1倒塔事件

2021年12月18日，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)18號(hào)風(fēng)機(jī)發(fā)生倒塔事件。公司生產(chǎn)部、某公司、電科院、主機(jī)廠家迅速趕往現(xiàn)場(chǎng)，成立技術(shù)小組開(kāi)展事件調(diào)查分析工作。倒塔第一現(xiàn)場(chǎng)拍照見(jiàn)圖1-1和圖1-2。

圖1-118號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔后現(xiàn)場(chǎng)情況

圖1-218號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔后第3節(jié)塔筒變形形貌情況

2風(fēng)電場(chǎng)簡(jiǎn)介

黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)總建設(shè)規(guī)模為99MW，分兩期建設(shè)。一期安裝33臺(tái)單機(jī)容量1.5MW機(jī)組，總裝機(jī)容量為49.5MW，2009年9月24日投產(chǎn)運(yùn)行，2015年12月31日全部退出質(zhì)保，場(chǎng)站內(nèi)部維護(hù)、定檢外包；二期安裝單機(jī)容量1.5MW機(jī)組，總裝機(jī)容量為49.5MW，2012年全部投產(chǎn)，2020年8月24日全部退出質(zhì)保；兩期工程均已接入遠(yuǎn)程集控平臺(tái)，運(yùn)檢模式采用自主運(yùn)維、檢修外委方式；18號(hào)風(fēng)機(jī)為黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期機(jī)組。

3設(shè)備檢測(cè)及改造概況

2020年7月，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)機(jī)對(duì)19、26號(hào)風(fēng)電機(jī)組高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行100%無(wú)損探傷檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果合格。2021年6月，完成33臺(tái)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越和超速主動(dòng)偏航改造。2021年10月25日，完成18號(hào)風(fēng)電機(jī)組定檢工作，未發(fā)現(xiàn)異常。

2021年7月，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)對(duì)二期35、59號(hào)風(fēng)電機(jī)組高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行100%無(wú)損探傷檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果合格。

4事件經(jīng)過(guò)

12月18日事件前機(jī)組運(yùn)行情況：天氣晴，一期全場(chǎng)平均風(fēng)速10m/s，負(fù)荷40MW，未限電；一期110kVⅠ母線運(yùn)行正常，1號(hào)主變運(yùn)行正常，35kVⅠ母線運(yùn)行正常，1號(hào)接地變運(yùn)行正常，1號(hào)無(wú)功補(bǔ)償裝置檢修，35kV3501、3502、3503、3504、3505、3506、3507集電線路運(yùn)行正常；一期風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行31臺(tái)，11號(hào)機(jī)組及20號(hào)機(jī)組故障停機(jī)，18號(hào)風(fēng)電機(jī)組平均風(fēng)速10.89m/s，瞬時(shí)風(fēng)速9.06m/s，負(fù)荷1531kW。

12月18日8時(shí)00分，遠(yuǎn)程集控中心值班人員監(jiān)視發(fā)現(xiàn)，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期18號(hào)機(jī)組報(bào)警，查看18號(hào)機(jī)組故障信息時(shí)，1~18號(hào)機(jī)組失去通訊連接，立即通知現(xiàn)場(chǎng)人員排查處理。

8時(shí)00分，現(xiàn)場(chǎng)值班員在中控室聽(tīng)到SCADA報(bào)警，準(zhǔn)備查看風(fēng)電機(jī)組故障信息和運(yùn)行數(shù)據(jù)，突然1~18號(hào)風(fēng)電機(jī)組失去通訊連接，此時(shí)值班長(zhǎng)接到遠(yuǎn)程集控中心排查指令，立即調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在超速情況，馬上匯報(bào)給場(chǎng)長(zhǎng)并聯(lián)系就地消缺工作組（正在處理11號(hào)機(jī)組變槳電機(jī)過(guò)流消缺）前往查看情況。

8時(shí)08分，就地消缺工作組到達(dá)18號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)位，發(fā)現(xiàn)18號(hào)機(jī)組倒塔，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)與第一級(jí)塔筒連接處螺栓全部脫開(kāi)，機(jī)組整體跌落至半山坡（見(jiàn)圖1-1、1-2）。

立即使用對(duì)講機(jī)將此情況匯報(bào)風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)，風(fēng)場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)情況后，安排值班長(zhǎng)將18號(hào)風(fēng)電機(jī)組所在的3號(hào)集電線路3503運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修（8時(shí)15分操作完成）。

安排安全員前往18號(hào)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)周圍設(shè)立安全警戒線，現(xiàn)場(chǎng)安排人留守，防止無(wú)關(guān)人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域。

8時(shí)14分，黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)向公司生產(chǎn)副總經(jīng)理匯報(bào)?，F(xiàn)場(chǎng)值班員調(diào)取風(fēng)機(jī)SCADA數(shù)據(jù)，記錄顯示：18號(hào)風(fēng)電機(jī)組報(bào)出“塔基緊急停機(jī)（首出）”、“安全鏈急?！?、“主軸超速模塊緊?！?、“主軸軟超速緊?！?、“塔筒1、2級(jí)左右極限”、“傳動(dòng)鏈1、2級(jí)左右極限”等故障。

事件發(fā)生后，黑龍江省公司啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，直屬單位成立事件調(diào)查組開(kāi)展調(diào)查分析工作，同步開(kāi)展倒塔風(fēng)電機(jī)組拆除及修復(fù)等相關(guān)事宜。

5現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

5.1文件查閱

電科院分析人員查閱了風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)管理、工作記錄等資料，詳見(jiàn)表5-1。

通過(guò)查閱，現(xiàn)場(chǎng)文件資料齊全。

表5-1現(xiàn)場(chǎng)文件

5.2SCADA數(shù)據(jù)收集

電科院事件分析人員收集了18號(hào)風(fēng)電機(jī)組SCADA數(shù)據(jù)、臨近風(fēng)機(jī)SCADA數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表5-2。

5.3數(shù)據(jù)分析

5.3.1時(shí)間修正

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)電腦時(shí)鐘功能顯示不正確，根據(jù)時(shí)鐘修正結(jié)果，超速故障實(shí)際開(kāi)始時(shí)間為2021年12月18日08時(shí)00分08秒（系統(tǒng)記錄時(shí)間是2021年12月18日07時(shí)27分50秒），本報(bào)告所有分析以修正后的時(shí)間為準(zhǔn)，見(jiàn)圖5-1。

圖5-1機(jī)組故障后故障情況截圖

5.3.2事件還原

12月18日08時(shí)00分前，18號(hào)風(fēng)電機(jī)組處于額定功率運(yùn)行狀態(tài)，10分鐘平均風(fēng)速0.89m/s，瞬時(shí)風(fēng)速9.06m/s，負(fù)荷1531kW，風(fēng)速風(fēng)向變化平穩(wěn)。

12月18日08時(shí)00分08秒風(fēng)電機(jī)組主斷路器跳開(kāi)，機(jī)組SCADA系統(tǒng)首發(fā)報(bào)出塔基緊急停機(jī)故障，同時(shí)報(bào)出主軸超速模塊緊停、安全鏈緊停（見(jiàn)圖5-1）。

主控執(zhí)行緊急停機(jī)程序，此時(shí)槳葉未收槳，風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)后轉(zhuǎn)速迅速上升，08時(shí)00分38秒時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升至4480r/min。08時(shí)00分52秒至01分03秒報(bào)出傳動(dòng)鏈上下振幅2級(jí)超限、傳動(dòng)鏈左右振幅2級(jí)超限、塔筒左右振幅2級(jí)超限等振動(dòng)超限故障，風(fēng)機(jī)超速后偏航電機(jī)啟動(dòng)，由于轉(zhuǎn)速過(guò)快，轉(zhuǎn)矩過(guò)大，偏航電機(jī)過(guò)載，08時(shí)00分54秒偏航電機(jī)13熱繼跳閘，08時(shí)01分08秒報(bào)停機(jī)失效應(yīng)急偏航故障，見(jiàn)圖5-2、5-3。

圖5-2SCADA系統(tǒng)18號(hào)風(fēng)機(jī)執(zhí)行緊急停機(jī)程序后槳葉、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況

圖5-3SCADA系統(tǒng)18號(hào)風(fēng)機(jī)執(zhí)行緊急停機(jī)程序傳動(dòng)鏈及振塔筒動(dòng)情況

12月18日08時(shí)08分，就地消缺工作組到達(dá)18號(hào)風(fēng)機(jī)機(jī)位，發(fā)現(xiàn)18號(hào)機(jī)組倒塔，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)與第一級(jí)塔筒連接處螺栓全部脫開(kāi)，機(jī)組整體跌落至半山坡，見(jiàn)圖1-1、1-2。

查看28號(hào)風(fēng)機(jī)就地視頻監(jiān)控回放（28號(hào)風(fēng)機(jī)就地視頻監(jiān)控可以遠(yuǎn)處看見(jiàn)18號(hào)風(fēng)大致運(yùn)行狀況，其他風(fēng)機(jī)視頻監(jiān)控?zé)o法看到全貌），發(fā)現(xiàn)18號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔前葉輪轉(zhuǎn)速逐漸上升，一葉片斷裂，風(fēng)機(jī)塔筒出現(xiàn)傾斜，最后完全倒塌，見(jiàn)圖5-4、5-5、5-6。

圖5-418號(hào)風(fēng)機(jī)超速后已葉片斷裂前

圖5-518號(hào)風(fēng)機(jī)超速后正在倒塔

圖5-618號(hào)風(fēng)機(jī)超速后完全倒塔前

5.3.3運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

12月22日14時(shí)03分，在電科院、風(fēng)場(chǎng)人員及主機(jī)廠家共同見(jiàn)證下，就地取回塔基前置機(jī)。

5.3.3.1“塔基緊急停機(jī)”信號(hào)分析

查閱18號(hào)機(jī)組SCADA系統(tǒng)和塔基前置機(jī)數(shù)據(jù)，SCADA系統(tǒng)顯示“塔基緊急停機(jī)”故障信息，但在風(fēng)機(jī)PLC和塔基前置機(jī)中無(wú)此故障信息，見(jiàn)圖5-7。抽取30號(hào)風(fēng)機(jī)做主軸超速觸發(fā)安全鏈動(dòng)作試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)報(bào)“安全鏈緊?！?、“主軸超速模塊緊?！?、“塔基緊急停機(jī)”故障信息，且顯示塔基緊急停機(jī)為首發(fā)故障，但塔基前置機(jī)也并未報(bào)出“塔基緊急停機(jī)”故障信息，見(jiàn)圖5-8、圖5-9。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)，該故障信息為涉網(wǎng)改造過(guò)程中SCADA系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)PLC點(diǎn)表映射錯(cuò)誤所致：“0”代表正常狀態(tài)，“1”代表動(dòng)作狀態(tài)?！八蓖C(jī)”信號(hào)狀態(tài)應(yīng)設(shè)置“0”，但實(shí)際設(shè)置的是“1”。當(dāng)主軸超速模塊動(dòng)作啟動(dòng)安全鏈后，主軸超速信號(hào)狀態(tài)變?yōu)椤?/span>1”，此時(shí)塔基急停雖未真正動(dòng)作，但因塔基急停信號(hào)設(shè)置的是“1”（見(jiàn)圖5-10），當(dāng)“主軸超速”等故障報(bào)出時(shí)，PLC最先接收到塔基急停機(jī)“1”信號(hào)，其后才相繼接收到主軸超速動(dòng)作等信號(hào)。故當(dāng)超速模塊等保護(hù)動(dòng)作時(shí)，SCADA系統(tǒng)均會(huì)伴隨報(bào)出“塔基緊急停機(jī)”信息且為首發(fā)故障。經(jīng)檢查確認(rèn)，一期33臺(tái)風(fēng)機(jī)均存在此錯(cuò)誤。

主機(jī)廠家技術(shù)人員將一期33臺(tái)風(fēng)機(jī)的SCADA系統(tǒng)改正升級(jí)后，再次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試30號(hào)風(fēng)機(jī)主軸超速安全鏈，SCADA系統(tǒng)與就地前置機(jī)故障報(bào)送一致，未報(bào)塔基急停機(jī)故障信號(hào)，詳見(jiàn)圖5-11。抽取23號(hào)風(fēng)機(jī)做超速試驗(yàn)，結(jié)果與30號(hào)風(fēng)機(jī)相同。

結(jié)論：“塔基緊急停機(jī)”系SCADA系統(tǒng)設(shè)置錯(cuò)誤造成的誤發(fā)信號(hào)，與本次風(fēng)機(jī)倒塔事件無(wú)關(guān)聯(lián)性。

圖5-7 18號(hào)風(fēng)機(jī)SCADA系統(tǒng)與塔基前置機(jī)記錄的機(jī)組故障差異

圖5-83 0號(hào)風(fēng)機(jī)超速安全鏈測(cè)試后SCADA系統(tǒng)故障日志情況

圖5-9 30號(hào)風(fēng)機(jī)超速安全鏈測(cè)試后機(jī)艙前置機(jī)故障顯示情況

圖5-10 18號(hào)風(fēng)機(jī)超速安全鏈動(dòng)作后塔基急停信號(hào)狀態(tài)

圖5-11SCADA系統(tǒng)升級(jí)后30號(hào)風(fēng)機(jī)主軸超速安全鏈測(cè)試后SCADA與前置機(jī)故障顯示情況

5.3.3.2主軸超速模塊動(dòng)作分析

根據(jù)2021年12月18日事件前后18號(hào)風(fēng)機(jī)前置機(jī)快照數(shù)據(jù)繪制的主軸轉(zhuǎn)速與主軸超速狀態(tài)表變化曲線，發(fā)現(xiàn)“主軸超速模塊緊?！惫收嫌|發(fā)時(shí)刻風(fēng)機(jī)主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速為19.05rpm，見(jiàn)圖5-12，并未達(dá)到廠家給出的“主軸超速模塊急停（B200_7）”故障觸發(fā)條件（轉(zhuǎn)速超過(guò)23.1rpm觸發(fā)），主軸保護(hù)動(dòng)作值小于廠家給出的故障觸發(fā)邏輯定值，見(jiàn)圖5-13。

經(jīng)與風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)人員交流，一期33臺(tái)風(fēng)電機(jī)組涉網(wǎng)改造后，除4、5號(hào)機(jī)組主軸轉(zhuǎn)速被限制在18rpm未發(fā)生過(guò)主軸超速模塊動(dòng)作外，其他31臺(tái)機(jī)組均發(fā)生過(guò)主軸超速模塊動(dòng)作，累計(jì)182臺(tái)次，經(jīng)黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)人員檢查確認(rèn)全部為誤動(dòng)作。調(diào)取部分運(yùn)行記錄故障，發(fā)現(xiàn)主軸超速模塊動(dòng)作均發(fā)生在滿負(fù)荷，主軸轉(zhuǎn)速均在19rpm左右。針對(duì)主軸超速報(bào)出故障，公司在2021年6月28日向主機(jī)廠家發(fā)函，主機(jī)廠家未對(duì)此問(wèn)題作出回應(yīng)。2021年8月20日在涉網(wǎng)改造驗(yàn)收會(huì)再次發(fā)函要求處理此故障，截至目前仍未作出回應(yīng)，詳見(jiàn)附件1、2。

圖5-12塔基前置機(jī)故障日志存儲(chǔ)情況

圖5-13主軸軟硬超速故障觸發(fā)邏輯表

經(jīng)分析認(rèn)為，本次倒塔事件中，18號(hào)風(fēng)機(jī)在不滿足觸發(fā)條件情況下報(bào)出“主軸超速模塊緊停”引起安全鏈動(dòng)作，是主軸超速保護(hù)誤動(dòng)作。

18號(hào)風(fēng)機(jī)主軸超速模塊出廠日期為2011年3月7日，查閱主軸超速模塊DN2131脈沖繼電器相關(guān)資料，DN2131說(shuō)明書(shū)內(nèi)技術(shù)參數(shù)，工作電壓范圍為24V±10%（21.6V~26.4V)。

現(xiàn)場(chǎng)分別選取報(bào)出“主軸超速模塊緊?！惫收陷^多的14號(hào)、故障數(shù)一般的17號(hào)、故障數(shù)較少的29號(hào)風(fēng)機(jī)超速模塊（DN2131）進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)。首先利用DN2131轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)保護(hù)模塊組態(tài)顯示軟件讀取超速模塊設(shè)置值10Hz，可確定超速模塊設(shè)置值與手動(dòng)旋鈕設(shè)置值一致，排除東方電氣提出的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)設(shè)置值未被固化到模塊內(nèi)的可能。利用方波發(fā)生器模擬風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖，每個(gè)模塊做三次動(dòng)作試驗(yàn)，9次試驗(yàn)結(jié)果顯示，模塊均能在設(shè)定值10Hz（相當(dāng)于高速軸2400rpm）時(shí)準(zhǔn)確動(dòng)作。當(dāng)測(cè)速探頭的脈沖信號(hào)幅值低于17.6VDC時(shí)，模塊對(duì)采集的頻率值判斷失效，無(wú)論頻率高于10Hz還是低于10Hz，超速模塊均不動(dòng)作，因不是誤動(dòng)作，故不做進(jìn)一步論述。

檢查現(xiàn)場(chǎng)安全鏈供電模塊設(shè)計(jì)圖以及現(xiàn)場(chǎng)配置發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)場(chǎng)供電系統(tǒng)中接入光端機(jī)和塔基前置機(jī)等附屬裝置，安全鏈電源未能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立供電；超速模塊24V電源供電模塊功率為120W，光端機(jī)功率24W，前置機(jī)功率23W。

現(xiàn)場(chǎng)選擇28號(hào)風(fēng)機(jī)對(duì)安全鏈供電模塊及回路電壓進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量?jī)x器為萬(wàn)用表與示波器，示波器信號(hào)輸入端測(cè)點(diǎn)選擇主軸超速模塊MS22.1電源接線端子2，見(jiàn)附件，萬(wàn)用表的測(cè)點(diǎn)為安全鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)處。測(cè)試發(fā)現(xiàn)：電源24V始端電壓穩(wěn)態(tài)值為23.8V，測(cè)試超速模塊MS22.1電源接線端子2處電壓穩(wěn)態(tài)值為20.4V(小于最低工作電壓21.6V)，干擾信號(hào)微弱，見(jiàn)圖5-14；啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組模擬正常運(yùn)行狀態(tài)，再次測(cè)試主軸超速模塊MS22.1電源接線端子2處，示波器顯示電壓值在20.4V±2V內(nèi)波動(dòng)，表明現(xiàn)場(chǎng)客觀存在干擾源，見(jiàn)圖5-15、5-16；經(jīng)多次模擬測(cè)試，超速模塊在17-18V工作電壓范圍內(nèi)有誤動(dòng)作現(xiàn)象，見(jiàn)圖5-17；抽查風(fēng)場(chǎng)內(nèi)其余改造機(jī)組進(jìn)行同樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)超速模塊工作電壓均處于低壓狀態(tài)。

圖5-14靜態(tài)回路最低電壓為20.4V與干擾情況

圖5-15并網(wǎng)后24V電壓波動(dòng)圖

圖5-16并網(wǎng)瞬間24V電壓波動(dòng)圖

圖5-17超速模塊測(cè)試試驗(yàn)

通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)可知，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)電磁場(chǎng)是超速模塊24V工作電壓的干擾電源，風(fēng)電機(jī)組在并網(wǎng)瞬間和并網(wǎng)后運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)超速模塊24V電源干擾值達(dá)到±2V。因安全原因，現(xiàn)場(chǎng)未進(jìn)行高轉(zhuǎn)速的干擾電壓測(cè)試，如在額定轉(zhuǎn)數(shù)條件下測(cè)試干擾電壓數(shù)值一定≥2V。18號(hào)風(fēng)機(jī)最近的快照日志顯示：

11月24日13：00超速誤動(dòng)作但收槳成功，此時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為19.0rpm，機(jī)為額定功率運(yùn)行狀態(tài)，說(shuō)明發(fā)電機(jī)系統(tǒng)額定功率工況下的電磁場(chǎng)對(duì)超速模塊24V電源干擾最大。抽查30號(hào)風(fēng)機(jī)發(fā)現(xiàn)12月14日、12月15日超速保護(hù)模塊各誤動(dòng)作一次，對(duì)應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速分別為19.05rpm、19.01rpm。

結(jié)論：18號(hào)風(fēng)機(jī)在不滿足觸發(fā)條件情況下報(bào)出“主軸超速模塊緊?！币鸢踩渼?dòng)作，是主軸超速保護(hù)誤動(dòng)作；風(fēng)電機(jī)組主軸超速模塊24V電壓降低后抗干擾性差，誤動(dòng)作現(xiàn)象頻發(fā)。

5.3.3.3槳葉未及時(shí)回槳分析

風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)變槳距或正常停機(jī)時(shí)的收槳電源采用驅(qū)動(dòng)器供電，安全鏈啟動(dòng)時(shí)屬于事故停機(jī)，收槳電源切換至蓄電池。12月25日上午，安全措施完成后，在公司、電科院、廠家共同見(jiàn)證下，進(jìn)入18號(hào)風(fēng)機(jī)輪轂內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)：槳葉1蓄電池出廠時(shí)間部分是2015年，部分是2016年，槳葉2、槳葉3蓄電池出廠時(shí)間均是2016年（主機(jī)廠家規(guī)定蓄電池更換周期為3.5年）；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量蓄電池電壓，槳葉1、2、3電壓分別為0V、10V、0V，說(shuō)明蓄電池均已處于無(wú)容量狀態(tài)。

查看圖紙（見(jiàn)附錄），蓄電池供電時(shí)6K1接觸器、6K2接觸器是關(guān)鍵電氣元器件：6K1接觸器為電池供電時(shí)收槳電機(jī)電氣主回路元器件，只有其主觸頭接通，電機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)收槳；6K2接觸器為電池供電時(shí)收槳電機(jī)軸承剎車裝置的電氣主回路元器件，只有其主觸頭接通，剎車裝置才能釋放，否則剎車裝置會(huì)將收槳電機(jī)抱死使其無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)收槳。

（1）1號(hào)槳葉未及時(shí)回槳分析

將1號(hào)槳葉塔基前置機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)繪制成曲線（圖5-18）并分析可以發(fā)現(xiàn)：7:46:33（修正前時(shí)間）1號(hào)槳葉電機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流約22安培，并平滑下降，槳葉角度未變化，一直處于0度位置，40秒后，電機(jī)電流下降至6安培左右，此時(shí)槳距角開(kāi)始變化，并迅速到達(dá)70度位置（電池變槳速率最快20度/秒）。對(duì)6K2接觸器進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)作時(shí)主觸頭時(shí)而接通、時(shí)而不通，拆開(kāi)解體后發(fā)現(xiàn)有主觸頭燒熔現(xiàn)象，見(jiàn)圖5-19。

因此分析判斷：當(dāng)事故收槳信號(hào)發(fā)出后，6K1接觸器吸合，1號(hào)電機(jī)有電流，但由于接觸器6K2主觸頭燒熔造成接觸不良導(dǎo)致此時(shí)不通電，剎車裝置抱死，造成收槳電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片角度不變；由于電池本身性能下降，40秒左右后電池電壓跌落到80V（接觸器脫扣動(dòng)作電壓）左右，6K1接觸器釋放，直流電機(jī)斷電；停止供電后電池電壓有所上升，6K1接觸器又重新吸合，而此時(shí)6K2接觸器處于吸合導(dǎo)通狀態(tài)，剎車裝置通電釋放，葉片迅速收槳；待葉片收槳到70度左右后，因電池電量最終消耗殆盡而終止，事故收槳系統(tǒng)停止工作。6K2接觸器燒熔的原因：直流電和交流電最大的不同點(diǎn)是交流電弧過(guò)零點(diǎn)而直流電弧不過(guò)零點(diǎn)，接觸器開(kāi)斷時(shí)，直流電弧由于其不過(guò)零點(diǎn)，接觸器頻繁動(dòng)作時(shí)導(dǎo)致其主觸頭易損壞。

查看18號(hào)風(fēng)機(jī)收槳?jiǎng)幼饔涗洠?/span>4月19日-11月24日共發(fā)生收槳15次，見(jiàn)下圖。

圖5-18 1號(hào)槳葉電機(jī)電流和槳矩角曲線（右縱坐標(biāo)單位為安培）

圖5-19 18號(hào)風(fēng)機(jī)槳葉1接觸器6K2主觸頭燒熔

（2）2號(hào)槳葉未及時(shí)回槳分析

將2號(hào)槳葉塔基前置機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)繪制成曲線（圖5-20，左縱坐標(biāo)單位為安培）并分析可以發(fā)現(xiàn)：7:46:33（修正前時(shí)間）2號(hào)電機(jī)電流為零，收槳電機(jī)未通電轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片角度維持在3.8度左右不動(dòng)。拆開(kāi)2號(hào)6K1接觸器后發(fā)現(xiàn)線圈的鐵心有凸出部分，導(dǎo)致其無(wú)法吸合，故主觸頭無(wú)法接通，收槳電機(jī)未通電轉(zhuǎn)動(dòng)；測(cè)量6K1接觸器線圈，發(fā)現(xiàn)其直流電阻比其他兩個(gè)槳葉未損壞的6K1接觸器線圈少189歐姆，且鐵心凸出部分的線圈已變色并有燒糊的氣味（見(jiàn)圖5-21），判斷2號(hào)槳葉6K1接觸器線圈短路過(guò)熱造成變形凸出無(wú)法吸合，最終導(dǎo)致收槳電機(jī)未動(dòng)作。

圖5-20 2號(hào)槳葉電機(jī)電流和槳矩角曲線（左縱坐標(biāo)單位為安培）

圖5-21 18號(hào)風(fēng)機(jī)槳葉2接觸器6K1拆開(kāi)后鐵心凸出部分

（3）3號(hào)槳葉未及時(shí)回槳分析

將3號(hào)槳葉塔基前置機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)繪制成曲線（圖5-22，左縱坐標(biāo)單位為安培）并分析可以發(fā)現(xiàn)：7:46:33（修正前時(shí)間）3號(hào)槳葉電機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流約27安培，并平滑下降，槳葉角度未變化，一直處于0度位置。從直流電機(jī)啟動(dòng)電流大小可知，3號(hào)槳葉電池容量比1號(hào)電池容量大些。對(duì)6K2接觸器進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)作時(shí)主觸頭時(shí)而接通、時(shí)而不通，拆開(kāi)解體后發(fā)現(xiàn)有主觸頭燒熔現(xiàn)象，見(jiàn)圖5-23。

因此分析判斷：當(dāng)事故收槳信號(hào)發(fā)出后，6K1接觸器吸合，1號(hào)電機(jī)有電流，但由于接觸器6K2主觸頭燒熔造成接觸不良導(dǎo)致此時(shí)不通電，剎車裝置抱死，造成收槳電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片角度不變；如3號(hào)槳葉的電池容量也和1號(hào)槳葉電池容量一樣，或者比1號(hào)槳電池容量略低，當(dāng)電池電壓跌落到只有80伏左右的時(shí)候，電池收槳主接觸器6K1也會(huì)斷開(kāi)，電池電壓上升再吸合，剎車裝置接觸器6K2吸合，剎車裝置通電打開(kāi)，電機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)收槳。因3號(hào)電池容量比1號(hào)電池容量大些，所以無(wú)斷開(kāi)又吸合的過(guò)程，剎車裝置打不開(kāi)，電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)收槳。

圖5-22 3號(hào)槳葉變槳電機(jī)電流和槳葉角度曲線（左縱坐標(biāo)單位為安培）

圖5-23 18號(hào)風(fēng)機(jī)槳葉3接觸器6K2主觸頭燒熔

結(jié)論：槳葉1、3的接觸器6K2主觸頭燒熔，造成剎車裝置未通電，電機(jī)被抱死無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)收槳；槳葉2接觸器6K1部分線圈短路發(fā)熱致使鐵心變形凸出，接觸器無(wú)法吸合，直流電機(jī)無(wú)法通電轉(zhuǎn)動(dòng)收槳。

5.4綜合分析

綜合現(xiàn)場(chǎng)檢查情況、數(shù)據(jù)分析以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)情況，綜合分析認(rèn)為：超速模塊電壓小于最低工作電壓，抗干擾性差，誤動(dòng)作概率較大；超速保護(hù)誤動(dòng)后，觸發(fā)安全鏈動(dòng)作，變槳系統(tǒng)未完成收槳，風(fēng)機(jī)發(fā)生超速，塔架劇烈振動(dòng)失穩(wěn)倒塔。本次事件中，倒塔過(guò)程事件致因邏輯見(jiàn)圖5-24：

圖5-24倒塔過(guò)程事件致因邏輯圖

6暴露的主要問(wèn)題

6.1集團(tuán)公司設(shè)備事故防范技術(shù)措施落實(shí)不力?！讹L(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全技術(shù)措施》和《風(fēng)電（光伏）設(shè)備技術(shù)防范重點(diǎn)要求》均明確要求“安全鏈的電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，禁止其他用途電源并接”、黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)電機(jī)組將通訊轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)交換界面、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接入安全鏈電源，不符合反措要求，也未及時(shí)進(jìn)行整改，長(zhǎng)期存在安全隱患。

6.2設(shè)備缺陷管理不規(guī)范。黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期33臺(tái)風(fēng)電機(jī)組近半年內(nèi)共有31臺(tái)機(jī)組頻繁報(bào)主軸超速故障，數(shù)量達(dá)182臺(tái)次，未引起足夠重視，未及時(shí)分析查找原因，僅簡(jiǎn)單檢查即復(fù)位啟機(jī)，安全隱患未及時(shí)消除。

6.3定期檢修管理不到位。未按要求在檢修前對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析，機(jī)組主軸超速、變槳接觸器拒動(dòng)等頻發(fā)故障未列入檢修計(jì)劃，相關(guān)安全隱患未得到及時(shí)處理。

6.4技術(shù)改造工作把關(guān)不嚴(yán)。2021年6月，風(fēng)電場(chǎng)完成低電壓穿越和偏航保護(hù)改造后，造成機(jī)組PLC和SCADA系統(tǒng)部分故障點(diǎn)表和時(shí)鐘不對(duì)應(yīng)，變槳后備電源自檢參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，驗(yàn)收時(shí)未及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

6.5其他問(wèn)題

（1）技術(shù)防范措施要求“在變槳系統(tǒng)工作電源正常供電情況下，應(yīng)優(yōu)先使用工作電源執(zhí)行變槳?jiǎng)幼鳌?。黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)一期風(fēng)電機(jī)組在安全鏈觸發(fā)后優(yōu)先使用后備電源供電，不符合反措要求。

（2）黑龍江某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組維護(hù)檢修規(guī)程不完善，相關(guān)后備電源和安全鏈測(cè)試要求不明確。

（3）技術(shù)監(jiān)督工作不全面不細(xì)致。未按要求每年至少測(cè)試一次變槳蓄電池（超級(jí)電容）的內(nèi)阻（容量），僅對(duì)后備電源電壓進(jìn)行測(cè)量，未能及時(shí)掌握變槳蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)存在的主控?zé)o法監(jiān)測(cè)變槳蓄電池溫度、塔基主控UPS電源容量不足等問(wèn)題未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

7防范措施

7.1立即開(kāi)展風(fēng)電機(jī)組飛車隱患排查治理。嚴(yán)格按照要求對(duì)風(fēng)電機(jī)組故障進(jìn)行分級(jí)分類管理，高度重視并認(rèn)真對(duì)待風(fēng)電機(jī)組SCADA系統(tǒng)報(bào)出的每一個(gè)故障和報(bào)警。重點(diǎn)檢查風(fēng)電機(jī)組安全鏈?zhǔn)欠裢暾?、各?jié)點(diǎn)是否能正確觸發(fā)，變槳系統(tǒng)供電電源是否存在無(wú)后備供電保障的情況，變槳系統(tǒng)鉛酸電池是否存在內(nèi)阻、電壓、容量、放電時(shí)間不滿足要求的情況，變槳系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)是否存在卡滯現(xiàn)象。

7.2加強(qiáng)檢修管理。立即修訂檢修管理制度，完善檢修項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)，將重要電氣回路接觸器、繼電器、蓄電池加熱系統(tǒng)檢修列入定期檢修計(jì)劃。加強(qiáng)巡檢維護(hù)人員培訓(xùn)，提高人員技能水平，確保巡檢消缺工作落實(shí)到位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)消除設(shè)備隱患。

7.3強(qiáng)化隱患排查整改力度。開(kāi)展安全鏈供電回路整改，安全鏈回路必須獨(dú)立供電，嚴(yán)禁混合供電。立即開(kāi)展機(jī)組隱患排查工作，重點(diǎn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組安全鏈保護(hù)回路、電氣保護(hù)、蓄電池電源、防雷性能等進(jìn)行全面排查、試驗(yàn)，確保安全鏈、蓄電池電源動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，設(shè)備安全可靠運(yùn)行。針對(duì)不具備變槳電源切換功能和電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)等問(wèn)題，持續(xù)推進(jìn)變槳系統(tǒng)直流改交流項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。是否有無(wú)關(guān)負(fù)載接入機(jī)組控制系統(tǒng)UPS，符合要求仍然不滿足，應(yīng)對(duì)UPS進(jìn)行升級(jí)增容。

7.4加強(qiáng)缺陷管理。風(fēng)電機(jī)組安全鏈故障或頻繁發(fā)生的故障，嚴(yán)禁簡(jiǎn)單處理就復(fù)位重啟，要及時(shí)就地全面檢查處理；及時(shí)分析查找根本原因，及時(shí)采取有效措施，杜絕發(fā)生因處理不及時(shí)、不正確導(dǎo)致的故障擴(kuò)大；強(qiáng)化缺陷閉環(huán)管理，嚴(yán)格執(zhí)行缺陷管理制度，杜絕缺陷長(zhǎng)期不消除、風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期帶病運(yùn)行情況的發(fā)生。

7.5深刻吸取本次事件教訓(xùn)。舉一反三，對(duì)照以往發(fā)生的人身和設(shè)備事件，暴露問(wèn)題和防范措施，立即組織排查，認(rèn)真梳理設(shè)備本身和管理方面存在的問(wèn)題，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行整改，避免類似事件發(fā)生，增加系統(tǒng)對(duì)時(shí)功能。

7.6規(guī)范風(fēng)機(jī)技改工作管理，統(tǒng)一SCADA數(shù)據(jù)格式、風(fēng)機(jī)故障編碼。