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风电机组重大事故分析

2014-10-30 09:18来源:《风能》作者:王明军 高原生 杜作义关键词:风电机组风电事故风力发电收藏点赞

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是否轮毂电池故障造成三支叶片同时不能顺桨

从现场实践来看,对于当时所用的LUST轮毂,当机组报轮毂电池故障时,一般都能顺桨到92°限位开关位置(安全位置)。而因轮毂电池故障造成有一支叶片不能顺桨到预定位置的情况都很少,也就是说,叶片大都能顺桨到安全位置,至多由于电池电压太低,电池没有足够的能量使叶片到达92°,而能顺桨几度,或几十度。在现场的机组运行中,对于这种轮毂,当电池检测或高级别刹车时,因轮毂电池故障,又有一支叶片停在零度位置的情况极其罕见。

再者,对于Mita控制器WP3100来说,无论是由于高级别刹车,还是电池检测时,每当报过“轮毂电池故障”后,按照控制器程序的设定,在8h以后,必然还会进行电池检测。如果电池电压真低,机组还会报“轮毂电池故障”故障。此状态码不能屏蔽,一般情况下,只有将故障处理后才会再次正常运行。

一般情况下,在报“轮毂电池故障”之前,电池检测或高级别刹车时,会报“变桨速度太慢”。按照设定一周一次电池检测,在前一次电测检测时,三支桨叶都没有报“变桨速度太慢”,也没有报“轮毂电池故障”故障(从现场人员了解,事故机组运行很好),而在需要电池顺桨时,不只是一支桨叶在零度位置不能顺桨,而是三支叶片都因轮毂电池故障不能顺桨,从概率来讲也是很难讲得通。

假设,因轮毂电池故障有一支叶片停在零度位置不能顺桨的概率为:1×10-3

那么,三支叶片同时在零度位置的概率为:1×10-9

因此,在轮毂的其他元器件没问题且接线正确的情况下,三支叶片同时因电池供电不足停在零度位置不能顺桨的概率极低。从概率来讲,这样的事件低到不可能发生的程度。

再从现场实践来讲,当时所使用的LUST直流变桨系统,因轮毂电池故障而造成两支叶片同时出现顺桨问题,并保持在零度位置,至今还没有发生过。所以,当电池顺桨时,因轮毂电池故障而造成三支桨叶同时在零度位置,既没有理论依据,也没有实践依据。

机组飞车、烧毁和倒塌原因分析

一、该风电机组的刹车原理分析

采用直流变桨系统的Mita控制器WP3100,每一个状态码都对应一个刹车程序。当一个状态码激活时就会执行与之相对应的刹车程序。当有多个状态码激活时,刹车级别最高的状态码优先执行。在刹车过程中刹车程序不能降低,在执行刹车程序期间,即使是具有最高刹车程序的状态码复位了,也要执行完这个高级别刹车。

三支桨叶同时不能收桨时,当转速上升到2400rpm时,则执行硬件超速BP200刹车。此时完全通过硬件动作执行。在这种情况下,只与硬件有关,而与风电机组控制器和轮毂软件程序无关,也跟风电机组外部供电与否及人为参与无关。

当主轴刹车器在叶轮高速旋转时进行制动,要使机组停下来,一方面,叶片有巨大的惯性,主轴刹车制动减速会产生很大的翻转扭矩,有使塔筒沿叶轮旋转方向折断的趋势,当翻转扭矩足够大时,就会从塔筒的应力集中点折断;另一方面,要使叶轮停止转动,叶轮的动能、势能和叶轮继续吸收的风能都消耗在主轴刹车器和刹车盘上,会释放巨大的热量,同时可能产生剧烈的火花。因此,主轴刹车器上设计有主轴刹车器罩壳,避免火花飞溅造成机舱起火。但是,当叶轮的能量足够大时,刹车器产生的剧烈火花还是会烧穿刹车器罩壳,或者引燃周围的可燃物着火导致机舱起火。

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