风电机组火灾隐患治理措施

赵小东152632198208274831

摘要：近年来，新能源发电行业迅猛发展，随着新能源占比不断增加，特别是火灾、飞车、倒塔及叶片折断时有发生。本文结合现场工作经验对重大事故的成因及预防措施进行深入分析，并提出一些实用性强且效果明显的预防措施。有效防止风电机组火灾事故发生。

关键词：风电机组，火灾隐患，措施

引言：风电机组装机容量和机组参数在不断增加的同时，机组运行中的各种事故也引起人们的重点关注，并且影响着发电机组乃至整个电网运行的可靠性。在众多事故中，火灾事故是其中最大的灾害之一，因此，风电机组的火灾防控也成为风电场运行中的重要管理工作，需要从现代消防的安全角度出发来对风电机组的火灾成因以及灾害程度进行分析，并提出合理的预防和控制措施。

一、风电机组主要着火原因分析

1、设备本身及设计缺陷

陆上风电大部分建设于山地、丘陵地区，夏季炎热、多沙尘，设备运行条件比较恶劣，大量电气元件由于风沙、环境温度较高及设计问题较容易发生电气故障，引发火灾。风电机组易发生着火得部件或区域主要有：变频器、动力电源控制柜、高速轴制动器、主并网接触器、叶片防雷系统、机舱内干式变压器及机舱加热等系统易引发火灾。

2、检修不到位

由于风电最近几年发展快，人员技术力量跟不上，很多维修人员在工作时没有风电机组防火意识。如，设备渗漏油、电缆绝缘破损、690V电压回路电缆线鼻子压接不牢固、刹车制动器回位不到位、刹车制动片磨损、烟雾传感器失效、加热系统失效等问题。

二、重点防火部位治理

（一）高速轴刹车系统

1、刹车间隙调整

防范措施：每6个月对刹车间隙进行测量，制动器的摩擦片和刹车盘之间的间隙为 1‐3mm 且两侧间隙均匀；刹车片厚度不含钢背刹车片最小厚度：3-5mm，对刹车间隙不符合要求的进行调整；刹车片或刹车盘厚（参考值20mm）度不符合要求的进行更换（其中1个刹车片不满足要求，对全部进行更换）。

2、高速轴制动器渗漏油

防范措施：每3个月巡检一次，制动器本体及油管应无异常，固定牢固，表面清洁，无油污或漏油现象，如发现油管漏油及时进行处理；发现刹车盘存在裂纹、破损、变形或高温过热磨损痕迹及时进行更换。

3、刹车紧急制动器启动超时

防范措施：在测试模式下，刹车测试时紧急停机时刹车应能够在规定时间内启动，且制动时间符合设计要求；不符合要求的制动器及时检修，必要时解体检查，发现异常部件及时更换。

4、高速刹车存在异常摩擦

原因分析：（1）液压站打压过程中，空气进入高速刹车油管，在高速制动情况下，空气进入高速刹车卡钳，造成高速刹车释放不充分（无法回位），刹车片与刹车盘之间间隙变小，产生摩擦现象；（2）高速刹车卡钳活塞无法回位，存在卡涩现象，导致刹车片与刹车盘存在摩擦问题。

防范措施：（1）每六个月对高速刹车卡钳进行排气，检查刹车片磨损情况；（2）做高速卡钳刹车、释放测试检查高速卡钳活塞回位是否正常，有无卡涩现象；（3）检查高速刹车片内置热敏电阻完好，测量高速刹车片热敏电阻回路正常（处于常闭状态）。（4）每三个月检查高速刹车保护回路无屏蔽、短接的问题。

（二）防雷系统

叶片遭受雷击

原因分析：风电场地处高原地带，雷雨季节频繁，如风电机组叶片、机舱、塔筒、基础防雷接地系统异常时易造成直击雷击中叶片或机舱，导致火灾。

防范措施：（1）每年雷雨季节前做好风电机组接地电阻测量工作。（2）每年定期对叶片避防雷系统进行全面检查，保证叶片防雷系统可靠运行。（3）针对风轮与机舱的避雷系统采用间隙放电建议改造为直接接触式放电方式。

二、电气系统

1、主并网回路母排、并网接触器、励磁接触器、变频器、变压器等一次设备动力电缆连接点及设备本体无松动，温度正常，无异常灼伤痕迹；发电机定转子接线接头处与母线固定螺栓松动；电气盘柜内无严重积灰积尘，防止电气设备过热造成短路；马鞍桥动力电缆是否有磨损、划伤情况。导电轨电缆进线箱电缆接头处与母线固定螺栓松动或导电轨中段连接处固定螺栓松动。

防范措施：

（1）每三个月巡检一次。检查固定螺栓力矩标记线无位移，力矩值符合要求，无发热、变色痕迹，对发热变色螺栓重点处理、打磨氧化层、涂抹导电膏，装测温贴并定期跟踪发热及设备运行状况，发现有恶化趋势及时处理。

（2）在并网接触器上下母排粘贴测温贴，每三个月检查一次温度变化情况。每年开展一次断路器分、合试验，确定断路器正常分合，无拉弧情况。

（3）每三个月检查接触器或开关是否存在打火现象，发现异常情况及时处理，必要时解体检测及更换接触器（整体更换）。

2、风电机组主控不具备联跳断路器

防范措施：

（1）建议加装风电机组断路器实现主控系统联跳并网回路断路器功能，在机组脱网时，如出现并网接触器无法分断或变流器控制失效时，则由主控程序控制并网断路器分断，切除故障点，保护发电机组及变频器。或，通过风电机组箱变加装断路器功能箱，实现风电机组主控对箱变低压侧断路器的控制功能。

（2）优化主控程序，实时监测风电机组三相电流平衡状态、定子接触器、网侧接触器，变流器等各个并网点运行状态，一旦发生异常情况，将根据相应判断，输出箱变低压侧断路器分闸信号；通过对变频器脱开主接触器失败或脱开延时、690V 母线电流超过故障整定值的检测，发现接触器异常情况，根据异常的严重程度，分别采取警告故障停机，并执行直接断开箱变低压侧断路器的措施。

（四）变频系统

1、变频柜内积灰造成电路板短路放电，元器件炸裂

防范措施：（1）每半年对变频器内灰尘进行清理。（2）每年对变频器滤网统一进行一次更换。针对变频器IGBT或驱动板发热烧损问题建议加大散热通风量，同时将变频器风扇启动由变频器启动随动控制改为主控根据实际运行环境温度进行控制，避免变频器在极冷极热条件下频繁转换运行，导致电子元件频繁炸裂烧损。

2、变频器水管渗、漏水

防范措施：（1）每年检查水管接头有无深、漏水的情况，对存在渗、漏水问题的水管进行更换。（2）对变频器内胶管进行检查，每5年统一对变频器胶管进行更换。

三、风电机组自动消防系统

1、机舱柜外增加自动消防系统触发引线，将触发引线引致易发生着火的部位。

2、增加烟感探头，将烟感触发信号串入消防装置联动触发回路，实现烟感触发保护。 

3、自动消防系统报警信号应接入远程SCADA系统或独立控制系统，实时监控火灾隐患，并自动启动消防灭火系统。

4、双馈型风电机组重点防火部位（刹车系统附件电缆）加装隔离措施，避免油污及刹车产生熔渣点燃电缆。

5、增加机舱视频监控系统，提前发现火灾隐患，并远程手动启动消防系统进行及时灭火。

6、冷却系统管路采用阻燃材质或涂刷阻燃材料。

结束语：风力发电机组的构成以及特点来采取相应的火灾预防措施一直是风电场日常管理的重点之一，不仅如此，针对机组中的关键部件还要保证其产品质量以及运行中的参数等的合理性，并且进行过载保护以及漏电保护和短路保护装置的设置，机组周围严禁存放易燃易爆物品，员工持证上岗，提高火灾防范意识，确保风电场风力发电机组的安全和稳定运行。

参考文献：[1] 郭永刚, 惠鹏, 鞠伟. 风电场风力发电机组火灾预防分析[J]. 科技资讯, 2017(36).

        [2] 张楠. 风电机作业中的火灾防范措施初探[J]. 农村经济与科技, 2016(10):280-280.