风电机组事故分析及预防的思考

风电机组事故分析及预防的思考

杨猛

（中国大唐集团有限公司赤峰分公司内蒙古赤峰024000）

摘要：随着新能源产业的兴起，风电行业规模不断扩大，然而一些风电公司为了扩大生产规模，增加效益，注重风电机组生产数量却忽略了风电机组质量，加之风电机组的定期定检维护不到位，导致近几年来风电事故频发。文章通过对风电机组典型事故的分析，理解并掌握了相关预防措施，减少了风电机组事故的发生。

关键词：风电机组；事故；预防

风能被我国作为针对能源结构、环境保护、经济与社会可持续发展问题的重要举措，近年来发展十分迅速，同时作为可再生能源比地球上可开发利用的水能总量大十倍，大约1300亿kW。据《全球风电统计数据2015》，截至2015年底，全球风电累计装机容量达4.32亿kW，风力发电容量首次超过核能。双馈变速风电机组是目前主流机组，但风力发电机组运行故障已经严重制约风电企业的效益，运行时间越长，机组故障概率越高，严重影响发电量，造成经济损失，使得电力系统的安全稳定运行工作面临着巨大的挑战，因此，加强对于风电机组事故的分析十分有必要。

1事故分析

随着我国风电机组运行总量的增加，叶片断裂、脱落，机组烧毁、倒塌等重大事故时有发生。下面我们主要就其相应的事故进行简单的分析。

1.1叶片断裂事故的分析

叶片的载荷是由机组所承受的各种风况条件以及机组控制等多种因素决定的。也就是说，叶片设计与风电场的平均风速、极限风速和湍流强度等风况条件有着密切的关系。湍流强度增加，不仅会使机组重要部件的极限载荷增加，而且湍流强度每增加0.02，叶根的等效疲劳载荷增加10%左右。在叶片断裂事故的分析中，如不排除微观选址不当、叶片与整机载荷匹配性等因素，就难以认定事故原因为叶片质量。如果运行机组的叶片断裂被错误判定为由叶片质量引发，那么，在同一机组或相近机位还会出现叶片断裂或机组部件的频繁损坏等问题，势必会造成更大的损失。

1.2主齿轮箱损坏事故

就主齿轮箱损坏而言，除了与自身质量有关外，还与微观选址、维护、润滑、控制（运行功率控制、功率管理控制）、启机和停机（例如：当机组长期停电时，要确保主齿轮箱高速轴的主轴刹车器处于松开状态，以保证叶轮能够自由旋转，在停机期间，主齿轮箱也能得到适当地润滑、不受损伤）等密切相关。同理，变桨齿轮箱、变桨电机、偏航齿轮箱、偏航电机损坏等，不仅与其生产质量有关，还与负载状况、控制方式、控制策略及微观选址等有着密切的关系。

1.3机组烧毁、倒塌事故分析

部分机组的烧毁、倒塌事故，不排除与机组及部件质量有关。但也与维修、维护人员的技术水平和责任心，机组改造、备件采购，风电场管理体制等因素有关。因此，事故分析时应放下担心被追究责任的负担，客观、科学、全面地开展分析工作，以找到真正的事故原因，避免同类事故再次发生。

在我国风电是新兴行业，少数从业人员的风电工作能力不足，不能从机组所处环境条件、整机概念和风电思路去思考问题，容易造成对事故结果的误判。因此风电从业人员应对已发生事故进行认真分析和深入研究，在长期的工作实践中不断地学习和提高。

2风电机组事故的预防

在机组检查、维修、维护时，应首先保障人身安全，认真排查和消除机组的安全隐患。在维修时，尤其在维修变频器时，则应提前关闭变频器上的相关电源开关或断开箱变；保持机内整洁，避免产生安全隐患等；认真研究风电机组的安全运行原理，总结经验教训，检查重点部位，有目的、有意识地做好机组安全工作，以期达到事半功倍的效果。在预防事故时，应具体做好以下几方面工作。

2.1做好相关设计工作

风电机组设计及风场选址必须由具备相关专业资质的机构进行，遵守《风电场厂址工程地质勘查技术规定》的相关规定，同时还要考虑防腐、覆冰、台风等极端因素。特别是在进行风电机组基础浇筑时，监督施工要做到全方位的监督，不出现死角，牢牢抓住风电机组基础施工质量；风电机组基础回填必须严格按照设计手册的相关要求执行；基础施工完毕后，基础混凝土强度、接地电阻测试结果及基础环上法兰水平度均合格后方可进行机组吊装作业。总之，无论从设计、基础浇筑、原材料的质量及配比等方面均要严格把关，加大工程的监管力度。

2.2定期做好检查工作

（1）健全风电机组巡检制度，日常巡视时可以采用望远镜对叶片的外形、表面磨损情况，是否有裂纹，是否出现沙眼等进行仔细检查，发现问题及时进行维护处理。（2）按照风电机组叶片定检维护要求做好风电机组叶片定检维护工作。在机组维修和定检维护时，注意重点部位和安全隐患的排查。如防止叶片脱落事故，应按规定检查螺栓的扭矩值，防止塔筒、叶片以及变桨轴承螺栓的疲劳损坏。如出现了螺栓断裂，还应检查叶片和变桨轴承法兰面是否存在不平整的问题。再者，现场经验丰富的片区和总部技术人员，定期通过远程等方式对机组的安全隐患进行抽检或详细排查，直接参与风电场机组管理。并通过机组现场维护、维修出现的问题及部件损坏状况等，提前发现潜在安全隐患。

2.3发挥变频器和箱变的保护作用，检查接地电缆，预防火灾事故

依据我国近年来变频器、机组烧毁事故分析，以及风电快速发展时期的现场施工质量现状，为预防变频器及机组烧毁事故的发生，首先，应检查变频器、箱变的安全保护系统能否正常工作以及各项功能是否齐全；其次，需检查箱变的低压侧中性线，发电机定、转子接地电缆和变频器平台的接地电缆是否良好接地。具体措施如下。

2.3.1确保维修工作的有效实施

为了保证机组安全，断路器设置应合理，充分发挥变频器的保护作用，在维修时，保证变频器的各种保护措施正常工作，断路器的维护重点应该是分合闸运动机构、参数设置和触点烧蚀情况等。检查变频器内的控制参数设置；检查变频器平台的接地电缆与发电机定、转子接地线能否在塔筒底部良好接地，有效保证电气连通性。

2.3.2确保箱变的低压侧断路器质量和正确设置

定期维护低压侧断路器，检查其过流及对地、相间短路时的自动跳闸功能。如变频器不能及时脱网，可通过箱变低压侧断路器瞬间跳闸，保护变频器及机组安全。检查并确保箱变低压侧的中性线和机壳在箱变处良好接地，箱变接地电缆还应在塔筒底部的基础环处与变频器平台的接地电缆，发电机定、转子接地电缆在共同的接地排上良好接地。

以上良好接地的主要作用有：首先，箱变的动力电缆对地短路，可使箱变低压侧断路器瞬间跳闸；其次，可以避免单相对地电压的升高，以保护变频器及机组的相关部件；第三，箱变的机壳与低压侧中性线的良好接地，有利于保障人身安全，防止触电事故的发生。

综上所述，确保变频器、箱变质量和设置正确；保证发电机定、转子接地电缆，变频器平台的接地电缆，以及箱变接地电缆在塔筒内的良好接地，对预防风电机组火灾事故具有重要意义。

结束语

安全是一个企业的头等大事，“安全第一，预防为主”的方针是我们始终坚持的唯一信念。只有理清思路，风电机组事故发生的危险点及原因，才能预防治理，排除隐患，从根本上降低风电机组重大事故的发生率。

参考文献

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