典型風(fēng)電機(jī)組燒毀事故解析
近年來,國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組燒毀事故頻發(fā),這與事故分析不夠全面、透徹,因此沒能采取積極有效的防御措施不無關(guān)系。
在分析風(fēng)電機(jī)組燒毀、倒塌事故時(shí),首先,需依據(jù)豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)及周密的現(xiàn)場(chǎng)勘查,全方位地收集各方面信息,并在現(xiàn)場(chǎng)找出事故的關(guān)鍵現(xiàn)象,從而確定出事故分析的準(zhǔn)確方向;其次,關(guān)鍵現(xiàn)象與主控?cái)?shù)據(jù)之間能相互印證,形成完整的證據(jù)鏈。得出事故結(jié)論與現(xiàn)象之間應(yīng)具有必然的聯(lián)系;再次,運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的理論知識(shí)對(duì)事故進(jìn)行綜合分析,對(duì)事發(fā)時(shí)的某些特殊現(xiàn)象給出合理地解釋。這不僅能進(jìn)一步證實(shí)事故的起因,往往還可能分析出事故發(fā)生的深層次原因。
只有事故分析結(jié)論正確,找到了事發(fā)的真正原因后,才可能運(yùn)用簡(jiǎn)便易行的方法指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng),避免類似事故的再次發(fā)生。
1 事故簡(jiǎn)介
1月,內(nèi)蒙某風(fēng)電場(chǎng)的1.5MW機(jī)組發(fā)生了燒毀事故。事故機(jī)組變頻器布置于塔基,機(jī)組在凌晨5:09:49秒出現(xiàn)“瞬時(shí)電網(wǎng)故障”報(bào)警,5:09:50秒,報(bào)“變頻器故障”停機(jī)。事故機(jī)組所在的“10#集電線路” 出現(xiàn)多次震蕩。5:11:41秒,集電線路3531開關(guān)分、合閘動(dòng)作,5:11:42秒,兩次重合閘沒有成功,“10#集電線路”斷電。
事發(fā)時(shí),箱變的高、低壓側(cè)斷路器均未跳閘。箱變的高壓側(cè)熔斷器三相全部熔斷。事故后,低壓側(cè)斷路器手動(dòng)分閘。箱變高、低壓側(cè)斷路器,如圖1、圖2所示。圖3為高壓側(cè)熔斷器其中一相的脫落部分。
9點(diǎn)30機(jī)艙外有白色煙霧出現(xiàn),10點(diǎn)31分機(jī)艙出現(xiàn)黑色濃煙,11點(diǎn)半左右機(jī)艙出現(xiàn)大面積明火,于13:15分事故機(jī)組機(jī)艙火勢(shì)逐漸熄滅。機(jī)艙及輪轂罩殼完全燒毀,三支葉片也不同程度地過火。
2 找出事故的關(guān)鍵現(xiàn)象及起火點(diǎn),準(zhǔn)確把握事故分析的正確方向
圖4為事故機(jī)組變頻器原理圖。箱變到變頻器的三相電纜接線是穿過塔基變頻器接地平臺(tái)的接線孔后,接到并網(wǎng)開關(guān)下端的三根銅排上,每根銅排(截面100×10)下方接有240mm2 多股銅芯電纜4根,中部接小銅排(截面40×5)到主開關(guān)Q1。并網(wǎng)開關(guān)上端的銅排連接發(fā)電機(jī)定子電纜。
變頻器的接地平臺(tái)由一根240mm2多股銅芯電纜連接到塔筒上的接地排上。這樣,變頻器的接地平臺(tái),一方面是變頻器內(nèi)各部件的共同接地點(diǎn)。另一方面,變頻器的接地平臺(tái)還與塔筒、雙饋發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子接地電纜以及從箱變過來的接地電纜相連,在塔基整個(gè)機(jī)組形成共地。
如圖5所示,左側(cè)為箱變到變頻器的電纜接線,燒毀嚴(yán)重,最左邊為C相電纜,C相4根電纜的絕緣層完全燒毀,右側(cè)為變頻器到發(fā)電機(jī)定子的電纜接線。
箱變連接變頻器銅排的4根C相電纜,如圖6所示。其中一根有兩處燒出了大的缺口,如圖7、圖8所示,C相的4根多股銅芯電纜不僅絕緣皮已全部化為灰燼。在變頻器接地平臺(tái)的進(jìn)線口處,其中有兩根電纜的銅芯損毀嚴(yán)重,剩余部分不到一半,如圖9所示。一根電纜的上下兩缺口之間的距離正好是C相電纜下移距離,這就是說,C相電纜在下移之前,下缺口位置是與變頻器的接地平臺(tái)齊平的。由此可以推斷,C相電纜在下移之前,電纜與接地平臺(tái)之間應(yīng)該存在嚴(yán)重打火放電,致使在電纜上燒出了巨大的缺口,如圖7所示。
因此,從事故的現(xiàn)場(chǎng)勘查來看,變頻器到箱變接線的C相電纜有嚴(yán)重對(duì)地短路,這也是事發(fā)的直接證據(jù)(初步判定此處為事故起因):箱變到變頻器接線電纜C相中一根最下端有一個(gè)大的缺口,見圖8,此電纜的上端與另一根電纜上端各有一個(gè)的缺口,這兩個(gè)缺口與變頻器接地平臺(tái)的缺口位置齊平,如圖9所示。結(jié)合主控?cái)?shù)據(jù)及事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物,初步判定機(jī)組報(bào)“瞬時(shí)電網(wǎng)故障”是箱變到變頻器接線的C相電纜對(duì)地短路造成(由此確定出事故發(fā)生的大致方向,但還需通過主控?cái)?shù)據(jù)及理論分析進(jìn)一步證實(shí))
圖10為事故前機(jī)組的變頻器并網(wǎng)開關(guān)銅排狀況,圖11為測(cè)量機(jī)組、發(fā)電機(jī)定子電流大小的六個(gè)互感器,與圖12、13比較可知:事故機(jī)組變頻器并網(wǎng)柜燒毀嚴(yán)重,A、B、C三相進(jìn)線電纜的銅排與并網(wǎng)開關(guān)Q11上銅排的固定件,以及在機(jī)殼上的銅排固定件完全損毀、脫落。A、B兩相銅排上端燒毀狀況基本一致,C相銅排上端燒毀狀況比A、B兩相嚴(yán)重,如圖12所示。
C相電纜與變頻器并網(wǎng)開關(guān)相連的銅排,在并網(wǎng)開關(guān)燒毀以后脫落,下墜,并掉至變頻器接地平臺(tái)的進(jìn)線孔位置。因并網(wǎng)開關(guān)上的電纜固定螺栓和電纜線鼻子被變頻器接地平臺(tái)卡住,停留在電纜進(jìn)口處,C相再次與接地平臺(tái)形成對(duì)地短路、拉弧。因此,在兩根電纜上分別形成了兩個(gè)巨大的缺口,接地平臺(tái)鋼板也明顯受損,如圖9所示。
勵(lì)磁接觸器(主接觸器)前端裝有主開關(guān)Q1和熔斷器,圖14與圖15分別為事故前后的勵(lì)磁接觸器熔斷器,比較可知:在C相短路后,熔斷器的絕緣部分被擊穿,靠外側(cè)機(jī)殼方向燒毀相對(duì)嚴(yán)重,熔斷器上端的機(jī)殼及上下端接線已完全燒毀,靠左邊的A相燒毀相對(duì)嚴(yán)重,如圖15所示。
如圖16和圖17所示,勵(lì)磁接觸器(KM1)處A、B兩相外面的機(jī)殼和這兩相的端子,其燒毀狀況較C相嚴(yán)重。
濾波器LCL的電容直接與勵(lì)磁接觸相并聯(lián),與勵(lì)磁接觸器狀況類似,A、B兩相燒毀較C相嚴(yán)重,其中,A相的固定端被燒毀后,A相接線脫落,A相的接線端子也被燒毀。如圖18所示。
現(xiàn)場(chǎng)勘查存在以下疑問:
在變頻器接地平臺(tái)的電纜進(jìn)線口處,箱變到變頻器接線電纜C相及其周圍燒毀較其他兩相嚴(yán)重。然而,與C相并聯(lián)的勵(lì)磁接觸器和LCL濾波器電容,勵(lì)磁接觸器前端的熔斷器等則是A、B兩相及其周圍的機(jī)殼部分燒毀相對(duì)要嚴(yán)重些。
這些事發(fā)的特殊現(xiàn)象,還需通過進(jìn)一步的理論分析,才能給出合符邏輯的解釋。如果能對(duì)以上特殊現(xiàn)象給出合理的解釋,也就使事故的起因得到了進(jìn)一步證實(shí)。同時(shí),還可能挖掘出事故發(fā)生更為深層次的原因。
3 主控信息及關(guān)鍵現(xiàn)象的深入分析
3.1 主控信息分析
3.1.1 主控報(bào)警及停機(jī)故障分析
事故前,機(jī)組一直處于正常發(fā)電狀態(tài)。5:09:48秒,發(fā)電功率為251KW轉(zhuǎn)速1273rpm。查看主控?cái)?shù)據(jù),在5:09:49秒,C相的電網(wǎng)電壓遠(yuǎn)低于正常值,并出現(xiàn)“瞬時(shí)電網(wǎng)故障”報(bào)警,此報(bào)警通常由電網(wǎng)故障觸發(fā)。然而,在5:09:49秒,同在“10#集電線路”的其他機(jī)組(總共有10臺(tái),事發(fā)時(shí),還有其他6臺(tái)處于正常發(fā)電狀態(tài))均沒有此報(bào)警。這說明“瞬時(shí)電網(wǎng)故障”是由事故機(jī)組本身造成。
表1:事故機(jī)組故障快照中三相相電流分析
事件時(shí)間 | 機(jī)組狀態(tài) | 有功功率(KW) | A相電流(A) | B相電流(A) | C相電流(A) |
5:09:49 | 瞬時(shí)電網(wǎng)故障 | 251 | 207.4 | 220.2 | 202.6 |
5:09:50 | 變頻器故障 | -962 | 3118.2 | 3137.6 | 2921.8 |
5:09:51 | -701 | 12.0 | 2586.4 | 1457.8 | |
5:09:52 | -12 | 13.8 | 12.6 | 13 | |
5:09:53 | 變頻器報(bào)電網(wǎng)故障 | -656 | 9.8 | 2973.0 | 2162.6 |
5:09:54 | -705 | 5.0 | 2839.0 | 2040.2 | |
5:09:55 | -401 | 4.4 | 9.4 | 2039.0 | |
5:09:56 | -376 | 4.8 | 4.4 | 1791.6 | |
5:09:57 | -384 | 10.2 | 51.2 | 2025.2 | |
5:09:58 | 電網(wǎng)電流不對(duì)稱 | -450 | 90.2 | 90.8 | 1828.8 |
5:09:59 | -504 | 106.8 | 122.2 | 2008.0 |
注:表中的有功功率,A、B、C三相的相電流均為瞬時(shí)值,也就是每秒時(shí)間段內(nèi)最后一個(gè)采樣周期的數(shù)值,主控的采樣周期為20ms。
箱變到變頻器接線的C相電纜嚴(yán)重對(duì)地短路(見表1主控?cái)?shù)據(jù)),從而造成了變頻器的部件損壞,在5:09:50秒觸發(fā) “變頻器故障”停機(jī)。在5:09:53又觸發(fā)了主控的“變頻器報(bào)電網(wǎng)故障”,此故障為BP180,電池順槳。由故障快照數(shù)據(jù)可知,機(jī)組順槳正常,葉片順利收槳到92°,與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際吻合。
事發(fā)時(shí)的嚴(yán)重拉弧打火,還造成了三相電流不平衡超過設(shè)定值,此故障前后的三相電流值參見表1。因此,在5:09:58機(jī)組報(bào)“電網(wǎng)電流不對(duì)稱”故障。
3.1.2 主控關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析
5:09:50~5:09:59主控得到的A、B、C三相相電流值,由表1可知:
第一,報(bào)停機(jī)故障兩秒后,即:5:09:52,機(jī)組的A、B、C三相相電流分別為:13.8A,12.6A,13A。這與在正常情況下機(jī)組停機(jī)的電力消耗基本一致。
這說明機(jī)組在報(bào)故障停機(jī)后,功率迅速為降低,機(jī)組及時(shí)停機(jī)脫網(wǎng)。其后的有功功率和三相電流值與機(jī)組并網(wǎng)無關(guān)。在5:09:52,C相電流僅為13A,該電流遠(yuǎn)小于5:09:51和5:09:53的C相電流值,這說明C相對(duì)地短路為間歇性弧光接地。
第二,當(dāng)機(jī)組報(bào)“變頻器故障”停機(jī)后,A相的相電流僅有一秒(即5:09:50秒)電流為3118.2A,在其后的時(shí)間,A相的相電流為100A以下,或100A左右,而C相的相電流,則普遍在1000A以上。這說明機(jī)組在停機(jī)時(shí),并網(wǎng)開關(guān)順利脫網(wǎng),A相沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的對(duì)地或相間短路。
第三,在5:09:50秒,A、B兩相電流均在3000安以上, C相的相電流則為2921.8A,當(dāng)C相對(duì)地短路時(shí),從理論上講,C相的電容電流應(yīng)是其他兩相之和,見圖20,而實(shí)際C相的相電流值低于其他兩相。
箱變到變頻器接線電纜在變頻器接地平臺(tái)處短路時(shí),C相的很大一部分相電流是通過短路電纜直接與變頻器接地平臺(tái)接通,而沒有流經(jīng)電流互感器計(jì)入主控;A、B、C三相的相電流值均很大,遠(yuǎn)超過額定電流值。僅出現(xiàn)了一次,因快照采樣的時(shí)間間隔為1秒,取值為主控的最后一個(gè)采樣周期值,而不是1秒內(nèi)的平均值。從此時(shí)間前后的相電流數(shù)據(jù)來看,此電流的時(shí)間應(yīng)小于1秒。在初始短路瞬間,三相分布電容上的電荷變化很大,因此,三相的電容電流值均很大。
第四,在5:09:51,5:09:53,5:09:54,在這3秒的采樣值,B、C兩相的相電流均在1000A以上,且B相相電流遠(yuǎn)高于C相。
因C相弧光接地時(shí),C相距B相的距離較A相近,B相可與地之間形成弧光接地,B、C兩相之間還可形成相間弧光放電,因此, B、C兩相的相電流均很高。C相的很大一部分相電流是通過短路電纜直接與接地平臺(tái)接通,沒有通過銅排上的電流互感器。所以,C相的相電流值低于B相。
第五,在5:09:55秒以后則僅有C相的相電流在1000安以上,其他兩相都較低。
C相在并網(wǎng)開關(guān)的銅排等處拉弧打火產(chǎn)生較大的電流,而其他兩相則主要是在變頻器柜內(nèi)出現(xiàn)對(duì)地拉弧。
第六,機(jī)組脫網(wǎng)后,有時(shí)A、B兩相的相電流雖然較低,但高出正常停機(jī)時(shí)的電流值。如:5:09:57秒時(shí),B相相電流為51.2A;5:09:58秒時(shí),A相的相電流為90.2,B相的相電流為90.8;5:09:59秒時(shí),A相的相電流為106.8A,B相的相電流為122.2A。
箱變進(jìn)線電纜的C相與變頻器接地平臺(tái)弧光接地時(shí),變頻器柜內(nèi)的A、B相對(duì)地絕緣值大大降低,造成A、B兩相在變頻器柜內(nèi)的其他部位出現(xiàn)弧光接地,或相間短路。
第七、箱變到變頻器的進(jìn)線電纜故障后,潮流的方向與發(fā)電時(shí)方向相反,故功率為負(fù)值。
由以上分析和推理可知:箱變到變頻器進(jìn)線電纜的C相在變頻器平臺(tái)處對(duì)地短路應(yīng)是眾多事故現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,而變頻器多個(gè)部件的損壞以及機(jī)組報(bào)的“變頻器故障”等也因此而產(chǎn)生。
然而,箱變到變頻器的C相進(jìn)線電纜對(duì)地短路,又是如何使變頻器報(bào)故障停機(jī),造成變頻器部件損壞的?
3.2 解釋特殊現(xiàn)象,找出深層次問題
3.2.1 箱變安裝埋下安全隱患
首先,箱變到變頻器的接線電纜選用的是4根3芯電纜,而不是12根單芯電纜。按照要求,箱變到變頻器的接線電纜,每相需要接電纜的4根芯。由4根粗電纜分出來12芯的小電纜,在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)很容易與變頻器接地平臺(tái)的進(jìn)線口發(fā)生擠壓、干涉。在變頻器接地平臺(tái)上,長(zhǎng)期的人為走動(dòng)以及大功率變頻器風(fēng)扇等部件的振動(dòng),會(huì)造成電纜芯線絕緣層的破壞,引發(fā)對(duì)地短路。因此,在機(jī)組運(yùn)行多年以后,出現(xiàn)了箱變到變頻器接線電纜的對(duì)地短路問題。
其次,事故機(jī)組箱變?yōu)?5KV/0.69KV,箱變高壓側(cè)為三角形接法;低壓側(cè)為星形接法,按箱變的安裝要求,低壓側(cè)的中性線應(yīng)在箱變處良好接地,箱變接地線應(yīng)在塔筒內(nèi)與機(jī)組塔筒、雙饋發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子接地線,以及變頻器接地平臺(tái)共地。然而,在現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),事故機(jī)組箱變低壓側(cè)的中性線沒有與箱變接地線相接,處于懸空狀態(tài)。因此,屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),如圖19所示。這樣,當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載對(duì)地短路時(shí),就不能促成箱變低壓側(cè)斷路器迅速跳閘斷開。
在實(shí)際的小電流接地系統(tǒng)運(yùn)行中,單相接地故障占到總故障的70%左右,而單純的金屬性完全接地故障是很少的,更多的是不完全接地故障[1]。
當(dāng)事故機(jī)組箱變到變頻器接線電纜的C相與地直接接通時(shí),A、B相對(duì)地電壓是原來的1.73倍左右,C相與變頻器接地平臺(tái)之間弧光接地時(shí),A、B兩相對(duì)地的電壓將更高,會(huì)損壞變頻器的電子元件。在機(jī)組報(bào)“瞬時(shí)電網(wǎng)故障”后,因變頻器器件損壞,5:09:50秒,機(jī)組報(bào)“變頻器故障”停機(jī)。
在5:09:53秒,主控報(bào)“變頻器報(bào)電網(wǎng)故障”,從該故障的觸發(fā)條件來看,非實(shí)際觸發(fā),而是變頻器的電網(wǎng)檢測(cè)模塊故障、燒毀所致,事故現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)物并得到證實(shí)。
3.2.2 特殊現(xiàn)象分析
無論是地下電纜還是架空導(dǎo)線,電容廣泛存在于每相與大地之間,也存在于各相導(dǎo)線間,當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),線路對(duì)大地都保持一定電壓,這是由于每條導(dǎo)線對(duì)地間都有一個(gè)電容,這些電容處于充電狀態(tài)。三相的對(duì)地電容相等,系統(tǒng)對(duì)地回路是三相對(duì)稱的,所以也就沒有零序電流流過。
當(dāng)C相接地時(shí),如圖19所示,原本對(duì)稱的三相,這時(shí)對(duì)地通路不再對(duì)稱。由于中性點(diǎn)浮置,此時(shí)的中性點(diǎn)電位將較原來發(fā)生偏移[2]。
箱變的690V端有多個(gè)線路存在。并且,箱變到變頻器接線以及變頻器負(fù)載的每條線路都存在對(duì)地電容,若線路II(如圖20所示)的C相接地后,可以視負(fù)載電流、電容電流流經(jīng)線路阻抗上的電壓降為零,則整個(gè)系統(tǒng)中C相對(duì)地電壓均為零,因此,各組件的C相對(duì)地電容電流也就等于零,與此同時(shí),A相、B相的電容電流和對(duì)地電壓也隨之升高,理論上升高約為1.73倍。
首先,不妨看下線路I,作為非故障線路上的C相,它的電流為零,B、A兩相都有自身電流,該電流為電容電流。所以,在該線路始端所反應(yīng)的零序電流。
在箱變上,有它自身A相、B相的對(duì)地電容電流IAG、IBG,但由于它依然是其他電容電流產(chǎn)生的唯一電源,所以,在C相上要流回從故障點(diǎn)所流上來的全部電容電流;根據(jù)基爾霍夫定律,有流入就要有流出。在B、A兩相中,又要分別流出各線路上相應(yīng)的對(duì)地電容電流,此時(shí)從箱變出線側(cè)所產(chǎn)生的零序電流仍是三相電流之和。由圖20可以看出,從C相流入的各線路的電容電流,又分別從B、A兩相流出了,因此這部分相加后互相抵消為零,只剩下箱變自身的電容電流。
在故障的線路II上,對(duì)于A、B兩相,與非故障線路的相似之處在于都存在有它自身的電容電流IAG和IBG,而不同之處也很明顯:在接地點(diǎn)要流回全系統(tǒng)B、A兩相對(duì)地電容電流之總和,此電流經(jīng)C相流回母線[2]。
接地點(diǎn)通過的電流為電容性的,其大小為原來相對(duì)地電容電流的3倍,這種電容電流不容易熄滅,可能會(huì)在接地點(diǎn)引起弧光解析,周期性的熄滅和重新發(fā)生電弧。弧光接地的持續(xù)間歇性電弧較危險(xiǎn),可能引起線路的諧振而產(chǎn)生過電壓,損壞電氣設(shè)備或發(fā)展成相間短路。
以上分析可知,箱變到變頻器電纜的C相對(duì)地短路時(shí),如圖20中的線路Ⅱ,流過C相接地點(diǎn)的電容電流是B、A兩相對(duì)地電容電流之和;而勵(lì)磁接觸器、主開關(guān)回路、LCL電路電容等,正如圖20中的線路Ⅰ, A相、B相有電容電流,C相的電容電流為零。
在電纜進(jìn)線、變頻器銅排處,C相對(duì)地短路的時(shí)間遠(yuǎn)超過A、B相,因電流大,發(fā)熱大,部件燒毀越嚴(yán)重。所以,箱變到變頻器接線電纜的C相變頻器銅排(接地點(diǎn))處燒毀程度比其他兩相嚴(yán)重;而與它并聯(lián)的其他負(fù)載線路,則是C相燒毀程度比其他兩相輕。從另一個(gè)側(cè)面說明了:箱變到變頻器接線的接線銅排在變頻器接線進(jìn)口平臺(tái)處發(fā)生短路是造成此次事故的原因。
事故機(jī)組對(duì)地短路引發(fā)的諧振使集電線路產(chǎn)生振蕩。2#主變的集電線路狀態(tài)監(jiān)控顯示,在5:11:41:000,該集電線路35kV的斷路器分、合閘動(dòng)作,5:11:42:232和5:42:28:354毫秒,集電線路兩次重合閘,但沒有成功,集電線路斷電。因重合閘過程中對(duì)事故機(jī)組的沖擊,事故機(jī)組箱變高壓側(cè)A相熔斷器被熔斷,2#主變35KV 側(cè)的A相電流產(chǎn)生突變,至此,事故機(jī)組三相保險(xiǎn)全部熔斷,機(jī)組斷電。
3.3 本事故的成因及防范措施
3.3.1現(xiàn)場(chǎng)處理不當(dāng)造成事故不斷擴(kuò)大、機(jī)組燒毀
因該機(jī)組的變頻器布置在塔基,箱變到變頻器的進(jìn)線電纜在變頻器處短路,產(chǎn)生大量的熱量,把變頻器平臺(tái)下的通訊、控制電纜,機(jī)艙、輪轂供電電纜,塔筒燈線等的絕緣層點(diǎn)燃,并順著電纜向塔筒上部緩慢燒燃起來。在燃燒的早期階段,如處理得當(dāng),本次事故是完全可以避免的。
在事發(fā)時(shí),僅有事故機(jī)組在5:09:49秒報(bào) “瞬時(shí)電網(wǎng)故障”,接著在兩分鐘左右后,事故機(jī)組所在的“10#風(fēng)機(jī)集電線路”分閘,對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的維修人員根據(jù)以上信息很容易鎖定事故機(jī)組及事發(fā)原因。遺憾的是在檢查和分析事故點(diǎn)時(shí),費(fèi)時(shí)過多,貽誤時(shí)機(jī)。
在處理事故時(shí),又缺乏經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)指導(dǎo)。當(dāng)業(yè)主巡視人員在9點(diǎn)左右發(fā)現(xiàn)塔筒內(nèi)有明火時(shí),采取了塔筒封堵措施。從風(fēng)電場(chǎng)滅火實(shí)踐來看,火勢(shì)在離頂部機(jī)艙有足夠距離時(shí),塔筒封堵也是處理這類火災(zāi)事故較好的方案,既能起到滅火作用,更能保證現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全。
然而,在封堵塔筒門時(shí),封堵不夠嚴(yán)實(shí),沒能迅速滅火。并且在9點(diǎn)26分,又再次打開塔筒門,導(dǎo)致使大量的新鮮空氣進(jìn)入,燃燒加速。9點(diǎn)41燃至塔筒上部的U型電纜處,10點(diǎn)31分機(jī)艙出現(xiàn)黑色濃煙,明火接近機(jī)艙,11點(diǎn)半左右機(jī)艙出現(xiàn)大面積明火,從而宣告塔筒封堵方案徹底失敗。
3.3.2 眾多的安全隱患和失誤才促成了事故的發(fā)生
首先,在機(jī)組安裝時(shí),箱變到變頻器的接線電纜的選型和安裝就存在問題。而且,在機(jī)組維護(hù)時(shí),沒有注意對(duì)箱變進(jìn)線電纜的損壞狀況的檢查,電纜絕緣層磨破后,最終導(dǎo)致對(duì)地短路。
其次,箱變到變頻器接線電纜出現(xiàn)短路時(shí),瞬間電流遠(yuǎn)超過箱變低壓側(cè)設(shè)定值,在正常情況下,斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘,完全可以避免事故的發(fā)生。然而,事故機(jī)組的箱變低壓側(cè)斷路器因故不能跳閘。
第三,箱變低壓側(cè)中性線應(yīng)當(dāng)在箱變處良好接地,并且,箱變接地線應(yīng)在塔筒內(nèi)與變頻器接地平臺(tái)共地,促使箱變低壓側(cè)斷路器對(duì)地短路瞬間跳閘,然而,從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘查來看,箱變的低壓側(cè)中性線處于懸空狀態(tài)。
第四,因事故機(jī)組的箱變高壓側(cè)熔斷器方向三相均裝反,從而造成不能因一相熔斷器熔斷促成箱變高壓側(cè)斷路器跳閘。
第五,在出現(xiàn)對(duì)地短路停機(jī)后,沒能及時(shí)、準(zhǔn)確地找到事故機(jī)組;在找到事故機(jī)組后,沒有及時(shí)采取正確、有效的滅火方法,失去了滅火的最佳時(shí)機(jī)。
這一連串本不該發(fā)生的事件都一一發(fā)生過后,最后就促成了機(jī)組燒毀事故的發(fā)生。
3.4 類似事故的預(yù)防措施
本次事故的發(fā)生,與箱變到變頻器的接線電纜的安裝,箱變的安裝、定期維護(hù)有密切的關(guān)系。為充分發(fā)揮箱變對(duì)風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)作用,應(yīng)定期對(duì)箱變進(jìn)行維護(hù),對(duì)箱變到變頻器接線電纜進(jìn)行檢查。
為避免類似事故的再次發(fā)生,在風(fēng)電場(chǎng)安裝時(shí),應(yīng)按照國(guó)家相關(guān)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)廠家提供的箱變技術(shù)規(guī)范選配合適的箱變及參數(shù)設(shè)置;保證箱變低壓側(cè)斷路器具備應(yīng)有的保護(hù)功能,箱變高壓側(cè)熔斷器的選配、安裝方式正確等;保證箱變到變頻器接線電纜的安裝質(zhì)量;確保箱變低壓側(cè)中性線應(yīng)按要求接地,完善低壓側(cè)的零序保護(hù)。
為了保證箱變?cè)诒匾獣r(shí)候及時(shí)分閘,箱變定期維護(hù)應(yīng)包括:低壓側(cè)斷路器參數(shù)設(shè)置的檢查,以及低壓側(cè)斷路器的自動(dòng)分閘測(cè)試等;高壓側(cè)熔斷器的安裝及跳閘機(jī)構(gòu)的檢查。
目前,有的風(fēng)電企業(yè),其公司機(jī)構(gòu)設(shè)置完備,工作審批程序繁瑣,而對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有用,并能真正激勵(lì)現(xiàn)場(chǎng)人員積極性的方針和政策并不多;公司的管理和研發(fā)人員等一系列輔助人員眾多,而能真正服務(wù)于風(fēng)電場(chǎng)、能解決現(xiàn)場(chǎng)問題、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的人員不多;當(dāng)重大事故發(fā)生以后,沒有深入分析,沒能找出事故的真實(shí)原因;公司與風(fēng)電場(chǎng)嚴(yán)重脫節(jié),沒有建立起與風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際相吻合的管理模式,這是我國(guó)風(fēng)電機(jī)組燒毀事故頻發(fā)的重要原因。
4 結(jié)語
風(fēng)電企業(yè)應(yīng)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際,建立適合風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)作體系。避免類似事故的再次發(fā)生,應(yīng)綜合考慮各種因素。不僅要考慮機(jī)組本身,還要考慮其相關(guān)部件及附屬設(shè)施,如:箱變、風(fēng)況、電網(wǎng)、線路、升壓站等。
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