风电机组重大事故分析（三）-第5页-北极星风力发电网

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三、机组烧毁的根本原因

三支桨叶同时不能顺桨是机组烧毁的根本原因。事故时，叶轮的三支桨叶同时不能顺桨，加大了主轴刹车器的制动力矩，制动时间也大大加长，引起长时间的制动摩擦起火，导致机组烧毁。

主轴刹车器的功用主要是便于机组的维护和维修，同时，在一定的情况下，运行机组故障时对机组安全起作用。如果风速较低或桨叶部分不能顺桨时，可以使机组安全停下来，且不会造成事故的扩大。但是，在机组的三支桨叶同时不能顺桨的情况下，叶轮的转速较高且具有巨大的角加速度时，此时主轴刹车器制动不仅会造成主轴刹车器制动起火，而且由于主轴刹车器制动时产生的巨大反向扭矩，还会使机组倒塌。例如，某风电场机组倒塌、烧毁事故。风速较高，运行机组故障脱网，三支桨叶同时不能顺桨，先是主轴刹车器制动使机组完全停下来，短暂停机后，机组又再次迅速启机。第一次停机主轴刹车器制动造成了机舱起火，叶轮再次旋转起来后，机组硬件超速，第二次制动造成机组倒塌。

在运行机组故障时，主轴刹车器制动所消耗的能量主要来自三个方面：机组在正常发电时叶轮所储存能量;在机组甩负荷之后到主轴刹车器制动之前，机组所吸收的风能;在主轴刹车器的制动过程中，叶轮所吸收的风能。

与其他的风电机组烧毁、倒塌事故相比，此次事故在主轴刹车器制动时叶轮的角加速度较小，叶轮转速相对较低;主动式刹车器制动扭矩比被动式小(小于两倍满负荷扭矩)，且变桨油动机液压站的油管烧毁破裂使叶轮部分顺桨，因此，此次事故仅造成了机组烧毁，而没有倒塌。

四、事故再现

结合监控数据及现场实地查看风电机组烧毁情况，推断风电机组烧毁前后运行情况：6 分00 秒之前，机组一直处于正常运行发电状态，瞬时转速为1830rpm 左右，机组处于满发状态。已超过额定风速，机组不断调桨，在调桨过程中，比例阀卡死，触发“变桨机械故障”，机组桨叶不能顺利顺桨，转速上升，触发“阵风”报警，在6分05 秒时同时报“变频器报超速”、“变频器正常信号出错”、“发电机超速”、“低速轴超速”机组迅速脱网、甩负荷，因不能顺利收桨，脱网之前机组瞬间的运行功率超过满负荷功率，因6 分05 秒时还报了“变桨速度太慢”，主控发出主轴刹车器制动的指令，由于甩负荷后飞升转速较高，主轴刹车器的时滞以及瞬时风速的上升，在主轴刹车器制动后，叶轮转速继续上升，6 分30 秒瞬时转速为2501rpm，7 分00 秒瞬时转速达到2869rpm，机组旋转速度相当高，同时，主轴刹车器制动产生的巨大热量和火花导致“机组冒烟”。

刹车盘和刹车片磨损剧烈，刹车片迅速消耗，6 分30 秒机组报“刹车盘磨损”，刹车器产生的热量及磨下的高温金属磨削使周围部件损坏、着火，齿轮箱油管破裂、油管漏油，6 分37 秒触发“齿轮油压过低”，加剧了机舱的着火面积。主轴刹车器参与制动一段时间后，“出现了火苗现象”，因制动力的作用，其后速度有所降低，10 分00秒瞬时速度还有1303rpm ，比机组的最低转速1000rpm还高。

火势蔓延扩大，变桨液压站油管烧爆，由于变桨液压站压力较高，压力在190bar -220bar 以上，且氮气罐储能较多，油量较大，因此，在油管烧爆时，伴随着爆炸声，当变桨液压站的油路烧爆后，卸掉了部分油动机压力，叶片有一定的收桨，旋转速度下降，但是，由于比例阀和紧急顺桨电磁阀已经卡塞，不能完全卸去油动机压力，叶片未能完全顺桨，主轴刹车器的油管烧爆，主轴失去制动。因此，当天晚上叶轮还在低速旋转。齿轮箱、主轴液压站、变桨液压站内的油不断流出，火势蔓延，直至整个机组完全烧毁。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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