我放几个，如果发生火灾，自动释放，自动灭火就可以了。所以，现在咱们这个标准的缺失对产品的推广造成了一定的难度。

但是，随着现在人们对消防产品的重视化程度的不断提高，安装一套自动的、可控的、可监测的自动消防系统应该说越来越深入人心，这个将来必将成为一个标准的配置。

当前，国内是以手持的灭火器，基本上就是在机舱里边放几个灭火器，主要是这样的占主流，另外还有一些低端的消防的，就是一个小的局部的灭火器材放在那儿。这个只能满足，就是咱们在维护人员去维修的状况下如果发生局部的火险，由他消除这个火险，只能是完成这个目的，其他的完成自动消防是不可能的。

另外给大家介绍一下适用于风机消防的几种灭火器。大家知道消防产品首先要选一种适用的灭火器，就是哪种灭火器适合你这种产品的消防。咱们消防的灭火器无非有气体、液体和固体的灭火器。在这里边，涉及到气溶胶灭火器，它的温度的适用范围比较广，厂家现在公布的适用温度都是负20度到55度，但是这个温度是当时基于厂家的检测仪器的能力说的。实际上从气溶胶来说，它的温度完全能够适用于负40度到的00度是没有任何问题，当时因为检测仪器，低温检测，只能达到负20度。另外，它的喷放时间也比较短，关键的一点就是气溶胶灭火器是一个常压储存，如果高压储存，都存在渗漏的问题，另外它的维护要求比较高。所以，这就是气溶胶灭火器的特点。另外就是七氟丙烷，它是0到50度，是高压储存的方式。所以，这种灭火器，如果在停机状况下使用，给它有一个加热的措施。另外就是二氧化碳灭火器，这个基本上大部分用于局部灭火的火炭式的灭火。还有就是细水雾迷惑，包括容器式系统和高压尺寸。另外就是超细干粉，它的温度适用性比较好，但是，我们如果释放以后，清理起来比较困难。

所以，综合这五种灭火剂来说，应该说气溶胶灭火器最适用于风机的消防产品，因为常压储存，所以不需要维护，其他的都存在维护问题，另外尤其是储气钢瓶属于压力容器，根据国家的规定，五年，甚至最低三年就需要检测一次，所以维护起来比较困难，另外我们这些装置都装在塔上，要想更换它是比较困难的。所以，综合起来，我们认为气溶胶灭火应该说是适用性最强。

下面我对这个产品进行一下概述，几个方面。一个是产品的概述，另外系统的组成，工作原理，产品特点和型式检验。我们这个产品主要由火灾探测器，气体灭火剂单元、网络摄象头、控制系统、以太网交换机、工控机等组成，我们消防来说，总体对可靠性，有效性要求非常高，所以我们火灾探测器有感温、感压、红外。通过三种火灾探测剂，通过它的逻辑控制，判断火灾的发生。另外，这套系统是通过与风电主控系统的连接和用户安全链的联动，我们在维护的时候，可能这套系统和风机上的维保开关是连在一起，确保维护人员在塔上维护的时候不会因为操作问题发生误动作，保护人员的安全。另外，真正发现火险的时候，它会排风装置关闭，另外要向主控室发出火警信号，要求停机。这个装置可以实现自动的检测，自动的识别火灾，自动的灭火，这样就不需要人工职守，因为人工职守在操作性方面是很难达到的，所以基本上应该要实现无人职守。

另外，咱们采取气体的全淹没的灭火方式，因为简单的灭火器很多都是局部的一个顶点的这么一个灭火方式。这个全淹没的灭火方式一旦有火险应该能够彻底的消除火灾。另外，灭火速度快，这些灭火剂有环保的特点。还有就是产品，为了达到稳定、可靠的运行，所以抗电池兼容性，还有抗震，烟雾这么一些特点，另外低温的地区，有时候我们自动柔性的加热系统跟温控器，适应超低温的要求。另外，系统具有自主故障诊断的功能，这样如果你系统本身有故障，也可以提前的排除。还有就是根据咱们国家的消防标准，就是你是要一个双电源的供电，我们从市电区域之外，还有UPS能够提供至少24小时以上的消防保护，就是在风机停修，检修的情况下，它也是处于保护的状态。这是基本的构成，这就是我们这套消防系统一个主体的控制，通过感压，火焰探测，红外探测，实现一级火警，二级火警和自动灭火三个控制逻辑。

这个就是我们的消防系统，怎样跟风电这套系统相连接。这套系统从运行来说是独立运行的，但是如果我们需要把信号引到我们主控中心，这需要借助与现有的光纤网络。这个就是两个方面，如果是现有风场安装消防系统，两个方面，一个是没有光线备用芯，我们要通过塔下柜的交换机占用一定的带宽，当然这个带宽比较小，机组之间不会有影响。另外，如果有备用芯，我们是单独组网，实现消防系统和风机原先系统完全的独立。这是我们消防产品自己组网的这么一个网络的拓扑图。

我们这套产品的特点，灭火可靠性高，运行稳定，经过多个风场的运行，应该说非常的可靠。另外，灭火后无复燃，无设备污损，就是我们在灭火之后没有任何残留的物质，对设备没有任何的影响，所以这是气体灭火最大的优点。另外就是智能全自动保护，功能独立，就是我们灭火的功能完全独立，我们主控平台是为了监测跟灭火有关的这些量，它的状态检测完全能够实现。包括视频监测，如果通信系统由于故障中断了，我们的消防系统是完全独立的，能够发生作用的。另外，火灾预警状态的监测，包括历史记录，统计分析，应该说是在主控室我们都有一个消防的检测平台，都有这些方面的记录、统计和分析。另外，我们产品有一个高适应性，因为我们一套产品，你不可能适用于所有的环境，所以我们针对湿热、高寒、烟雾，像海上风机，或者沿海风机都有相应的环境方案，领域对我们产品在现有的风机上加装，还有改造，还有新装，就是我们可能在主机厂把这套系统就装上了，这种也有各种不同的方案。当然，因为咱们现在风机的状态，风机的技术是多种多样的，我们主要是一种理念，根据用户的实际需求，包括风机的状况进行一些配置的灵活搭配。

这是我们公司是消防协会的会员单位，另外我们产品有专利，包括我们获得了消防科学技术创新奖。这是我们做型式检验的照片，在我们天威集团下属也有一个整机厂，我们按照1：1的比例，把部件，着火点，着火物进行充分的全部的模拟。这是公安部消防检测中心的报告，这是我们在几个客户，包括张家口石人风场，还有内蒙古几个风场的工程的试验。这是我们几个主体的检测的画面，在我们主控室，包括视频，包括风机各种状态的监测，跟消防有关的各种状态的监测，包括这些曲线都可以实现。这是我们一部分的工程业绩，应该说运行起来从现在市场反馈来说，效果都非常的好。