系列風電機組事故分析及防范措施（一）——箱變及箱變到變頻器接線引發的事故

目前，不少新建風電場位于森林密布的高山上，一旦發生機組燒毀事故，不僅帶來人身和財產的巨大損失，甚至頃刻間就能使滔滔林海付之一炬，讓綠色家園變成黑色焦土。因此，采取有效措施防止風電機組燒毀事故具有重大意義。

在設計、生產、安裝或維護風電機組過程中，機組本身存在的某種缺陷可能導致機組倒塌、燒毀事故。同時，當其附屬設備的設計、生產、安裝或維護存在問題，也可能造成事故的發生。下面分析幾例因箱變及箱變到變頻器接線故障而引發的風電機組燒毀事故，以歸納總結出類似事故的預防措施。風電機組燒毀事例

一、箱變低壓側斷路器不具備自動跳閘功能

2013 年，某風電場雙饋1.5MW 機組，在“低風切出”時，并網開關不能正常與電網脫開，即：發電機定子不能與電網分離。在停機過程中葉輪轉速不斷降低，定子的旋轉磁場與轉子的轉差率不斷增大，在發電機轉子上產生的感生電動勢將IGBT、低電壓穿越模塊等擊穿短路，巨大的熱量還使變頻器轉子接線的絕緣皮熔化、燒毀，直至變頻器處的轉子接線開路（事故后，在檢查變頻器時進一步得到證實）。

當發電機的轉子接線開路以后，發電機定子上的阻抗更小，定子流過電流更大，定子線圈發熱耗電不斷增大，發熱劇增，運行數據顯示，發熱消耗功率很快達到1.8MW。在箱變負載過流的情況下，因箱變低壓側斷路器不具備自動跳閘功能（如圖1 所示）不能斷開，于是定子溫度迅速上升。

發電機定子產生的大量熱量使發電機內及附屬可燃物燃燒，如：發電機軸承內的潤滑油，連接電纜，發電機上的潤滑油泵等，機組在執行停機命令3 分鐘后，因箱變35kV側高壓保險熔斷跳閘，機組斷電，但由于斷電太晚，最后機組全部燒毀。

與機組配套的箱變，其低壓側斷路器不具備跳閘功能是本次事故的關鍵因素。早在2011 年，該風電場某機組在維修時，因并網開關誤動作曾經導致變頻器燒毀，因現場人員及時手動斷開箱變低壓側斷路器，避免了事故的進一步擴大與機組燒毀事故的發生。遺憾的是，箱變低壓側斷路器不具備自動跳閘問題沒有引起足夠的重視，此隱患一直沒有消除，直至2013 年，最終導致了機組燒毀事故。

二、接線電纜短路，箱變低壓側斷路器不能正常跳閘、高壓側無法正常熔斷

2015 年，某風電場1.5MW 雙饋機組，變頻器布置于塔基。投入運行4 年之后，機組運行過程中，出現“暫態電網”報警，1 秒之后，再報“變頻器故障”停機。事故之后，勘查時發現，事發時，箱變到變頻器的接線電纜短路，出現嚴重拉弧、碳化現象，如圖2 所示。箱變的高、低壓側又因故障均不能正常斷電，從而造成火勢迅速擴大和蔓延，導致塔基的照明、通信、控制和機艙、塔筒的供電電纜燃燒，并一路自下而上燃燒至機艙，最終導致機組燒毀事故的發生。

在機組安裝時，事故機組箱變到變頻器的接線電纜采用的是一根總電纜，內有3 根接線電纜，電纜直徑大、強度高、接線困難。因此，在接線時，線纜的相與相之間相互交叉。當電纜穿過變頻器平臺接線口時，沒有按規范施工。電纜絕緣層與變頻器平臺的鋼架擠壓嚴重，在機組投入運行后，因人員在變頻器平臺上走動，或在機組運行時，變頻器上的運行部件造成（例如，風扇）的振動，電纜絕緣層因平臺的輕微運動而逐漸摩擦、刮傷受損。在機組維護時，也沒有對箱變進線電纜進行檢查，最終導致電纜絕緣層破損，電纜對地短路、嚴重拉弧打火。