风电场运行异常及事故处理探析

1.风电场异常运行与事故处理基本要求

（1）当风电场设备出现异常运行或发生事故时，当班值长应组织运行人员尽快排除异常恢复设备正常运行，处理情况记录在运行日志上。

（2）事故发生时应采取措施控制事故不再扩大，并及时向有关领导汇报，在事故原因查清前运行人员应保护事故现场和损坏的设备，特殊情况例外（如抢救人员生命），如需立即进行抢修的必须经领导同意。

（3）当事故发生在交接班过程中，应停止交接班，交班人员必须坚守岗位处理事故，接班人员应在交班值长指挥下协助事故处理，事故处理告一段落后，由交接双方值长决定是否继续交接班。

（4）事故处理完毕后，当班值长应将事故发生的经过和处理情况，如实记录在交接班簿上。事故发生后，应根据计算机记录对保护信号及自动装置动作情况进行分析，查明事故发生的原因并写书面报告汇报上级领导。

2.风力发电机组异常运行及故障处理

（1）对于标志机组有异常情况的报警信号，运行人员要根据报警信号所提供的部位进行现场检查和处理。

1）液压装置油位及齿轮箱油位偏低，应检查液压系统及齿轮箱有无泄漏，并及时加油恢复至正常油面。

2）测风仪故障，风力发电机组显示输出功率与对应风速有偏差时，检查风速仪风向仪的传感器有无故障，如有故障则予以排除。

3）风力发电机组在运行中发现有异常声音，应查明响声部位分析原因并做出处理。

（2）发电机超温而自动停机的处理。

发电机温度监测，所有发电机的三个线圈和两个轴承的温度都受到温度传感器的监测。如果线圈温度达到Twinding≥140℃，监测系统会报警并且减小功率。如果温度达到或者超过Twinding≥155℃。（绝缘等级F的线圈极限值），风能转换器将在“快速停止”情况下停机，在风能转换器可以被再次启动前，必须清除错误信息。所有的温度传感器都用于监测线路破损和短路。

（3）风力发电机组在运行中发生设备和部件超过运行温度而自动停机的处理。

风力发电机组在运行中可控硅温度、控制箱温度、齿轮箱油温、机械制动刹车片温度超过规定值均会造成自动停机，运行人员应查明设备温度上升原因，如检查冷却系统刹车片间隙，刹车温度传感器及变送回路，待故障排除后才能重新启动风力发电机组。

（4）风力发电机组液压控制系统油压过低而自动停机的处理。

运行人员应检查油泵工作是否正常，如油压不正常应检查油泵油压缸及有关阀门，待故障排除后再恢复机组自启动。

（5）风力发电机组因调向故障而造成自动停机的处理。

为了检测机舱位置，需安装一个传感器。用这个传感器来计算相对于中间位置的机舱位置。用旋转编码器（RE）来进行两项主要的任务：①它可以检测出机舱的转动在何时通过触动一个硬件开关，而确认超出电源电缆的穿孔极限；②它发出的一个信号来测量机舱的准确位置。此信号通过RE内置的一个光学编码器来发射。此外，RE还提供相对于参考点的机舱的位置信号（左侧或右侧）。

在RE轴上，有一个小齿轮，它和机舱上的偏航小齿轮相连。RE轴和光学编码器相连，并且通过齿轮和四个凸轮相连。四个凸轮可以进行相对调节。四个凸轮中的任一一个都可以激活其自身的快动开关（快速动作，强制打开开关）。四个凸轮不具有下列功能：

凸轮1：右预警

凸轮2：左预警

凸轮3：转动保护

凸轮4：左，右

如果风机是首次启动，那么机舱要移动到中间位置。此数值存储在操作控制系统中。两个方向的端部位置都存储在操作控制软件中。在机舱转动过程中，不断监测用做看门狗的凸轮环。如果没有信号发出，即使机舱正在转动，也可以确定限位开关或偏航之间的连接有故障。然后，操作控制软件会关断偏航变频器的安全装置。在有资质的维护人员修复故障前，机舱不能进行移动。如果超出软件设定的端部位置，只有在有资质的维护人员进行修复后，机舱才能进行转动。

极限值软件极限是±1.8V每个方向（总计1300°）。硬件极限是±2r每个方向（总计1400°）。

如果超过转动极限，则不能再动作并且风机将在“快速停机”的模式下停机，然后运行人员应检查调向机构电气回路偏航电动机与缠绕传感器工作是否正常，电动机损坏应予更换，对于因缠绕传感器故障致使电缆不能松线的，应予处理，待故障排除后再恢复启动。

（6）风力发电机组转速超过极限而自动停机的处理。

风力发电机有两个单独的传感器记录风机的速度并且提供控制装置所需的输入变量。一个和频率变流器相连的传感器记录轮毂速度，另一个速度传感器和发电机相连。位于发动机上的传感器的信号被传输给监测操作控制系统的速度信号的功率变频器。此信号还传送给轮毂内的监测速度信号的变桨变频器。连续比较轮毂的速度信号和发电机的速度信号。此项比较工作由操作控制系统执行。如果两个信号之间有差异，则触发一个“快速停止”。

如果轮毂转速超过20.83r/min（发电机转速超过1980r/min），风力发电机将在“变桨错误停止”的情况下停机。由于冗余的原因，当发电机或轮毂速度略微超过极限时，风能转换器将在“快速停止”情况下被操作系统停机。并且停机时间至少保持5min。如果平均风速降低，小于停机速度3m/s，风机重新启动。

如果轮毂转速超过22.09r/min（发电机转速超过2100r/min），机舱和轮毂内的安全系统以及“紧急停止”将被触发。

（7）风力发电机组超过最大叶片转动角度而自动停机的处理。

如果超过最大叶片转动角度（此数值取决于使用的转子叶片），风力发电机将在“正常停止”情况下停机，并且停机时间至少保持5min。如果平均风速vshort-time（5min平均风速，用一阶滤波器计算得出的）降低，小于停机速度3m/s，风机重新启动。

（8）风电机组振动超过允许振幅而自动停机的处理。

机舱内的一个传感器会检测过强的振动。传感器的输出将同时发送给安全系统和监测系统。如果振动传感器起作用，则立即触发一个“紧急停止”并且保存所发生的事件。此外，机舱内的塔筒振动由两个成90°角设置的增量模拟传感器进行测量。塔筒频率可以被这些模拟测量值在线滤出。如果塔筒顶部的加速度过大，转子叶片将向顺桨位置方向转动20°直到加速度变为正常。然后，转子叶片再慢慢转回到工作位置。

（9）风力发电机组运行中发生系统断电或线路开关跳闸的处理。

当电网发生系统故障造成断电或线路故障导致线路开关跳闸时，运行人员应检查线路断电或跳闸原因（若逢夜间应首先恢复主控室用电），待系统恢复正常则重新启动机组并通过计算机并网。

（10）风力发电机组因异常需要立即进行停机操作的顺序。

1）利用主控室计算机进行遥控停机。

2）发遥控停机无效时则就地按正常停机按钮停机。

3）当正常停机无效时使用紧急停机按钮停机。

4）仍然无效时拉开风力发电机组主开关或连接此台机组的线路断路器。(www.xing528.com)

3.风电场事故处理

（1）事故处理的一般原则。

1）事故处理应以保人身、保设备、保电网为原则。

2）尽量保证厂用电的正常运行，保证保安电源的正常供电，以免事故扩大。

3）尽快对已停电的用户恢复供电。

4）事故处理应在值长的统一指挥下进行处理，各岗位应及时联系，密切配合。

5）事故处理必须严格执行发令、复诵、汇报和录音制度，必须使用统一的调度术语和操作术语。操作命令和汇报内容应简明扼要，命令执行后应及时向发令人汇报，不得经第三者转达。

6）事故发生在交接班时，如未接班，接班人员应在交班值长的指挥下协同处理事故，待事故处理告一段落到明确状态后，由值长统一发令交接班；如已接班，交班人员应主动协助处理并听从接班值长的指挥。

7）事故发生时应及时汇报，有关技术人员应尽快到场协助事故处理。

8）事故处理时，应根据下列顺序进行判断和操作：

a.根据设备参数指示、变化及继电保护动作情况判断发生事故的设备及事故性质。

b.根据事故现场设备外部迹象判断事故地点及范围。

c.如果事故对人身或设备构成威胁时，应设法迅速解除威胁，必要时停止设备运行。

d.对故障设备进行隔离，做好安全措施，通知检修处理并保护好事故现场。同时保持运行设备的正常运行。

e.事故处理的每一阶段应及时与有关部门联系，以防事故扩大。

f.事故处理过程中，应及时逐级向上级汇报，事故处理完毕后应做好详细记录。

（2）事故处理结束后，各岗位应将事故现象、时间、范围及处理经过详细记录在运行日志内，并由值长召集本值有关岗位人员进行事故分析。

（3）发生下列事故之一者风电机组应立即停机处理：

1）叶片处于不正常位置或相互位置与正常运行状态不符时。

2）风电机组主要保护装置拒动或失灵时。

3）风电机组因雷击损坏时。

4）风电机组因发生叶片断裂等严重机械故障时。

5）制动系统故障时。

6）混凝土地基有裂纹。

7）风机或变压器站中有昆虫巢穴和鸟巢。

8）漏油，特别是变桨轴承、大轴承、偏航轴承、液压系统或制动器。

（4）当机组发生起火时，运行人员应立即停机并切断电源。迅速采取灭火措施防止火势蔓延。当机组发生危及人员和设备安全的故障时，值班人员应立即拉开该机组线路侧的断路器。至少250m半径范围内疏散人群，周围地区必须密封。

（5）风电机组主开关发生跳闸时，要先检查主回路可控硅、发电机绝缘是否击穿，主开关整定动作值是否正确，确定无误后才能重合开关，否则应退出运行进一步检查。

（6）机组出现振动故障时，要先检查保护回路。若不是误动应立即停止运行，做进一步检查。

（7）当风机出现飞车时，人员立即离开风机并切断所有电源，不能在附近地区滞留。

（8）风机叶片结冰。某种气流和气候条件下，叶片上会结冰。叶片上因冰产生的额外的重量会导致风轮不能平衡。塔筒顶部的振动传感器能够检测塔筒的振动速度，当达到临界值时停机。湿度和温度（备选）在达到临界温度—湿度时（露点，有结冰危险），风力发电机自动停机并显示“有结冰危险”报警。

在风力发电机外有冰块掉落的危险，为防止被掉落物体砸伤，请勿接近危险区域。危险区域的半径取决于掉落物体的高度，见表51。

表51　掉落物体的危险区域

注　h—高度；d—风轮直径。

（9）风电场内电气设备的事故处理，可参照下列标准中相应的规定处理：

1）升压站的事故处理参照DL/T 572、GB 14285、《电力电缆运行规程》、DL 5027和DL 408进行处理。

2）风电机组的升压变事故处理参照DL/T 572的规定处理。

3）风电场内架空线路事故处理参照SD 292的规定处理。

4）风电场内电力电缆事故处理参照《电力电缆运行规程》的规定处理。