本次事故調查留下的疑問有:
第一,按照事故機組的主控參數設定,當箱變與變頻器三相之間的電流差超過70A,主控就應該報“三相電流不平衡”,然而,發電機定子接線箱處三相均出現了嚴重拉弧、打火,為何主控沒有報“三相電流不平衡”故障?
第二,如果定子接線箱的拉弧、打火是本次事故的起火點,從發電機接線箱到機艙的其他有機可燃物還有相當的距離,火勢又如何擴散蔓延到機艙的其他部位?是發電機潤滑油管及潤滑油泵受熱起火擴散?而潤滑油泵在定子接線箱的左側,且距定子接線箱3 個打火孔的距離在1m 以上。
第三,是否因發電機軸承內部的油脂受熱蒸發導致火勢迅速蔓延?還需進一步求證。如果成立,油脂蒸發的熱量來自定子接線箱打火、變頻器沒有及時脫網定子線圈加熱所致,還是在軸承處導電、電擊加熱,或其他原因造成?仍需進一步分析。
第四,是何種原因造成發電機定子接線箱內的拉弧、打火?打火的具體過程是怎樣的呢?
機組在經過風電場的擅自改造后,眾多性能已經改變,僅變頻器就涉及多個廠家,該機組及變頻器已不單屬于哪一個廠家的產品,因不了解其性能,又缺乏此類機組的運維經驗,加之,在短時間所能收集的信息有限。因此,不能準確鎖定此次事故定子接線箱打火的原因及火勢得以擴散、蔓延的整個過程。
為避免事故的再次發生,該風電場機組首先應該盡快規范變頻器“定子接觸器改造”,重點檢查變頻器改造存在的安全隱患。
該風電場機組的原配置狀況及特點
該風電場的風電機組在國內投運較早,技術也很成熟。在技術引進時,根據與REpower 廠家簽訂的“Licence 協議”,機組如有任何改動,必須通知REpower 廠家確認,這既是對用戶負責,同時又是質量管控不可或缺的環節。
該風電場機組的基本配置為:LUST 直流變槳輪轂系統,丹麥Mita 公司WP3100 主控,德國ALSTOM 公司生產的1.5MW 雙饋變頻器,通訊控制器為IC500,后臺軟件為Gateway,以上機組部件均為國外原裝進口。這些配置和技術參數均由REpower 廠家確定。主控、變頻器均能與通訊控制器的軟硬件配套,主控和變頻器數據可通過互聯網實時地傳到設備廠家的公司總部,主控的遠程故障診斷工具也較為完善,因此,能便捷地實現“集中監控,區域維修”。
該機型雖然技術成熟、保護電路完善。也正因如此,在維修變頻器及機組時,技術難度較大。如果運維人員技術水平不夠高,往往會因機組故障判斷困難造成備件消耗量大,停機次數多等問題;而經驗豐富的維修人員嚴重缺乏;充分了解、運用和體會到該機型優點的從業人員更少。因此,該機型并不普遍被業主看好,這可能是業主實施機組改造的原因之一。
機組改造的原因及隱患
一、機組改造的原因及問題
國家電監會于2012 年3 月1 日印發的《關于加強風電安全工作的意見》要求:“并網風電機組應具備低電壓穿越能力,并具備一定的過電壓能力。”
為了適應電網的要求,該風電場也實施了低電壓穿越、數據上傳和功率管理改造。于是,把Mita 公司WP3100 主控及面板(人機界面)全部更換、ALSTOM 變頻器的控制板件全部更換,并增加低電壓穿越部分。同時,因主控更換、數據上傳和功率管理要求,通訊控制器IC500 與后臺Gateway 軟件也全部更換。
經過對變頻器、主控和環網改造之后,盡管達到了部分目的,但改變了原機組的整體性能,更給現場機組維修、遠程故障診斷和安全檢查等帶來了不便,機組運行安全和運行質量難以保證。
二、機組的現場改造其質量難以得到有效控制,可能帶來安全隱患
機組改造的實施過程欠科學與嚴謹,應是此次事故產生的重要原因。機組在進行低電壓穿越把原ALSTOM 變頻器的控制板件全部更換,完全改變了原機的控制邏輯和安全保護,致使質量優異、保護措施完善的變頻器性能和安全性大大降低。
此外,這些機組的大規模改造都是在現場進行,工作條件差,改造人員的技術水平和工作的嚴謹程度不能得到有效的保證,也沒有嚴格的質量管控體系,改造的每一個環節都可能帶來問題和安全隱患。
例如:某風電場在實施“輪轂電池更換”整改方案時,廠家派了專職人員到風電場更換輪轂電池,而這些人員因為沒有機組維修經驗,不會對機組進行檢查。當更換了9 臺輪轂電池后,設備廠家維修技術人員因處理機組故障來到現場,順便對更換后的機組作了檢查,結果發現:有2 臺分別有一支葉片不能電池順槳,還有一臺有2 支葉片不能電池順槳。從該事例可以看出,如沒有專業人員的檢查,從表面上看現場整改的實際效果,是為了機組安全;而實際情況則是更換電池之后,機組安全性降低。

結語
在實施風電機組的技術革新與風電場機組改造時,需綜合考慮各種影響因素。避免出現安全隱患和發生重大事故。
該風電場的機組燒毀事故與機組改造有著密切的聯系。在增加低電壓穿越功能,實施數據上傳和風電場功率管理時,把技術成熟、質量優異的ALSTOM 變頻器主板、WP3100 主控及與之配套的IC500 通訊控制器和后臺Gateway 軟件全部更換,這不僅是對社會資源的極大浪費,而且,機組改造使質量優異的風電產品淪為帶有安全隱患的劣質產品,這值得深思。
在實施低電壓穿越等機組改造時,如能選擇技術、質量可靠,風電場業績優異的廠商,或由原部件生產廠家進行改造,可能會取得更好的效果。或者,國家相關部門在制定政策時,能根據我國的實際情況,采取較為靈活的政策、措施,例如:對于安裝較早的風電機組適當降低功率管理的傳輸速率要求等。這樣不僅可以避免社會資源的巨大浪費,節約成本,還可以避免風電機組的整體性能因改造而出現風險。