风电机组重大事故分析（三）

  在风速较高时，并网机组因液压变桨系统的比例阀和紧急收桨电磁阀堵塞、卡死出现变桨故障，造成三支桨叶同时不能顺桨;主轴刹车器制动，因长时间地持续摩擦而产生巨大热量导致机组烧毁。

  该机组采用的是液压变桨系统，由1 台油动机控制3 个桨叶，在吊装调试运行之后，轮毂变桨故障时有发生。当机组出现“硬件超速停机”，伴随报出变桨相关故障，清洗或更换控制桨角变化的比例阀后故障解决。

  由故障现象和原理分析，比例阀堵塞与机组报超速停机有必然的联系，在运行过程中，比例阀堵塞必然会造成三支桨叶不能同时顺桨，机组转速一直上升，触发“硬件超速”停机，紧急顺桨电磁阀动作，机组顺利回桨。

  油动机活塞杆在油缸内运动时，会产生磨损，而油动机腔室的油循环是封闭的，且没有滤油系统，在循环油中，密封圈或活塞杆磨损产生的杂质层，不能排出，比例阀的间隙又很小，这会造成比例阀堵塞或卡死;另一方面，在事故前的一次维修过程中发现，油动机集成块上电磁阀O型密封圈丢失，缺失的电磁阀密封圈和挡圈可能留在油动机集成块中，油中杂质和密封圈均可能会引起电磁阀通道堵塞、电磁阀卡死。

  因此，油动机活塞杆及密封圈磨损不断地产生杂质，油动机循环油又缺乏过滤装置，加之电磁阀的密封圈的丢失，埋下了机组飞车的安全隐患。

  紧急顺桨电磁阀有两个，分别位于活塞的两侧，一个进油，一个出油。只有两个同时动作，方能执行紧急顺桨;如果有一个紧急顺桨电磁阀不能动作，就不能完成正常的紧急顺桨。

  事故发生时，机组在满负荷风速以上报了“变桨机械故障”，说明调桨比例阀出现一些明显的异常问题，转速没有办法进行正常控制，其后又报“阵风”故障、“变桨速度太慢”等故障，6分05 秒机组脱网，到7 分00 秒，瞬时转速还高达2869rpm ，这远超过触发紧急顺桨的转速设定值，这说明在事故发生时，不仅比例阀堵塞，而且紧急顺桨电磁阀也出现了堵塞、卡死，最终造成油动机不能卸压，三支桨叶同时不能顺桨。

  从主控数据能够准确的看出，主轴刹车器参与高速制动的时间至少在3 分钟以上，6 分05 秒发出命令，主轴刹车器参与制动，到10 分00 秒主轴刹车器还处于高速制动状态;从现场勘测来看，主轴刹车器制动持续产生的热量和火花，一方面，导致主轴刹车器和刹车盘磨损严重，刹车器罩壳、齿轮油泵电机、齿轮箱滤油器等融化;另一方面，还导致齿轮箱油管破裂、变桨油动机液压站和主轴液压站的油管破裂液压油泄漏，进一步加剧了火势。

  事故之后，刹车盘磨损相当严重(如图5)，主轴刹车器两边的刹车片也严重磨损，然而，图6、图7 所示刹车片与刹车盘之间的间隙并不大。刹车盘和刹车器磨损、主轴刹车器液压站彻底失压，加上刹车器弹簧力的作用，刹车盘两边的间隙均应该在10mm 以上。由此看来，过火后刹车器间隙不大，主要是由于事故时主轴刹车器制动产生巨大的热量使刹车器的温度很高，刹车器上弹簧退火所致。

  且主轴刹车器油管和液压站离起火地点较远，主轴刹车器的油管烧毁较晚，因此，在机组起火的初始阶段液压站给主轴刹车器持续提供压力，使其长期处在制动状态，并在主轴刹车器上持续产生火花。在主轴刹车器油管烧爆后，主轴刹车器失去压力，本应由弹簧力的作用自然松开，但是，此时刹车器弹簧由于刹车器的高温使其退火，已经失去弹性，不能让刹车片回到应有的位置。通过以上分析可以推断，刹车器的发热相当严重，其制动过程中温升很高。

  再者，齿轮箱滤油器外侧较内侧融化严重，滤油器的下部全部融化、脱落;齿轮箱油泵电机罩壳和散热层的融化，定、转子脱落，刹车器罩壳大部分融化。由此可见，主轴刹车器制动长时间制动产生的热量巨大，也是机组烧毁的根源所在;另一方面，从刹车器附近烧毁的器件可以推断，这种因主轴刹车器长时间、持续地制动而引发的摩擦起火，常规消防灭火装置容量有限，无法长时间工作而起不到灭火作用。

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