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風(fēng)電機(jī)組重大事故分析(二)
2014-10-30
來(lái)源:CWEA《風(fēng)能》
瀏覽數(shù):2371
一般情況下,在報(bào)“輪轂電池故障”之前,電池檢測(cè)或高級(jí)別剎車時(shí),會(huì)報(bào)“變槳速度太慢”。按照設(shè)定一周一次電池檢測(cè),在前一次電測(cè)檢測(cè)時(shí),三支槳葉都沒(méi)有報(bào)“變槳速度太慢”,也沒(méi)有報(bào)“輪轂電池故障”故障(從現(xiàn)場(chǎng)人員了解,事故機(jī)組運(yùn)行很好),而在需要電池順槳時(shí),不只是一支槳葉在零度位置不能順槳,而是三支葉片都因輪轂電池故障不能順槳,從概率來(lái)講也是很難講得通。
假設(shè),因輪轂電池故障有一支葉片停在零度位置不能順槳的概率為:1×10-3
那么,三支葉片同時(shí)在零度位置的概率為:1×10-9
因此,在輪轂的其他元器件沒(méi)問(wèn)題且接線正確的情況下,三支葉片同時(shí)因電池供電不足停在零度位置不能順槳的概率極低。從概率來(lái)講,這樣的事件低到不可能發(fā)生的程度。
再?gòu)默F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐來(lái)講,當(dāng)時(shí)所使用的LUST直流變槳系統(tǒng),因輪轂電池故障而造成兩支葉片同時(shí)出現(xiàn)順槳問(wèn)題,并保持在零度位置,至今還沒(méi)有發(fā)生過(guò)。所以,當(dāng)電池順槳時(shí),因輪轂電池故障而造成三支槳葉同時(shí)在零度位置,既沒(méi)有理論依據(jù),也沒(méi)有實(shí)踐依據(jù)。
機(jī)組飛車、燒毀和倒塌原因分析
一、該風(fēng)電機(jī)組的剎車原理分析
采用直流變槳系統(tǒng)的Mita控制器WP3100,每一個(gè)狀態(tài)碼都對(duì)應(yīng)一個(gè)剎車程序。當(dāng)一個(gè)狀態(tài)碼激活時(shí)就會(huì)執(zhí)行與之相對(duì)應(yīng)的剎車程序。當(dāng)有多個(gè)狀態(tài)碼激活時(shí),剎車級(jí)別最高的狀態(tài)碼優(yōu)先執(zhí)行。在剎車過(guò)程中剎車程序不能降低,在執(zhí)行剎車程序期間,即使是具有最高剎車程序的狀態(tài)碼復(fù)位了,也要執(zhí)行完這個(gè)高級(jí)別剎車。
三支槳葉同時(shí)不能收槳時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到2400rpm時(shí),則執(zhí)行硬件超速BP200剎車。此時(shí)完全通過(guò)硬件動(dòng)作執(zhí)行。在這種情況下,只與硬件有關(guān),而與風(fēng)電機(jī)組控制器和輪轂軟件程序無(wú)關(guān),也跟風(fēng)電機(jī)組外部供電與否及人為參與無(wú)關(guān)。
當(dāng)主軸剎車器在葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行制動(dòng),要使機(jī)組停下來(lái),一方面,葉片有巨大的慣性,主軸剎車制動(dòng)減速會(huì)產(chǎn)生很大的翻轉(zhuǎn)扭矩,有使塔筒沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向折斷的趨勢(shì),當(dāng)翻轉(zhuǎn)扭矩足夠大時(shí),就會(huì)從塔筒的應(yīng)力集中點(diǎn)折斷;另一方面,要使葉輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),葉輪的動(dòng)能、勢(shì)能和葉輪繼續(xù)吸收的風(fēng)能都消耗在主軸剎車器和剎車盤(pán)上,會(huì)釋放巨大的熱量,同時(shí)可能產(chǎn)生劇烈的火花。因此,主軸剎車器上設(shè)計(jì)有主軸剎車器罩殼,避免火花飛濺造成機(jī)艙起火。但是,當(dāng)葉輪的能量足夠大時(shí),剎車器產(chǎn)生的劇烈火花還是會(huì)燒穿剎車器罩殼,或者引燃周圍的可燃物著火導(dǎo)致機(jī)艙起火。
二、三支槳葉同時(shí)不能順槳原理分析
該機(jī)組使用的直流變槳系統(tǒng),其安全性很高。在正常情況下,電池順槳電路是:電池→接觸器→變槳電機(jī),其順槳方式與機(jī)組的控制軟件無(wú)關(guān),包括輪轂控制軟件和機(jī)組控制軟件。
依據(jù)LUST電路圖,如果電池順槳控制回路,或旁路限位開(kāi)關(guān)回路被強(qiáng)行供上24V直流,那么,需要執(zhí)行電池順槳時(shí),電池順槳控制回路就不能斷電,不可能切換到電池順槳。在執(zhí)行高級(jí)別剎車(需要電池供電順槳)或電池檢測(cè)時(shí),機(jī)組會(huì)報(bào)“限位開(kāi)關(guān)故障”(1159)故障。
在輪轂交流400V供電,以及機(jī)組控制器與輪轂控制器通訊正常的條件下,還可以通過(guò):交流400V→接觸器→輪轂驅(qū)動(dòng)器→變槳電機(jī)順槳,按照控制器WP3100程序控制,三葉片都準(zhǔn)確回到90度,保證機(jī)組安全。
但是,如果存在以上的線路故障(1159),在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,又報(bào)變槳通訊故障,則必然導(dǎo)致機(jī)組的三支葉片同時(shí)不能順槳。這將嚴(yán)重危及機(jī)組安全,也許正是由于這個(gè)原因,Mita控制器WP3100的狀態(tài)碼1159,由程序設(shè)定不能屏蔽。
在上述情況下,如果機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中,沒(méi)有變槳通訊故障,輪轂驅(qū)動(dòng)器供電的交流400V斷開(kāi),或不正常,對(duì)于LUST輪轂,能解開(kāi)變槳電機(jī)的電器剎車,但是,輪轂驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部不能切換到直流供電狀態(tài),三支葉片不能完全順槳,在風(fēng)能和重力的作用下使葉片在一定程度上順槳,且三支葉片收槳的程度很難保持一致,從而使葉輪旋轉(zhuǎn)困難,有利于降低葉輪轉(zhuǎn)速,保證機(jī)組安全。
當(dāng)存在以上的線路故障(1159),在變槳通訊和輪轂驅(qū)動(dòng)器的交流400V供電都正常的情況下,運(yùn)行機(jī)組在緊急順槳,或電池檢測(cè)時(shí),由機(jī)組控制器程序設(shè)定使三支葉片回都到90度位置。由于機(jī)組故障不能切換到正常的電池順槳回路,此時(shí),在變槳通訊和變槳電機(jī)的交流供電都正常的情況下,機(jī)組通過(guò)外界供電,按照Mita控制器WP3100的程序設(shè)定使三支葉片同時(shí)回到90位置。也就是說(shuō),此時(shí),機(jī)組執(zhí)行交流供電順槳,保證機(jī)組安全。
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