黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)1風(fēng)電機組運行中葉輪車(chē)事故調查報告
2019年12月4日，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)#1風(fēng)電機組運行中葉輪發(fā)生飛車(chē)，第二段塔筒上端折斷，機艙、葉輪和第三段塔筒墜落。事件發(fā)生后，集團公司生技部及時(shí)組織開(kāi)展調查和分析工作，組織召開(kāi)專(zhuān)題分析會(huì )議。該風(fēng)電場(chǎng)位于黑龍江省，風(fēng)電場(chǎng)總裝機容量77.2MW，分兩期建設，其中一期工程2006年2月并網(wǎng)發(fā)電，2007年10月退出質(zhì)保；二期工程2009年11月并網(wǎng)發(fā)電，2017年12月退出質(zhì)保。#1風(fēng)電機組為一期風(fēng)電機組。2019年12月3日15時(shí)00分，風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境溫度-28℃，#1風(fēng)電機組平均風(fēng)速15m/s。風(fēng)電場(chǎng)運行值班人員通過(guò)scada監控系統發(fā)現#1風(fēng)電機組報FM49（發(fā)電機超速1）故障，發(fā)電機轉速2108轉/分鐘。12月3日15時(shí)02分，風(fēng)電場(chǎng)運行值班人員通知檢修人員前往#1風(fēng)電機組就地檢查。12月3日15時(shí)15分，風(fēng)電場(chǎng)檢修人員到達#1風(fēng)電機組機位，發(fā)現一只葉片葉尖正常甩出，另外兩只葉片葉尖小部分甩出，塔基控制屏顯示風(fēng)速約15m/s，發(fā)電機轉速約2100轉/分鐘，機組處于超速運行狀態(tài)。檢修人員通過(guò)手動(dòng)控制停機、手動(dòng)控制偏航、觸發(fā)塔基急停按鈕等操作無(wú)效。12月3日15時(shí)18分，將#1風(fēng)電機組對應集電線(xiàn)路由運行狀態(tài)轉備用狀態(tài)，切斷機組控制電源，機組轉速未下降。同時(shí)啟動(dòng)電力設備事件應急預案，成立應急處置領(lǐng)導小組，指導開(kāi)展應急處置工作。12月3日15時(shí)20分，在#1風(fēng)電機組周?chē)巴ㄍ鶛C位道口采取安全隔離措施，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。12月3日16時(shí)17分，將#1風(fēng)電機組所在集電線(xiàn)路由備用狀態(tài)轉運行狀態(tài)，恢復機組控制系統供電電源，風(fēng)機狀態(tài)未變化，轉速未下降。2019年12月3日22時(shí)30分，在中控室越過(guò)機組通訊模塊直連#1風(fēng)電機組控制器進(jìn)行遠程偏航，未成功。12月3日23時(shí)48分，將#1風(fēng)電機組所在集電線(xiàn)路由運行狀態(tài)轉備用狀態(tài)，防止電氣短路引起森林火災。12月4日凌晨至傍晚，風(fēng)速保持在15m/s左右，#1風(fēng)電機組發(fā)電機轉速維持在2100-2400轉/分鐘左右。為防止火災事故發(fā)生，從臨近風(fēng)電場(chǎng)抽調人員和滅火裝置，做好防火各項準備工作。12月4日20時(shí)19分，#1風(fēng)電機組飛車(chē)倒塔，第二段塔筒上端折斷，機艙、葉輪和第三段塔筒墜落。12月5日，成立事件聯(lián)合調查組，對風(fēng)機倒塔事件進(jìn)行調查分析。1.12月3日14時(shí)59分06秒，#1風(fēng)電機組處于大功率發(fā)電機運行狀態(tài)，14時(shí)59分06秒機組主斷路器跳開(kāi)，風(fēng)電機組脫網(wǎng)。由于2015年4月風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)電機組SCADA服務(wù)器損壞，經(jīng)主機廠(chǎng)家遠程修復后，機組監控功能恢復正常，但時(shí)鐘功能、數據庫存儲功能異常，遠程監控系統無(wú)法存儲歷史運行數據，因無(wú)相關(guān)歷史數據記錄，風(fēng)電機組停機原因無(wú)法查證，事件后檢查發(fā)現大功率發(fā)電機接觸器觸點(diǎn)有燒熔痕跡，B、C相間絕緣材料過(guò)熱碳化嚴重，推斷因接觸器接觸不良而發(fā)熱，繼而導致B、C相拉弧短路，機組主斷路器跳閘，主控控制葉尖液壓制動(dòng)系統動(dòng)作，其中一只葉尖正常甩出，另兩只葉尖未完全甩出，在風(fēng)力作用下，發(fā)電機轉速迅速升高，發(fā)電機超速觸發(fā)安全鏈動(dòng)作，高速軸剎車(chē)制動(dòng)，因葉輪轉矩大于高速軸制動(dòng)轉矩，高速軸剎車(chē)無(wú)法有效制動(dòng)，機組長(cháng)時(shí)間超速且葉輪氣動(dòng)不平衡，達到塔筒最大疲勞載荷，引發(fā)風(fēng)機倒塔。2.通過(guò)對葉尖制動(dòng)部件拆解發(fā)現：兩只未正常甩出葉尖制動(dòng)盒內支架因在葉尖收回過(guò)程中與彈簧套筒碰撞發(fā)生變形，支架與彈簧套筒卡澀造成支架與彈簧套筒中心線(xiàn)發(fā)生偏移，導致在進(jìn)行葉片甩出過(guò)程中，限位擋圈與支架卡死而無(wú)法正常甩出。3.根據報警歷史記錄14時(shí)59分08秒高速軸制動(dòng)器啟動(dòng)剎車(chē)，16時(shí)30分23秒高速軸制動(dòng)片磨損至極限?，F場(chǎng)檢查高速軸制動(dòng)系統，發(fā)現剎車(chē)盤(pán)磨損嚴重，剎車(chē)片已摩擦至極限位置，說(shuō)明高速軸剎車(chē)正常抱閘，但因葉輪超速運行狀態(tài)轉矩大于制動(dòng)轉矩而無(wú)法有效起到制動(dòng)作用。4.15時(shí)13分49秒機組振動(dòng)傳感器觸發(fā)，說(shuō)明此時(shí)機組在超速運行狀態(tài)下振動(dòng)較大，塔筒疲勞載荷增大。5.機組持續保持超速運行狀態(tài)，機組在超速觸發(fā)安全鏈后無(wú)法復位，采取手動(dòng)停機、手動(dòng)偏航、觸發(fā)急停按鈕等操作無(wú)效。綜上分析，風(fēng)電機組倒塔原因為：風(fēng)機在故障停機過(guò)程中葉尖制動(dòng)盒內支架與彈簧套筒碰撞發(fā)生變形，導致限位擋圈卡死，葉尖無(wú)法正常甩出，機組長(cháng)時(shí)間超速且葉輪氣動(dòng)不平衡，達到塔筒最大疲勞載荷，引發(fā)風(fēng)機倒塔。（一）運行管理不到位。一是2015年4月scada監控系統服務(wù)器損壞修復后，導致運行數據不能正常存儲、時(shí)間顯示不準確等問(wèn)題，至今未有效解決，造成歷史數據記錄不全、時(shí)間錯亂、無(wú)法有效查看和分析機組真實(shí)運行情況等問(wèn)題；二是監控系統無(wú)聲光報警功能，無(wú)法有效發(fā)揮告警提醒作用；三是資料管理存在漏洞，未及時(shí)對風(fēng)電機組設計、調試、運維等資料進(jìn)行收集保存。（二）檢修管理不到位。一是定期檢修工作存在缺項、漏項情況。如葉片葉尖制動(dòng)盒內彈簧套筒、支架、擋圈、導向套、導向軸等重要動(dòng)作部件自投運以來(lái)未開(kāi)展維護檢修工作，存在一定安全隱患。二是大功率發(fā)電機并網(wǎng)接觸器觸點(diǎn)燒損頻繁，2019年損壞9臺次，未引起足夠重視，未及時(shí)分析接觸器觸點(diǎn)頻繁燒損原因，也未及時(shí)采取有效治理措施。（三）技術(shù)監督管理不到位。風(fēng)場(chǎng)生產(chǎn)管理人員沒(méi)有葉片葉尖制動(dòng)盒圖紙和相關(guān)維護保養技術(shù)要求，自投產(chǎn)以來(lái)從未進(jìn)行過(guò)檢查維護，事件后排查發(fā)現該風(fēng)電場(chǎng)13臺風(fēng)電機組18只葉片葉尖制動(dòng)盒內支架存在變形情況，由于技術(shù)力量薄弱，支架變形普遍問(wèn)題未在日常技術(shù)監督工作中及時(shí)發(fā)現、及時(shí)防范，導致故障擴大。技術(shù)監督項目存在漏項情況，振動(dòng)擺錘位置未定期進(jìn)行檢查和校驗。（四）集團公司管理要求執行落實(shí)不到位。風(fēng)電機組剎車(chē)盤(pán)下部線(xiàn)纜未采取有效防火保護措施，存在機艙著(zhù)火安全隱患。（一）立即開(kāi)展整治工作。要深刻吸取事件教訓，針對本次事件暴露的問(wèn)題，立即開(kāi)展隱患排查和治理工作，重點(diǎn)排查葉尖制動(dòng)盒機構是否存在變形卡澀、發(fā)電機并網(wǎng)接觸器是否存在異常、風(fēng)電機組頻發(fā)故障或告警信息有無(wú)及時(shí)檢查和處理，及時(shí)消除設備隱患，避免類(lèi)似事件發(fā)生。（二）規范運行管理。盡快研究制定出個(gè)性化的安全措施，確保在運機組的安全。同時(shí)要研究修訂風(fēng)電機組飛車(chē)倒塔應急預案，完善現場(chǎng)應急處置方案，開(kāi)展應急演練。（三）加強檢修管理。進(jìn)一步完善檢修規程，將葉片葉尖制動(dòng)盒機構維護檢修工作納入定期檢修項目，重點(diǎn)檢查支架是否變形、支架與彈簧套筒是否卡澀、鋼絲繩是否松動(dòng)、導向軸和導向套動(dòng)作是否可靠等，避免定期檢修工作出現缺項、漏項情況，并要保證檢修質(zhì)量。（四）加強技術(shù)監督管理。按要求對風(fēng)電機組主要傳感器，如振動(dòng)、超速等傳感器定期進(jìn)行檢查校驗，確保各傳感器可靠動(dòng)作。按要求開(kāi)展葉片葉尖制動(dòng)測試、大功率發(fā)電機接觸器檢查試驗等工作，加強數據分析，及時(shí)發(fā)現并處理設備存在的隱患。（五）加強集團公司有關(guān)文件要求的執行落實(shí)力度。嚴格落實(shí)集團公司隱患排查治理、防止風(fēng)電機組重大設備事故技術(shù)要求等文件要求。按照要求對剎車(chē)盤(pán)周?chē)扇嘉锊扇∮行ё詣?dòng)消防措施，防止著(zhù)火或火勢蔓延。（六）研究徹底解決方案。針對目前機組投運時(shí)間長(cháng)、發(fā)電效率低、安全隱患大等現狀，系統研究整機替換徹底解決方案，加強與當地政府、電網(wǎng)及設計單位溝通，積極爭取相關(guān)政策，加快推進(jìn)整機替換工作。（七）深刻吸取教訓。各相關(guān)單位要認真組織學(xué)習本次事件通報，深刻吸取事件教訓，舉一反三，針對性開(kāi)展隱患排查和治理工作，及時(shí)消除設備隱患。要充分認識目前風(fēng)電機組安全形勢依然嚴峻，隱患治理工作刻不容緩，同時(shí)要避免僥幸心理，提高安全防范意識。
