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風電機組重大事故分析(三)

2015-01-10 來源:中國風能協會 瀏覽數:1573


  二、現場勘測
  (一)齒輪箱油泵電機及濾油器
  比較圖1 與圖2,可以看出齒輪箱濾油器和齒輪箱油泵電機的外側正對剎車盤。事故之后已經看不到齒輪箱油泵電機,齒輪箱濾油器右側融化嚴重,下部完全脫落。
  如圖3 所示,齒輪箱油泵電機的外側完全融化,靠近主軸剎車器的齒輪箱油泵電機外殼已經融化,并且,油泵電機鐵皮的罩殼被融化后,已不見蹤跡;圖4 是齒輪箱潤滑油泵電機的定子線圈,定子銅線圈嚴重變形,部分已經融化,在油泵電機外殼融化后,因重力的作用,電機的定、轉子全部掉落到地上,而機艙上的變槳油動機液壓站的電機和變槳系統油動機液壓油冷卻系統的風扇電機因沒有正對主軸剎車器,事故后這兩個電機的任何部位均未見燒熔的痕跡。
  (二)主軸剎車器、剎車器罩殼以及主軸剎車盤
  該機組使用的是主動式剎車器,如圖5 所示,主軸剎車器安裝在齒輪箱高速軸正上方。主動式剎車器,又叫常開式剎車器,主軸液壓站上的電磁閥得電,給主軸剎車器供油,剎車器剎車;電磁閥失電,主軸剎車器卸油、失壓,主軸剎車器上的彈簧使剎車器松開。
  安裝在齒輪箱上剎車盤如圖5 所示,事故機組主軸剎車盤的兩側都磨損了3 -5mm ,從圖中可以看出剎車盤邊緣出現了較深的飛邊,從剎車盤的顏色還可以看出,在主軸剎車制動時,剎車盤的溫度很高,磨損嚴重。
  剎車盤與剎車器之間的間隙狀況,如圖6、圖7 所示。圖中可以看出,機組燒毀之后,剎車片與剎車盤之間的距離很小,在剎車器的右側有融化沉積物,左側剎車片的剎車材料部分全部磨損,右側的剎車片只有中部還有部分剎車材料。
  剎車片由兩部分組成,有8mm 的剎車材料和12mm 的鐵基組成,正常情況下,當剎車片磨損3mm 就會報警更換剎車片;此次事故中兩邊剎車片磨損相當嚴重,基本把16mm 的剎車材料全部磨損消耗掉了,左側的剎車片鐵基部分已經嚴重變形。如圖8 所示,整個主軸剎車器罩殼除了固定端還有部分金屬殘留物外,其余部分全部融化。
  (三)監控數據記錄
  1、機組報警記錄
  機組在事故之前正常并網發電,6 分01 秒報“變槳機械故障”,機組不能正常順槳,風速較大,轉速繼續上升;6 分02 秒超過陣風設置值1890rpm ,有“陣風”報警,沒能按主控指令順槳,轉速繼續上升;6 分04 秒報“齒輪箱超速”;6 分05 秒同時報出的故障有:“變頻器報超速”、“變頻器正常信號出錯”、“發電機超速”、“低速軸超速”、“變槳速度太慢(報此故障,主控要求緊急順槳,并主軸剎車器參與制動)”,機組脫網,主控發出指令要求主軸剎車器參與制動。
  機組脫網甩負荷,轉速迅速上升,6 分06 秒機組報“齒輪超速緊停”、“齒輪箱超速卡緊停”、“安全鏈斷開緊停”; 報“低速軸超速緊停”、“低速軸超速卡緊停”。
  機組三支槳葉同時不能順槳,主軸剎車器長時間參與制動,剎車片迅速磨損,在6 分30 秒報“剎車盤磨損”;主軸剎車制動產生的劇烈火花把齒輪箱油泵電機燒壞,或把齒輪箱油管燒爆漏油,6 分37 秒機組報“齒輪油壓過低”。
  2、機組的功率和風速數據
  從主控所記錄的數據來看,事故機組在6 分05 秒脫網時的瞬時功率接近或超過滿發狀態。5 分30 秒至6 分00 秒的30 秒平均風速為11.97m/s;6 分00 秒至6 分30 秒的30 秒平均風速為12.77m/s;6 分30 秒至7 分00 秒的30 秒平均風速為11.38 m/s;7 分00 秒至7 分30 秒的30 秒平均風速為10.48 m/s ;因傳感器或線路燒毀,其后不再有風速數據。從風速數據來看,機組在事發時平均風速在10 m/s 以上。
  3、機組事故時轉速數據
  6 分01 秒報故障停機之前,機組一直處于正常發電狀態,在6 分00 秒瞬時轉速為1831rpm,6 分02 秒觸發“陣風”報警,陣風轉速設定值為1890rpm 。

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