按照事故机组变频器厂家对所用并网开关(ABB)的使用说明,当并网开关的动作次数达到15000次后要根据具体情况判定是否可以继续使用,而且,在工作到20000次后,应当作报废处理。在事故发生时,并网开关工作的次数已达18645次。另据现场了解,该机组在事故前的一次机组维护中,没有对并网开关进行维护。因此,并网开关维护和检修不当,是造成此次并网开关不能分闸的重要原因,也是本次事故的原因之一。
四、事故还原
结合机组的相关数据及现场情况还原事故发生过程如下:
机组因风速降低,12:37:04报“低风切出”脱网,此时变频器的并网开关不能脱网,机组正常收桨,在主控的高速轴转速信息上了解到,尽管发电机定子产生的旋转磁场使叶轮有增速的趋势,但是,顺桨角度不断增大,机组高速轴转速依然不断降低,随着定子旋转磁场与转子的转差率不断增大,在发电机转子产生的感生电动势将IGBT、低电压穿越的功率元件等击穿短路,巨大的热量还使变频器转子接线的绝缘皮烧毁、融化,变频器IGBT烧毁,直至变频器处的转子接线开路(事故后,在检查变频器时进一步得到证实)。当发电机的转子接线开路以后,发电机定子的阻抗更小,定子流过电流更大,定子的发热状况进一步加剧,定子温度迅速上升。
发电机定子绕组,先是触发“定子绕组温度偏高”温度为120℃,在5s之后主控报“定子绕组温度过高”。按照参数设置,此时的温度应大于140℃;定子温度继续升高,在20s后,报“温度传感器故障”,应为定子绕组中的Pt100,或Pt100的接线被定子绕组产生的高温熔断所致。随后发电机上的润滑油管、排气罩、润滑油泵着火,机组起火燃烧。
五、因箱变引发的故障与多起事故
风电机组要正常运行,减少故障,避免重大事故的发生,箱变质量、箱变保护功能的完备状况、箱变与风电机组配套等有着重要的关系。
对于因电起火的火灾事故,首先要切断供电电源,避免事故的扩大和机组烧毁事故的发生。风电机组火灾事故应以预防为主,全面考虑,预防和避免恶性事故。
如果变频器布置在机舱上面,由于机组与箱变之间的线路一直到机舱,如果箱变的保护功能不完善,当电缆出现破损时,更容易造成机组烧毁事故,箱变对机组的保护作用显得更为重要。