風(fēng)電機(jī)組典型事故及預(yù)防措施分析

摘要：隨著新能源產(chǎn)業(yè)的興起，風(fēng)電行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，然而一些風(fēng)電公司為了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加效益，注重風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)數(shù)量卻忽略了風(fēng)電機(jī)組質(zhì)量，加之風(fēng)電機(jī)組的定期定檢維護(hù)不到位，導(dǎo)致近幾年來(lái)風(fēng)電事故頻發(fā)。文章通過(guò)對(duì)風(fēng)電機(jī)組典型事故的分析，理解并掌握了相關(guān)預(yù)防措施，減少了風(fēng)電機(jī)組事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組；典型事故；預(yù)防措施；風(fēng)力發(fā)電；風(fēng)電事故 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM614 文章編號(hào)：1009-2374（2015）29-0123-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.062

風(fēng)電事業(yè)發(fā)展迅猛，風(fēng)電事故也層出不窮，事故原因多種多樣，本文主要就風(fēng)電機(jī)組倒塌、超速飛車、著火、葉片斷裂及雷擊幾個(gè)典型事故的原因及預(yù)防措施進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和探討。

1 風(fēng)電機(jī)組倒塌事故

風(fēng)電機(jī)組一次次的倒塌，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還有可能造成人員的傷亡。

第一，風(fēng)電機(jī)組塔筒、塔筒法蘭及螺栓不符合要求，質(zhì)量不合格。

預(yù)防措施：（1）風(fēng)電機(jī)組制造廠家要提高風(fēng)電機(jī)組塔筒、塔筒法蘭及各螺栓的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中的下料、筒節(jié)卷制、焊接、組對(duì)、噴砂、防腐涂層等過(guò)程控制；嚴(yán)格執(zhí)行法蘭內(nèi)傾、平面度、平行度檢測(cè)，噴砂除銹檢查、防腐涂層檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，各過(guò)程都必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行并檢測(cè)合格。風(fēng)電機(jī)組塔筒的法蘭材料、螺栓材料的強(qiáng)度必須在出廠前進(jìn)行各指標(biāo)測(cè)驗(yàn)，確保塔筒法蘭的低溫沖擊韌性及螺栓強(qiáng)度等相關(guān)指標(biāo)達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。（2）風(fēng)電機(jī)組塔筒在招標(biāo)選型時(shí)要選擇技術(shù)成熟、質(zhì)保體系完整的制造廠，在塔筒采購(gòu)協(xié)議中母材、高強(qiáng)螺栓、焊料等關(guān)鍵部件必須由具備相應(yīng)資質(zhì)的供應(yīng)商提供。

第二，風(fēng)電機(jī)組塔筒連接螺栓力矩值大部分達(dá)不到要求。

預(yù)防措施：（1）風(fēng)電機(jī)組安裝時(shí)必須嚴(yán)格審查施工單位資質(zhì)，安裝中的螺栓要符合制造廠說(shuō)明書(shū)標(biāo)明的要求。塔筒連接的高強(qiáng)度螺栓必須經(jīng)過(guò)第三方檢驗(yàn)合格，塔筒吊裝后的質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)根據(jù)風(fēng)電機(jī)組安裝作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)塔筒螺栓力矩、焊縫進(jìn)行復(fù)查。（2）風(fēng)電機(jī)組吊裝后1～3個(gè)月內(nèi)必須對(duì)所有塔筒螺栓進(jìn)行力矩校對(duì)，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行后嚴(yán)格按照廠家維護(hù)手冊(cè)及技術(shù)說(shuō)明進(jìn)行力矩定檢維護(hù)，按照規(guī)程要求抽查塔筒螺栓力矩，并對(duì)力矩值不合格進(jìn)行校正。

第三，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

預(yù)防措施：風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)澆筑時(shí)，監(jiān)督施工要做到全方位的監(jiān)督，不出現(xiàn)死角，牢牢抓住風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工質(zhì)量；風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)回填必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)要求執(zhí)行；基礎(chǔ)施工完畢后，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度、接地電阻測(cè)試結(jié)果及基礎(chǔ)環(huán)上法蘭水平度均合格后方可進(jìn)行機(jī)組吊裝作業(yè)?？傊?，無(wú)論從設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)澆筑、原材料的質(zhì)量及配比等方面均要嚴(yán)格把關(guān)，加大工程的監(jiān)管力度。

第四，定期巡視檢查項(xiàng)目不全。

預(yù)防措施：應(yīng)加強(qiáng)對(duì)螺栓力矩和塔筒探傷的檢查；每年除對(duì)塔筒各螺栓力矩進(jìn)行定檢外，還應(yīng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)沉降、塔筒檢查進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)在風(fēng)電機(jī)組日常維護(hù)檢修時(shí)還應(yīng)注意觀察塔基及塔筒外形有無(wú)變化，如地基下沉確、地面基礎(chǔ)傾斜。

第五，設(shè)計(jì)考慮不周全。

預(yù)防措施：風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)及風(fēng)場(chǎng)選址必須由具備相關(guān)專業(yè)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行，遵守《風(fēng)電場(chǎng)廠址工程地質(zhì)勘查技術(shù)規(guī)定》的相關(guān)規(guī)定，同時(shí)還要考慮防腐、覆冰、臺(tái)風(fēng)等極端因素。

2 風(fēng)電機(jī)組超速飛車

“飛車”事故的發(fā)生，其后果往往是整臺(tái)機(jī)組毀滅性的損失。

風(fēng)電機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重超速會(huì)導(dǎo)致“飛車”事故的發(fā)生，發(fā)生風(fēng)電機(jī)組嚴(yán)重超速的原因包括以下種類：風(fēng)機(jī)突然甩負(fù)荷、發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)脫軌，對(duì)超速保護(hù)模塊參數(shù)設(shè)置不正確，轉(zhuǎn)速傳感器、剎車系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)失效及超速試驗(yàn)時(shí)控制不當(dāng)?shù)纫蛩亍?/p>

預(yù)防措施：

第一，在風(fēng)電機(jī)組調(diào)試期間必須組織做好超速保護(hù)試驗(yàn)，確保超速保護(hù)全部可以正常工作。按廠家要求時(shí)間間隔，定期做超速試驗(yàn)。

第二，認(rèn)真做好風(fēng)電機(jī)組定檢工作，參數(shù)核對(duì)工作。（1）認(rèn)真檢查剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置各元件，確保各個(gè)元件性能完好無(wú)損。剎車裝置固定良好，無(wú)松動(dòng)，剎車動(dòng)作無(wú)異常，且反饋信號(hào)與動(dòng)作執(zhí)行指令狀態(tài)保持同步。（2）剎車片厚度要嚴(yán)格按照規(guī)定，控制好剎車的間隙，及時(shí)處理、更換不合格、老舊的剎車盤(pán)、剎車模塊等。（3）必須在主軸和高速軸上分別裝設(shè)轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，確保裝置完好無(wú)損。彈性聯(lián)軸節(jié)、復(fù)合聯(lián)軸器聯(lián)接牢固、可靠，確保轉(zhuǎn)速差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)工作良好。（4）定期測(cè)試急停按鈕，保證觸發(fā)急停按鈕槳葉能迅速、準(zhǔn)確回到預(yù)定位置。（5）定期檢查后備電池電壓及單個(gè)電池好壞。（6）不允許擅自解除控制系統(tǒng)的任何保護(hù)，不允許擅自改動(dòng)任何保護(hù)定值。

第三，加大遠(yuǎn)程監(jiān)控力度，完善風(fēng)電機(jī)組維護(hù)檢查制度。

（1）風(fēng)力是發(fā)電的主要因素，在大風(fēng)時(shí)，時(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)向變化，尤其在風(fēng)向頻繁變化時(shí)應(yīng)停止機(jī)組運(yùn)行，因?yàn)轱L(fēng)向的迅速變化會(huì)燒毀風(fēng)機(jī)，影響發(fā)電工程的進(jìn)展。（2）如經(jīng)常性發(fā)生剎車片報(bào)警，應(yīng)及時(shí)通知檢修人員檢查剎車片，并對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查。（3）如發(fā)電機(jī)報(bào)超速故障時(shí)，要及時(shí)通知檢修人員對(duì)剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置各元件進(jìn)行檢查。

3 風(fēng)電機(jī)組著火

第一，風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)配備不全或定期維護(hù)不到位。

預(yù)防措施：（1）風(fēng)電機(jī)組必須配備全面的防雷和防浪涌設(shè)備，并根據(jù)風(fēng)電機(jī)組具體型號(hào)進(jìn)行調(diào)整。防雷和防浪涌系統(tǒng)必須像其他風(fēng)電整機(jī)零部件一樣，按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃、制造和運(yùn)行。（2）防雷和防浪涌裝置必須覆蓋機(jī)艙、葉片，特別是電氣裝置，包括電纜線路及與運(yùn)行和安全相關(guān)的設(shè)備。（3）加強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的抗雷能力，在風(fēng)電機(jī)組安裝時(shí)要嚴(yán)格按照國(guó)家的防雷避雷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)安全隱患。（4）要定期對(duì)風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查、維護(hù)。

第二，電氣與機(jī)械故障引起的火災(zāi)。

預(yù)防措施：（1）按照風(fēng)電機(jī)組維護(hù)手冊(cè)做好常規(guī)維護(hù)工作，做好風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙、葉片和輪轂、塔基和塔筒部分火災(zāi)隱患部位的定期巡視檢查工作，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)整改，并定期做好溫度測(cè)試工作。（2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各部件的重要操作參數(shù)，如機(jī)械及電氣系統(tǒng)的變壓器、發(fā)電機(jī)繞組、齒輪箱、液壓系統(tǒng)、軸承等的工作壓力、溫度等，確保達(dá)到預(yù)定設(shè)定值，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警報(bào)并最終自動(dòng)停機(jī)。

4 風(fēng)電機(jī)組葉片斷裂

風(fēng)電機(jī)組葉片斷裂事故近幾年來(lái)發(fā)生的頻率也較高，給風(fēng)電企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

第一，設(shè)計(jì)不完善和生產(chǎn)缺陷。為了追求更高的利潤(rùn)，葉片設(shè)計(jì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，原材料不合格。

預(yù)防措施：（1）葉片設(shè)計(jì)必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。材料必須選用重量輕、強(qiáng)度和剛度大，抗疲勞性能、減振性能良好，耐高溫，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的材料。（2）嚴(yán)格控制質(zhì)量，加大風(fēng)電機(jī)組葉片生產(chǎn)的監(jiān)督力度，完善生產(chǎn)工藝。

第二，煙霧、低溫、雷擊等自然環(huán)境對(duì)風(fēng)輪葉片的影響。由低溫誘導(dǎo)失速型風(fēng)輪葉片產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的振動(dòng)，導(dǎo)致葉片結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞、影響機(jī)組正常運(yùn)行；由于靜電、金屬粉塵、水氣等因素的存在，導(dǎo)致可能產(chǎn)生雷擊現(xiàn)象，葉片受雷擊后其材料強(qiáng)度發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致葉片邊緣開(kāi)裂、表層破碎或剝離使葉片受損。

預(yù)防措施：在選擇風(fēng)電機(jī)組葉片時(shí)應(yīng)考慮到風(fēng)電場(chǎng)周圍環(huán)境的影響。定期做好風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)的檢查與維護(hù)工作，減少風(fēng)電機(jī)組遭雷擊次數(shù)。

第三，風(fēng)電機(jī)組葉片日常巡檢，定期維護(hù)工作開(kāi)展不到位。

預(yù)防措施：（1）健全風(fēng)電機(jī)組巡檢制度，日常巡視時(shí)可以采用望遠(yuǎn)鏡對(duì)葉片的外形、表面磨損情況，是否有裂紋，是否出現(xiàn)沙眼等進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)處理。（2）按照風(fēng)電機(jī)組葉片定檢維護(hù)要求做好風(fēng)電機(jī)組葉片定檢維護(hù)工作。

第四，風(fēng)電機(jī)組的擺振。在正常情況下，葉片在擺振方向受到激振后振幅比較小并且能夠衰減，沒(méi)能造成太大的危害，但在失速的情況下，葉片的氣動(dòng)阻尼超過(guò)了結(jié)構(gòu)阻尼，導(dǎo)致振動(dòng)不能衰減而造成葉片斷裂。

防范措施：（1）利用減振器消除機(jī)艙擺振方向上的振動(dòng)，利用在機(jī)艙尾部加裝機(jī)械減振器的方法消除或降低葉片擺振方向的振動(dòng)。（2）合理設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)，機(jī)組總體設(shè)計(jì)時(shí)合理確定支撐結(jié)構(gòu)特性，以達(dá)到避免擺振方向振動(dòng)的目的。

5 風(fēng)電機(jī)組遭雷擊

風(fēng)電機(jī)組的高度隨著輪轂高度和葉輪直徑的增大不斷升高，遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，可以說(shuō)雷擊已成為自然界中對(duì)風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行危害最大的自然災(zāi)害。

第一，為了降低投入成本，生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)各部件時(shí)采用的材料不符合標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)過(guò)程把關(guān)不嚴(yán)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

預(yù)防措施：（1）風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)從原材料的選用、生產(chǎn)、檢測(cè)檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照相關(guān)工藝流程、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。（2）在采購(gòu)時(shí)我們應(yīng)該選用技術(shù)成熟的廠家的防雷產(chǎn)品，質(zhì)保體系要完整，防雷產(chǎn)品的材料以及絕緣程度都要經(jīng)過(guò)測(cè)試合格，并且各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

第二，風(fēng)電機(jī)組防雷設(shè)施建立不完善。

預(yù)防措施：對(duì)風(fēng)電機(jī)組建立綜合防雷系統(tǒng)。包括外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)。外部防雷保護(hù)系統(tǒng)由接閃器、引下線和接地系統(tǒng)組成，它的作用是防止雷擊對(duì)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的損壞以及火災(zāi)危險(xiǎn)。內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)是由在該區(qū)域內(nèi)縮減雷電電磁效應(yīng)的設(shè)施組成，主要包括防雷擊等電位連接、屏蔽措施和電涌保護(hù)。

第三，由于投入運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，風(fēng)電機(jī)組的防雷設(shè)施老化，失去其防雷效果，外加定期巡查次數(shù)不夠，導(dǎo)致雷擊事故的發(fā)生。

預(yù)防措施：定期對(duì)風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)進(jìn)行整改，確保風(fēng)電機(jī)組防雷系統(tǒng)

可靠。

安全是一個(gè)企業(yè)的頭等大事，“安全第一，預(yù)防為主”的方針是我們始終堅(jiān)持的唯一信念。只有理清思路，認(rèn)清風(fēng)電機(jī)組倒塌、超速飛車、著火、葉片斷裂及遭雷擊事故發(fā)生的危險(xiǎn)點(diǎn)及原因，才能預(yù)防治理，排除隱患，從根本上降低風(fēng)機(jī)重大事故的發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)

[1] 康春華，張小青，王芳.風(fēng)電機(jī)組的防雷問(wèn)題[J].山西電力，2006，（6）.

作者簡(jiǎn)介：龐淵（1984-），男，甘肅慶陽(yáng)人，華電內(nèi)蒙古開(kāi)魯風(fēng)電有限公司助理工程師，研究方向：風(fēng)電運(yùn)行檢修、風(fēng)電管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）