二、飛車、倒塌及燒毀實例分析

第1 節(jié)“三槳葉同時不能順槳引發(fā)的飛車事故”中, 事例二不僅事發(fā)時的主控數(shù)據(jù)完善，而且還找到了事發(fā)的直接證據(jù)；事例一和事例三因主控數(shù)據(jù)丟失，機組燒毀、倒塌，只能通過同類機組的長期維修經驗及與觀察事發(fā)時的特殊現(xiàn)象，判斷事故發(fā)生原因。事故時與事例二存在相同的情況——三支葉片同時不能順槳。

綜合考慮機組運行原理和各種現(xiàn)象，三起事故的共同特點如下：首先，事故機組的電池順槳控制回路，或旁路限位開關回路存在被強行供電的安全隱患，在機組執(zhí)行高級別剎車程序時，不能切換到正常的電池順槳回路。其次，事發(fā)時，機組出現(xiàn)“變槳通訊故障”，主控與輪轂變槳因此失去聯(lián)系，不能通過主控指令使葉片回到90°位置。再次，機組超速時，均未能執(zhí)行“變槳自主運行”程序，又再次失去順槳的機會。因此，機組在風速較大時順利地闖過了所有保護設置，造成三支槳葉同時不能順槳，最終造成事故發(fā)生。

第1 節(jié)“三槳葉同時不能順槳引發(fā)的飛車事故”中，三個事例發(fā)生的簡略過程分別如下：

事例一中的機組報“變槳通訊故障”后，剎車程序BP180，由機艙、主控控制的交直流供電順槳方式均不能執(zhí)行，其后，機組再報“變槳速度太慢”，剎車程序BP190，主軸剎車器參與制動，并在30s 之后剎車器自動松開。

該機組使用的是被動式剎車器，制動力為兩倍滿負荷扭矩，因此，在機組冒煙的同時完全停下來了，此時三支槳葉都在0°位置，當主軸剎車器再次松開，機組迅速啟機。由于當時的風速較大，帶著巨大的加速度的葉輪轉速迅速上升，達到2400rpm硬件超速設定值，主軸剎車器再次制動，此時制動時產生的熱量使機組燃燒，產生的巨大翻轉扭矩使機組倒塌。

事例二中，機組在45min 43s，報“變槳通訊故障”，剎車程序BP180 脫網(wǎng)，不能順槳；45min 46s，三支槳葉同時報“變槳速度慢”，剎車程序BP190，主軸剎車器制動。當時風速較大（15.2m/s），加之該機組使用的是主動式剎車器，其制動力僅為事例二倍滿負荷扭矩，主軸剎車器已不能使機組停下來。

制動力矩使剎車器、剎車盤、剎車器罩殼大面積脫落并砸在通訊滑環(huán)上，在主軸剎車器制動期間機組轉速還在不斷上升，18s 后，即：46min 02s，機組轉速升至硬件超速設定值，BP200，最高轉速超過2900rpm，機組振動加劇，最終導致通訊滑環(huán)完全斷裂，電池順槳到92°限位開關位置。由于飛車的時間及主軸剎車器制動的時間不長，未出現(xiàn)長時間持續(xù)高溫，避免了機組燃燒。在BP190 主軸剎車器制動18s（小于30s）后就升至BP200，沒有出現(xiàn)主軸剎車器松開后又再次制動產生的巨大沖擊扭矩，因此，機組并未倒塌。

在事發(fā)前，存在旁路限位開關回路被強行提供24V直流的安全隱患；事發(fā)時出現(xiàn)“變槳通訊故障”以及未執(zhí)行“變槳自主運行”程序；事發(fā)過程中出現(xiàn)“通訊滑環(huán)完全斷裂” ，因輪轂400V交流供電斷開，執(zhí)行輪轂驅動器的電池順槳，或因旁路限位開關回路的強行供電斷開，執(zhí)行正常的直流（緊急）順槳，葉片順槳到92°限位開關位置。具體按哪種情況執(zhí)行，則與線路斷開的時間先后有關，如瞬間同時斷裂，則應按正常的電池順槳方式執(zhí)行。由此可見，對于以上飛車事發(fā)時的應急處理方式有：斷UPS使機組切換到正常的直流順槳；斷箱變啟動輪轂驅動器的電池順槳。

當出現(xiàn)“變槳通訊故障” 或未執(zhí)行“變槳自主運行”停機程序，主控均不會報“變槳自主運行”故障。而事故機組因未執(zhí)行“變槳自主運行”，從而造成了飛車事故的發(fā)生。

事例三的機組報“變槳通訊故障”停機脫網(wǎng)，但不能順槳，再報“變槳速度太慢”主軸剎車器制動，30s 后松開并一直處于打開狀態(tài)，其后，在長達10 多分鐘的時間內，機組處于超速、空轉的狀態(tài)，而轉速一直低于2400rpm。當風速增大，轉速超過2400rpm，主軸剎車器制動，最高轉速也僅升至2406rpm，然而，因機組已長時間超速、搖晃，制動瞬間又產生了巨大的翻轉扭矩從而促成機組倒塌。由于主軸剎車器制動的時間很短，僅有冒煙和火花，機組并未燒毀。

預防措施

在機組運維時，應重點檢查機組的安全隱患和排除安全性故障。杜絕為追求發(fā)電量而不顧機組安全情況的發(fā)生。

一、緊急順槳控制回路故障的產生及處理

從現(xiàn)場的故障處理經驗來看，緊急順槳控制回路故障可能源自：風電機組控制柜、輪轂的生產接線錯誤；機組運行過程中產生的故障；維修人員不適當?shù)墓收咸幚矸绞剑蚓S護人員在維護時的錯誤改線造成機組在緊急順槳時，葉片不能按正常的電池順槳回路進行順槳。

定期在風電場或者通過遠程對機組安全系統(tǒng)進行檢查，檢查機組是否能順利通過自檢，當機組自檢報“葉片不能回到限位開關（1159）”故障時，應重點予以排除。

二、主控、變槳控制程序的改進措施

對主控的剎車程序BP190 進行改進。按照該控制器的原設置，執(zhí)行緊急順槳的同時輔助以主軸剎車器制動，無論葉片是否回到限位開關位置，執(zhí)行該剎車程序30s 后，主軸剎車器會無條件地松開。由此，若葉片能順利回到限位開關位置，及時松開主軸剎車器，有利于保護齒輪箱和機組安全，但是，如果葉片沒有回到限位開關位置，則可能危及機組安全。

正如本文的第1 節(jié)“三槳葉同時不能順槳引發(fā)的飛車事故”中的的事例一那樣，如果把主控程序修改為：只有當葉片到達92°限位開關位置，主軸剎車器才會松開；如葉片沒有到達92°限位開關位置，主軸剎車器則不松開，這樣事例一中的事故機組就不會出現(xiàn)再次“迅速啟機”，機組燒毀、倒塌事故便不會發(fā)生。

三例事故的共同點是：在緊急順槳控制回路和變槳通訊同時出現(xiàn)故障后，因輪轂控制器的“變槳自主運行”順槳程序執(zhí)行條件過于苛刻，不能滿足。因此，該順槳停機程序不能執(zhí)行，從而造成了機組飛車、倒塌和燒毀事故的發(fā)生。

因此，需修改、完善輪轂控制器的“變槳自主運行”停機程序。尤其是當出現(xiàn)“變槳通訊故障”后，機組又出現(xiàn)超速時，應確保“變槳自主運行”停機程序的順利執(zhí)行。即：把“變槳自主運行”停機程序的“進槳”“順槳”限制條件進行完善或去除。為確保出現(xiàn)緊急順槳控制回路和變槳通訊同時故障時的機組安全，可增加輪轂控制器對“變槳通訊”故障的判斷。當輪轂控制器判斷有變槳通訊故障時，輪轂則執(zhí)行“變槳自主運行”停機程序，這樣，當機組正常時，執(zhí)行正常的緊急順槳停機，如緊急順槳控制回路和變槳通訊同時故障時，能通過執(zhí)行“變槳自主運行”停機程序使機組順槳，冗余保證機組安全運行。

結語

為減少機組故障，避免重大事故的再次發(fā)生，應充分理解、消化和吸收國內外先進的風電技術，結合國內風電機組生產、運行的狀況，建立良好的風電場管理體制，提高現(xiàn)場人員的技術水平及機組維護和維修質量，定期重點檢查事故多發(fā)的關鍵部位，讓消除安全隱患落到實處。