风电机组事故分析及防范措施(四)——机组改造带来问题及安全隐患

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1、系列风电机组事故分析及防范措施（四）一一机组改造带来的问题和安全隐患风电机组的整机质量及性能与机组部件有关，也与现场管理和质量控制有关。在机组生产时，生产的各道工序如不严格把关可能会出现产品质量问题。对风电场机组改造时，如果设计方案考虑不够全面，或现场施工人员责任心不强，则更可能造成质量问题，使机组性能变差，故障几率增加，甚至还可能因机组改造而带來安全隐患，最终导致机组烧毁、倒塌等重大事故。本文将分析近期发生的一例因改造而引发的机组烧毁事故。某风电场机组烧毁事故一、事故简介2016年5月，内蒙古某风电场发生了一起机组烧毁事故。该风

2、电场于2006年开始吊装兴建，于2007年10月，该风电场的33台双馈1.5MW风电机组全部投运并进入质保服务期，按照合同约定质保期为两年，应在2009年年底全部已保。在2011年，该风电场实施了主控和变频器的低电压穿越改造，2015年5月至7月，又再次实施了变频器定子接触器改造。事发时，主控报“变频器错误”停机，停机过后又报了一次“变频器错误”。在事故发生过程屮，箱变低压侧断路器自动跳闸，最终机舱、轮毂、叶片等全部烧毁。事后勘察，塔筒内电缆未见电气打火及其他异常；轮毂也未找到起火的可能；变频器的断路器和定子接触器均处于断开状态，

3、变频器功率模块和低电压穿越部分等未见异常和烧毁；箱变及箱变到变频器接线电缆也未见短路、打火及其他异常。如图1所示，事故机组发电机定子接线箱的右侧，与发电机定子接线相对应的三相接线铜排的右侧被击穿，出现了3个孔。如图2所示，发电机定子接线盒内部三相的接线电缆烧毁严重，3相12根其中有7根电缆己经断裂，定子接线箱内部有烧熔物。1发电机定子接线箱右例击噩却心图2发电机定子接线縮内部的电缆状:殳更屯建空猊二、主控信息及事故简要分析事发前一天，事故机组报“变频器错误”停机，其后手动停机。事发当天17点54分42秒，手动复位后；17点59分4

4、4秒，主控报“变频器错误”；18点09分47秒，“变频器错误”自动复位，启机，在18点14分49秒再次报“变频器错误”停机；在18点19分17秒，主控报“机舱温度偏高”（主控设定的参数值为50°C）；18点20分01秒,机组又报“变频器电网错误”；18点20分02秒，报“变频器断路器断开”；18点20分06秒，“机舱温度过高”（主控设置的参数值为55°C）O主控在17点59分44秒、18点14分49秒和18点20分01秒，分别报过三次“变频器错误”，其对应的变频器信息为：17点59分44秒，变频器报“机侧启动转子三相电流瞬时值过流

5、”，并在励磁后因存在故障机组不能励磁并网；18点14分49秒，变频器报"chopper开通超时”，即：变频器网侧报故障，在此之前，机组处于正常并网状态；18点20分01秒，变频器报“15V电源故障”，在1秒之后，BP：18点20分02秒，变频器断路器断开。由主控和事故勘察得到的信息可知：第一，在报故障的次数和时I'可I'可隔上，主控所报的三次“变频器错误”与变频器内的记录能完全对应。由此说明，主控所报相关信息是可信的。第二，在18点14分49秒，主控报“变频器错误”停机；但变频器断路器未断开，直至18点20分02秒，主控报“变频器

6、断路器断开”时才断开。第三，由箱变低压侧断路器自动跳闸，以及发电机定子接线箱和箱内的电缆烧毁状况可知：发电机定子三相在接线箱处拉弧、打火，应是在变频器断路器和定子接触器均未断开时产生的。第四，在机组定子接线箱严重打火、过流时，变频器的断路器和定子接触器未能断开,过流严重以至于箱变过流跳闸。第五,机舱内着火问题：从故障信息看，18点09分47秒“变频器错误”自动复位启机，到18点14分49秒主控报“变频器错误”停机。现场勘察发现变频器功率模块和低电压穿越部分均未损坏或烧毁，说明在主控停机后，或停机后机组转速还很高时，定子接触器断开，

7、变频器脱网。在18点14分49秒机组停机，其后不到5分钟，主控报“机舱温度偏高（18点19分17秒）”，又经历49秒，“机舱温度过高（18点20分06秒）”，其间温度升高5°CO由以上信息可知，在机组停机后，机舱温度不断升高。在变频器脱网后，定子接线箱不再拉弧、打火时，机舱温度还在不断上升，并且温度的上升速度较快，说明停机过后机舱已有明火产生，起火的时间应在机组停机Z前，或停机Z后不久产生。三、事故分析解读出的安全隐患和疑问机组改造后留下与本次事故相关的缺陷有：笫一，在定子接触器改造时，仅是通过变频器内部改线实现对定子接触器的控制

8、，定子接触器改造厂家没有要求低电压穿越改造厂家修改变频器的控制程序，增加相应的定子接触器控制板件及控制电路。两个改造厂家Z间未进行任何沟通和协调。第二，对于保护措施完善的变频器来讲，当机组并网后，只要定子、转子电缆对地或相I'可出现较小电流的拉弧、