据英国风能机构的不完全统计,截至2009年12月31日,全球共发生风电机组重大事故715起,其中火灾事故138起,占总数的19.3%,位列第二位。2010年欧美等国新增火灾事故7起,其中2起火灾对作业工人造成了严重烧伤。因此,火灾已成为继雷击后第二大毁灭性机组灾害。
实际上,风电机组重大事故在国内外都有发生。有的重大事故可以预防,甚至完全可以避免。然而,随着我国风电机组的不断增多,部分突发事故是不可避免的,例如部分因雷击而造成的火灾事故,还有在运行过程中,部分因机组部件损坏造成剧烈摩擦起火而引发的火灾事故等。在降低和避免重大事故发生的过程中,我们不仅要讲科学,还要综合考虑成本因素,不能采取过度的预防措施。把概率极低的事件当成必然事件加以考虑,将不利于机组度电成本的降低。
仅就完全可以预防、避免的机组烧毁与倒塌事故而言,它不仅与机组本身的质量、性能、运行和维护有关,而且,还与箱变等附属设施有着密切的关系。本文主要介绍由箱变问题引发的机组故障与事故,通过对某风电场发生的一起机组烧毁事故进行分析,找出行之有效的预防措施,避免类似事故的再次发生。
事故简介
某风电场1.5MW双馈空冷风电机组,变频器布置在塔基,并网开关(断路器)是ABB生产的。在机组起火大约一个小时后发现,然后对整条线路采取了断电措施。当人员到达现场时,整个机组如同一个巨大的“火炬”,最后,机舱及轮毂罩壳完全烧毁,三支叶片也不同程度地过火。从主控信息和事故现场两方面证实,最后一次停机是正常的低风切出,并且,收桨正常,也不存在超速问题。从事故现场来看,位于塔基变频器的并网开关仍处于合闸状态,变频器功率柜严重烧毁;与事故机组配套的箱变高压侧断路器跳闸,且有两相高压侧保险熔断。
事故分析
此次机组烧毁事故的原因有:变频器并网开关在停机时不能脱网是诱因,而箱变低压侧断路器不具有自动跳闸功能是造成事故扩大的关键。变频器并网开关在脱网时不能分闸属于偶发事件,本是一般的机组故障,且发生概率较低;而对该风电场来说,箱变的低压侧断路器不具备自动跳闸功能,违背了关键设备的电路分级保护原则。也就是说,在该风电场机组配套时就已经埋下了事故隐患。