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遼寧某風(fēng)電場(chǎng)33機(jī)組葉輪墜落事故調(diào)查報(bào)告

1.事故簡(jiǎn)稱#33機(jī)組葉輪墜落事故

2.事故起止時(shí)間:2021120506時(shí)33-120506時(shí)35

3.事故發(fā)生時(shí)氣象及自然災(zāi)害情況:

氣溫:-8  風(fēng)速:9.05m/s  風(fēng)向:西南  天氣:陰

4.事故等級(jí)(事故性質(zhì))C類一般事故

5.本次事故損失及影響情況

#33機(jī)組齒輪箱主軸斷裂,葉輪整體墜落損壞;三線#15轉(zhuǎn)角塔損壞,6根水泥桿損壞,LGJ-150導(dǎo)線約1500米損壞。

6.事故前工況

事故發(fā)生前風(fēng)速9.05m/s,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1801rpm,槳距角-1°,#33機(jī)組出力1533kW。

7.事故設(shè)備情況

機(jī)組類型:1500kW

序號(hào)

重點(diǎn)工作統(tǒng)計(jì)

對(duì)應(yīng)材料

1

20090426日 完成吊裝

附件1-1

2

20100104日 機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行

附件1-2

3

20200322日 更換齒輪箱

附件1-3

4

20200327日 風(fēng)機(jī)特巡工作

附件1-4

5

20200430日 巡檢、柜門技改、換變槳電池

附件1-5

6

20200517日 處理齒輪箱高速泵斷路器故障

附件1-6

7

20200613日 變頻器綜合治理

附件1-7

8

20200728日 齒輪箱內(nèi)窺鏡檢查未發(fā)現(xiàn)異常

附件1-8

9

20210729日 巡檢及350A保險(xiǎn)技改

附件1-9

10

20211102日 定檢及控制柜線路治理

附件1-10

8.事故經(jīng)過(guò)

1)故障象征

20211256時(shí)35分,三線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作,故障電流Ia=47.52A,故障錄波器顯示BC相間短路(附件2.繼電保護(hù)信息),測(cè)量線路絕緣為零。

7時(shí)05分,檢修人員巡視三線,未見(jiàn)異常。

10時(shí)03分,對(duì)通訊中斷的#33風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)#33風(fēng)機(jī)葉輪掉落;塔筒劃痕約20米;葉片掉落導(dǎo)致相鄰東升三線15號(hào)轉(zhuǎn)角塔折斷,16號(hào)至21號(hào)共6根水泥桿不同程度損壞,其中桿頂頭鐵8個(gè)變形彎曲,橫擔(dān)及其他相關(guān)金具6套損壞;線路光纜金具損壞,光纜存在磨損(附件3.事故現(xiàn)場(chǎng)照片1-4)。

10時(shí)10分,安排檢修人員登機(jī)檢查發(fā)電機(jī)、控制柜、電氣元件等其他部件損壞情況,未見(jiàn)異常。

(2)保護(hù)裝置動(dòng)作信息

從服務(wù)器導(dǎo)出PLC記錄數(shù)據(jù),查看該機(jī)組事件日志中風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采集和發(fā)出的指令信息:輪轂掉落前,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1872rpm,風(fēng)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)鏈方向的擺動(dòng)為1.5%;機(jī)組機(jī)艙加速度傳感器測(cè)得的驅(qū)動(dòng)和非驅(qū)動(dòng)加速度為0.01m/s2。

9.事故報(bào)告情況

12510時(shí)57分,省公司向上級(jí)單位安環(huán)部、生技部、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控中心匯報(bào)事故初報(bào)。126日上級(jí)單位安環(huán)部前往現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)事故調(diào)查。

10.事故處置情況

為防止次生事故發(fā)生,在事故發(fā)生的關(guān)鍵路口設(shè)置警戒隔離帶,組織人員現(xiàn)場(chǎng)值守。遼寧公司組織成立事故調(diào)查組,分為數(shù)據(jù)分析、事故調(diào)查、設(shè)備恢復(fù)三個(gè)工作組,迅速開(kāi)展事故調(diào)查和設(shè)備恢復(fù)工作。

11.事故原因分析

1)調(diào)取省級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)秒級(jí)數(shù)據(jù)繪制時(shí)間、風(fēng)速、功率、轉(zhuǎn)速、槳葉角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行控制邏輯分析,未見(jiàn)異常。 

6時(shí)33分,機(jī)組報(bào)出“52變槳2驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤”、“19輪轂驅(qū)動(dòng)故障”、“14 振動(dòng)傳感器”、“34制動(dòng)器轉(zhuǎn)子過(guò)速”故障。6時(shí)34分,機(jī)組變槳系統(tǒng)通訊中斷、400V電源中斷、主控系統(tǒng)通訊中斷。(附件4.1

06:33:47#2葉片變槳電機(jī)扭矩由42.44Nm變?yōu)?/span>0Nm,槳葉角度從此刻開(kāi)始一直為0.13°;#1#3葉片角度及扭矩?cái)?shù)據(jù)變化符合槳距角調(diào)節(jié)邏輯。推斷#2葉片變槳變頻器進(jìn)入異常狀態(tài)。(附件4.2

06:33:48機(jī)組報(bào)出“52 變槳2驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤”、“19 輪轂驅(qū)動(dòng)故障”故障,機(jī)組狀態(tài)由“7發(fā)電狀態(tài)”變至“1故障狀態(tài)”。

06:33:48-06:33:53瞬時(shí)風(fēng)速由9.05m/s降到8.81m/s;機(jī)組停機(jī)過(guò)程中,葉輪轉(zhuǎn)速由1772轉(zhuǎn)下降至1761轉(zhuǎn);發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由1811轉(zhuǎn)升高至1872轉(zhuǎn)。在53秒時(shí)刻,葉輪轉(zhuǎn)速1和葉輪轉(zhuǎn)速2數(shù)據(jù)丟失。從葉輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)不一致及葉輪轉(zhuǎn)速1和葉輪轉(zhuǎn)速2數(shù)據(jù)丟失推斷,主軸在53秒時(shí)刻斷裂。(附件4.3

2)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

機(jī)組主軸斷裂位置為圓度段主受力區(qū)(附件5.1),斷口兩側(cè)呈現(xiàn)疲勞源、擴(kuò)展及特征區(qū),中間區(qū)域?yàn)樗矓鄥^(qū)(附件5.2)。發(fā)現(xiàn)兩處主要問(wèn)題:一是主軸斷口邊緣存在大面積異常銹蝕坑(附件5.3),并形成貝紋擴(kuò)展區(qū),二是主軸斷口兩側(cè)出現(xiàn)條狀疲勞斷裂區(qū),有明顯疲勞源和貝紋擴(kuò)展區(qū),且有清晰銹蝕(附件5.4)。

3)上海寶冶工程技術(shù)有限公司《失效分析報(bào)告》(附件6)結(jié)論:送檢主軸斷裂模式為多源疲勞斷裂。其中12點(diǎn)區(qū)域明顯可見(jiàn)軸向深度33mm、長(zhǎng)度430mm的疲勞裂紋;6點(diǎn)區(qū)域明顯可見(jiàn)軸向深度43mm,長(zhǎng)度440mm的疲勞裂紋。

綜上,本次事故原因?yàn)椋糊X輪箱內(nèi)嵌主軸主受力區(qū)存在兩處隱性裂紋,分別為12點(diǎn)區(qū)域深度33mm、長(zhǎng)度430mm的疲勞裂紋和6點(diǎn)區(qū)域深度43mm、長(zhǎng)度440mm的疲勞裂紋(安裝位置所限,外觀檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)),在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,受風(fēng)輪交變載荷作用催化主軸裂紋擴(kuò)展,最終造成主軸斷裂,葉輪整體墜落。

12.事故暴露問(wèn)題

齒輪箱維修廠家提供的主軸存在質(zhì)量問(wèn)題

齒輪箱內(nèi)嵌主軸的主受力區(qū)存在隱形裂紋齒輪箱出廠前未對(duì)主軸開(kāi)展探傷檢測(cè),未提供主軸探傷檢測(cè)報(bào)告。對(duì)本次事故負(fù)有全部責(zé)任。

13.預(yù)防事故重復(fù)發(fā)生的措施

1立即開(kāi)展該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱專項(xiàng)檢查。全面檢查該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱油溫、軸承溫度、地腳螺栓等運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)異常立即分析原因采取措施。

2)開(kāi)展該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱主軸探傷。廠家維修且在質(zhì)保期內(nèi)的齒輪箱,廠家負(fù)責(zé)開(kāi)展主軸探傷工作,出具檢測(cè)報(bào)告;其他該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱主軸探傷檢測(cè)工作委托工程技術(shù)公司開(kāi)展,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理。

3)加強(qiáng)大部件返廠維修質(zhì)量管控。制定大部件返廠維修質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn),維修過(guò)程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)應(yīng)派遣技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證和監(jiān)督。

4)加強(qiáng)返廠維修后設(shè)備驗(yàn)收管理。完善設(shè)備檢修管理辦法,要求設(shè)備返廠維修后維修廠家必須出具全面的產(chǎn)品質(zhì)量合格報(bào)告,報(bào)告應(yīng)包括各部件質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告和整體傳動(dòng)試驗(yàn)報(bào)告。

14.對(duì)事故的責(zé)任分析和對(duì)責(zé)任人的處理意見(jiàn)

#33風(fēng)機(jī)齒輪箱維修合同》(KP2020-437.3條款“質(zhì)保期間乙方負(fù)責(zé)針對(duì)維修中更換的零件實(shí)行“三包”:質(zhì)保期間出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的,由乙方承擔(dān)齒輪箱維修及恢復(fù)正常運(yùn)行的所有費(fèi)用,賠償給甲方造成的直接損失和間接損失”的約定(附件10)。

由廠家承擔(dān)全部經(jīng)濟(jì)損失,包括設(shè)備恢復(fù)和電量損失。

15.附件

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圖1 線路跳閘保護(hù)信息

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故障錄波信息

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圖3 事故現(xiàn)場(chǎng)整體情況

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圖4 主軸斷裂斷面

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圖5 損壞鐵塔

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圖6 受損水泥桿塔

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圖7 #33機(jī)組故障時(shí)刻信息

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圖8 #33機(jī)組槳距角控制數(shù)據(jù)

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圖9 #33機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)比

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圖10 主軸裝配結(jié)構(gòu)示意圖

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圖11 主軸斷口圖

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圖12 片狀銹蝕區(qū)域