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五、因箱变引发的故障与多起事故
风电机组要正常运行,减少故障,避免重大事故的发生,箱变质量、箱变保护功能的完备状况、箱变与风电机组配套等有着重要的关系。
对于因电起火的火灾事故,首先要切断供电电源,避免事故的扩大和机组烧毁事故的发生。风电机组火灾事故应以预防为主,全面考虑,预防和避免恶性事故。
如果变频器布置在机舱上面,由于机组与箱变之间的线路一直到机舱,如果箱变的保护功能不完善,当电缆出现破损时,更容易造成机组烧毁事故,箱变对机组的保护作用显得更为重要。
就此次风电机组烧毁事故来看,由于箱变的低压侧断路器不具有自动跳闸功能,当变频器不能正常脱网时,箱变就不可能及时断电,从而致使发电机持续发热,达到机舱可燃物的着火点而引发机组烧毁事故。从多个风电场的实践来看,如果箱变低压侧断路器具有自动跳闸功能,一般只会使变频器的Crowbar(低电压穿越)烧毁,功率模块损毁,其损毁的严重程度与箱变低压侧断路器跳闸及时程度有很大的关系;当箱变的低压侧断路器跳闸不及时,偶尔也会导致发电机的损坏。
再如:某风电场的1.5MW风电机组,2010年2月26日,风电场值班人员发现59号机组的轮毂、机舱顶部冒黑烟,16时9分到达现场,2月27日凌晨5时20分,火焰熄灭,机组全部烧毁。事故的起因在电控柜下部母排处,由于日常工作和维护时遗留下的短接线或其他导体,引起690V母排发生相间短路。如果机舱电缆线出现短路时,箱变及时跳闸也许能避免烧毁事故的发生。该机组的变频器布置在机舱上,当机舱上供电线路出现短路、打火现象,而箱变的低压侧断路器又不能及时跳闸时,必然会造成风电机组烧毁事故的发生。
2010年2月26日,某风电场在机组调试送电时,由于箱变问题,低压侧断路器不能合闸,加之操作人员操作失误,致使送电人员遭到电击、截肢惨剧的发生;2008年,某风电场在机组调试之前,安装人员在塔筒内紧固变频器与箱变之间的连接螺钉时,安装人员被电击倒,此时,虽然箱变的高压侧已经送电,但是,箱变的低压侧断路器并没有合闸,塔筒内不应有电,在此事故发生之后,本应检查箱变存在的问题,及时排除箱变故障。然而,由于没有造成人员伤亡,此事并没有引起业主人员的重视,当机组调试时发现该机组变频器并网柜已经全部烧毁。像这样,因箱变故障而造成并网柜烧毁的事例曾在不少风电场发生过,所幸这些变频器都布置在塔基,没有引起事故的扩大。如果箱变布置在机舱,还可能造成机组的烧毁。
因箱变问题而造成风电机组故障的事例,在风电场时有发生。对于这种情况,机组一般都能并网,但并网后会报电网故障停机,缺乏经验的维修人员很难判断。因故障产生的部位在箱变,而维修人员普遍只是考虑风电机组本身,因此,判断故障的时间经常长达几个月,大大影响了机组的利用率和发电量。
总之,确保箱变质量,充分发挥箱变对风电机组的保护作用,是减少机组故障与事故、保证人身安全中重要的一环。
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