風電機組重大事故分析（三）

主控在6 分05 秒發(fā)出指令主軸剎車器參與制動，6 分30 秒瞬時轉速為2501rpm ，在7 分00 秒，其瞬時轉速仍然高達2869rpm。由此可見，在主軸剎車器參與制動后的初期，高速軸轉速不僅沒有降低，而且還在上升。
　　在7 分30 秒后因主軸剎車器的制動，或變槳系統(tǒng)的油動機油管破裂后，因總油壓降低部分順槳等因素，機組轉速不斷下降：
　　7 分30 秒的瞬時速度為2147rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低722rpm；
　　8 分00 秒的瞬時轉速為1873rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低274rpm；
　　8 分30 秒的瞬時轉速為1602rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低271rpm；
　　9 分00 秒的瞬時速度為1543rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低59rpm；
　　9 分30 秒的瞬時速度為1426rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低117rpm；
　　10 分00 秒的瞬時速度為1303rpm ，在30 秒內(nèi)高速軸速度降低123rpm 。
　　其后，由于火勢的蔓延，傳感器、線路，或主控等部件燒毀，監(jiān)控不再有機組的轉速數(shù)據(jù)記錄。
　　在6 分05 發(fā)出主軸剎車指令到10 分00 秒的3 分55 秒內(nèi)，風速較高，高速軸轉速下降到10 分00 秒的1303rpm ，說明在這一段時間內(nèi)高速軸一直處于制動狀態(tài)，且制動力矩很大。
　　事故原因分析
　　在風速較高時，并網(wǎng)機組因液壓變槳系統(tǒng)的比例閥和緊急收槳電磁閥堵塞、卡死出現(xiàn)變槳故障，造成三支槳葉同時不能順槳；主軸剎車器制動，因長時間地持續(xù)摩擦而產(chǎn)生巨大熱量導致機組燒毀。
　　一、槳葉不能順槳原因分析
　　該機組采用的是液壓變槳系統(tǒng)，由1 臺油動機控制3 個槳葉，在吊裝調(diào)試運行之后，輪轂變槳故障時有發(fā)生。當機組出現(xiàn)“硬件超速停機”，伴隨報出變槳相關故障，清洗或更換控制槳角變化的比例閥后故障解決。
　　由故障現(xiàn)象和原理分析，比例閥堵塞與機組報超速停機有必然的聯(lián)系，在運行過程中，比例閥堵塞必然會造成三支槳葉不能同時順槳，機組轉速不斷上升，觸發(fā)“硬件超速”停機，緊急順槳電磁閥動作，機組順利回槳。
　　如果比例閥和緊急收槳閥同時卡死，必然造成三支槳葉無法安全順槳。
　　油動機活塞桿在油缸內(nèi)運動時，會產(chǎn)生磨損，而油動機腔室的油循環(huán)是封閉的，且沒有濾油系統(tǒng)，在循環(huán)油中，密封圈或活塞桿磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)層，不能排出，比例閥的間隙又很小，這可能造成比例閥堵塞或卡死；另一方面，在事故前的一次維修過程中發(fā)現(xiàn)，油動機集成塊上電磁閥Ｏ型密封圈丟失，缺失的電磁閥密封圈和擋圈可能留在油動機集成塊中，油中雜質(zhì)和密封圈均可能導致電磁閥通道堵塞、電磁閥卡死。
　　因此，油動機活塞桿及密封圈磨損不斷地產(chǎn)生雜質(zhì)，油動機循環(huán)油又缺乏過濾裝置，加之電磁閥的密封圈的丟失，埋下了機組飛車的安全隱患。
　　緊急順槳電磁閥有兩個，分別位于活塞的兩側，一個進油，一個出油。只有兩個同時動作，方能執(zhí)行緊急順槳；如果有一個緊急順槳電磁閥不能動作，就不能完成正常的緊急順槳。
　　事故發(fā)生時，機組在滿負荷風速以上報了“變槳機械故障”，說明調(diào)槳比例閥出現(xiàn)問題，轉速無法進行正常控制，其后又報“陣風”故障、“變槳速度太慢”等故障，6分05 秒機組脫網(wǎng)，到7 分00 秒，瞬時轉速還高達2869rpm ，這遠超過觸發(fā)緊急順槳的轉速設定值，這說明在事故發(fā)生時，不僅比例閥堵塞，而且緊急順槳電磁閥也出現(xiàn)了堵塞、卡死，最終造成油動機不能卸壓，三支槳葉同時不能順槳。
　　二、機組著火點分析
　　從主控數(shù)據(jù)可以看出，主軸剎車器參與高速制動的時間至少在3 分鐘以上，6 分05 秒發(fā)出命令，主軸剎車器參與制動，到10 分00 秒主軸剎車器還處于高速制動狀態(tài)；從現(xiàn)場勘測來看，主軸剎車器制動持續(xù)產(chǎn)生的熱量和火花，一方面，導致主軸剎車器和剎車盤磨損嚴重，剎車器罩殼、齒輪油泵電機、齒輪箱濾油器等融化；另一方面，還導致齒輪箱油管破裂、變槳油動機液壓站和主軸液壓站的油管破裂液壓油泄漏，進一步加劇了火勢。
　　事故之后，剎車盤磨損相當嚴重（如圖5），主軸剎車器兩邊的剎車片也嚴重磨損，然而，圖6、圖7 所示剎車片與剎車盤之間的間隙并不大。剎車盤和剎車器磨損、主軸剎車器液壓站徹底失壓，加上剎車器彈簧力的作用，剎車盤兩邊的間隙均應該在10mm 以上。由此看來，過火后剎車器間隙不大，主要是由于事故時主軸剎車器制動產(chǎn)生巨大的熱量使剎車器的溫度很高，剎車器上彈簧退火所致。
　　且主軸剎車器油管和液壓站離起火地點較遠，主軸剎車器的油管燒毀較晚，因此，在機組起火的初始階段液壓站給主軸剎車器持續(xù)提供壓力，使其一直處于制動狀態(tài)，并在主軸剎車器上持續(xù)產(chǎn)生火花。在主軸剎車器油管燒爆后，主軸剎車器失去壓力，本應由彈簧力的作用自然松開，但是，此時剎車器彈簧由于剎車器的高溫使其退火，已經(jīng)失去彈性，不能讓剎車片回到應有的位置。通過以上分析可以推斷，剎車器的發(fā)熱相當嚴重，其制動過程中溫升很高。
　　再者，齒輪箱濾油器外側較內(nèi)側融化嚴重，濾油器的下部全部融化、脫落；齒輪箱油泵電機罩殼和散熱層的融化，定、轉子脫落，剎車器罩殼大部分融化。由此可見，主軸剎車器制動長時間制動產(chǎn)生的熱量巨大，也是機組燒毀的根源所在；另一方面，從剎車器附近燒毀的器件可以推斷，這種因主軸剎車器長時間、持續(xù)地制動而引發(fā)的摩擦起火，常規(guī)消防滅火裝置容量有限，無法長時間工作而起不到滅火作用。