图5-16并网瞬间24V电压波动图
图5-17超速模块测试试验
通过静态和动态运行测试数据可知,发电机系统电磁场是超速模块24V工作电压的干扰电源,风电机组在并网瞬间和并网后运行时产生的电磁场对超速模块24V电源干扰值达到±2V。因安全原因,现场未进行高转速的干扰电压测试,如在额定转数条件下测试干扰电压数值一定≥2V。18号风机最近的快照日志显示:
11月24日13:00超速误动作但收桨成功,此时主轴转速为19.0rpm,机为额定功率运行状态,说明发电机系统额定功率工况下的电磁场对超速模块24V电源干扰最大。抽查30号风机发现12月14日、12月15日超速保护模块各误动作一次,对应主轴转速分别为19.05rpm、19.01rpm。
结论:18号风机在不满足触发条件情况下报出“主轴超速模块紧停”引起安全链动作,是主轴超速保护误动作;风电机组主轴超速模块24V电压降低后抗干扰性差,误动作现象频发。
5.3.3.3桨叶未及时回桨分析
风机正常运行时变桨距或正常停机时的收桨电源采用驱动器供电,安全链启动时属于事故停机,收桨电源切换至蓄电池。12月25日上午,安全措施完成后,在公司、电科院、厂家共同见证下,进入18号风机轮毂内检查发现:桨叶1蓄电池出厂时间部分是2015年,部分是2016年,桨叶2、桨叶3蓄电池出厂时间均是2016年(主机厂家规定蓄电池更换周期为3.5年);现场测量蓄电池电压,桨叶1、2、3电压分别为0V、10V、0V,说明蓄电池均已处于无容量状态。
查看图纸(见附录),蓄电池供电时6K1接触器、6K2接触器是关键电气元器件:6K1接触器为电池供电时收桨电机电气主回路元器件,只有其主触头接通,电机才能转动收桨;6K2接触器为电池供电时收桨电机轴承刹车装置的电气主回路元器件,只有其主触头接通,刹车装置才能释放,否则刹车装置会将收桨电机抱死使其无法转动收桨。
(1)1号桨叶未及时回桨分析
将1号桨叶塔基前置机存储数据绘制成曲线(图5-18)并分析可以发现:7:46:33(修正前时间)1号桨叶电机启动,启动电流约22安培,并平滑下降,桨叶角度未变化,一直处于0度位置,40秒后,电机电流下降至6安培左右,此时桨距角开始变化,并迅速到达70度位置(电池变桨速率最快20度/秒)。对6K2接触器进行试验,发现动作时主触头时而接通、时而不通,拆开解体后发现有主触头烧熔现象,见图5-19。
因此分析判断:当事故收桨信号发出后,6K1接触器吸合,1号电机有电流,但由于接触器6K2主触头烧熔造成接触不良导致此时不通电,刹车装置抱死,造成收桨电机无法转动,叶片角度不变;由于电池本身性能下降,40秒左右后电池电压跌落到80V(接触器脱扣动作电压)左右,6K1接触器释放,直流电机断电;停止供电后电池电压有所上升,6K1接触器又重新吸合,而此时6K2接触器处于吸合导通状态,刹车装置通电释放,叶片迅速收桨;待叶片收桨到70度左右后,因电池电量最终消耗殆尽而终止,事故收桨系统停止工作。6K2接触器烧熔的原因:直流电和交流电最大的不同点是交流电弧过零点而直流电弧不过零点,接触器开断时,直流电弧由于其不过零点,接触器频繁动作时导致其主触头易损坏。
查看18号风机收桨动作记录,4月19日-11月24日共发生收桨15次,见下图。
图5-18 1号桨叶电机电流和桨矩角曲线(右纵坐标单位为安培)