前沿拓展：

今年以來，河南風(fēng)電事故頻發(fā)。智火柴風(fēng)電油液在線監(jiān)測系統(tǒng)專家了解到，6月29日，河南省發(fā)展改革委安排部署風(fēng)電項目規(guī)劃建設(shè)安全工作。

風(fēng)電事故在過去也經(jīng)常有出現(xiàn)，風(fēng)電事故一旦出現(xiàn)，對企業(yè)的損失都是很大的，如果不巧有維護(hù)人員在風(fēng)機(jī)上還可能給人員造成無法挽回的人員事故，我們該如何來預(yù)防預(yù)判風(fēng)電齒輪著火事故的發(fā)生呢？我們先來看看風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)原因。

據(jù)中國風(fēng)電新聞網(wǎng)訊：7月11日，河南省南陽市發(fā)生一起風(fēng)機(jī)著火事故，機(jī)組損毀，事故機(jī)型及項目信息不詳。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)原因分析及對策

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成

(一)風(fēng)輪。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)分為水平軸、垂直軸達(dá)拉斯和擴(kuò)散體三種。風(fēng)輪葉片通常是三片。葉片材料主要是增強(qiáng)型樹脂玻璃纖維、增強(qiáng)型聚酯玻璃纖維和碳纖維，表面涂層為淺灰色以防光反射。風(fēng)輪的運行是全自動的。風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速3一-4/s時，風(fēng)輪起動。發(fā)電機(jī)通過控制器軟切換并網(wǎng)。

(二)齒輪箱。低速直接驅(qū)動采用無增速齒輪箱：混合驅(qū)動采用一級齒輪傳動：高速驅(qū)動有多級齒輪箱。多級齒輪箱的第一級是結(jié)構(gòu)緊湊且堅固的高轉(zhuǎn)矩行星齒輪，第二和第三級為旋轉(zhuǎn)級。齒輪箱內(nèi)的冷卻油與發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的熱交換器相連。系統(tǒng)監(jiān)控油溫以確保冷卻油保持恒定或最佳溫度值。

(三)發(fā)電機(jī)。目前，兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)以雙饋異步發(fā)電機(jī)為主，電勵磁同步發(fā)電機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)也在不斷發(fā)展。發(fā)電機(jī)設(shè)計性能應(yīng)滿足高效率最佳運行，適合寬范困轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，采用F級絕緣，可工作在B級絕緣，這樣可延長發(fā)電機(jī)壽命。發(fā)電機(jī)安裝在機(jī)艙內(nèi)比安裝在塔底地面有利于空氣流通散熱。

(四)偏航系統(tǒng)。偏航系統(tǒng)采用四點球軸承回轉(zhuǎn)環(huán)，確保風(fēng)輪處于正確的風(fēng)向位置。偏航操作由三個行星齒輪完成，每一個由電力電子控制的電機(jī)驅(qū)動，這樣偏航齒輪的負(fù)荷大小均勻。偏航制動由六個液壓制動器控制的大盤制動，且每一個偏航齒輪獨立制動，整個系統(tǒng)保證偏航控制平滑。偏航系統(tǒng)有兩個獨立的風(fēng)向標(biāo)檢測風(fēng)速并送主計算機(jī)，保證風(fēng)能最佳利用且驅(qū)動鏈應(yīng)力最小。

(五)蛋電保護(hù)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架一一般有圓錐形鋼結(jié)構(gòu)和梯形柵格鋼結(jié)構(gòu)兩種塔架基礎(chǔ)采用地下鋼筋混凝士結(jié)構(gòu)，隨著塔身高度增加，風(fēng)輪葉片遭受雷擊的概率也增加，必須設(shè)計防雷系統(tǒng)

(六)控制器。風(fēng)輪功率控制采用大功率整流-逆變控制器，以及有源濾波和無功補(bǔ)償。信號處理通常有兩個獨立的計算機(jī)或高速數(shù)字信號處理芯片。主機(jī)在地面控制室的開關(guān)柜內(nèi)，從機(jī)設(shè)在機(jī)艙內(nèi)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)完全實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從遠(yuǎn)程計算機(jī)可讀取所有風(fēng)輪數(shù)據(jù)。

二、風(fēng)電機(jī)組火災(zāi)危險性

在任何地方，風(fēng)電機(jī)組和電器設(shè)備的運行區(qū)城都是在位于距地面50米以上的高度，且無人值守。由于滅火條件不佳，因此火災(zāi)的發(fā)生對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組往往產(chǎn)生毀滅性的損失。風(fēng)電機(jī)組火災(zāi)危險性如下：

(一)電氣系統(tǒng)分布廣泛，線路隱蔽。火災(zāi)隱患時間長且不易發(fā)現(xiàn)。

(二) 機(jī)艙中強(qiáng)氣流的狹小空間內(nèi)容納了各種機(jī)械和電氣設(shè)備。

(三)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)部存在著大量的隔音泡沫、油污、潤滑用油、變壓器油等可燃，易燃材料不僅增加了危險，同時也會加快火焰蔓延的速度。

(四)設(shè)備長時間持續(xù)運行，工作環(huán)境復(fù)雜，零下40度到零上50度。

(五)風(fēng)電場均地處偏遠(yuǎn)，不易數(shù)援。機(jī)艙位于高空，滅火條件困難。

(六)發(fā)電機(jī)組價格昂貴，滅火劑選用不當(dāng)造成二次傷害

三、風(fēng)電機(jī)組發(fā)生火災(zāi)的原因

造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)的原因很多，針對國內(nèi)外造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)案例的分析，可概括為以下幾個方面：

(一)由雷擊導(dǎo)致火災(zāi)。大量火災(zāi)數(shù)據(jù)顯示，雷擊是引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)的主導(dǎo)原因之一，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于50m以上的高空，如沒有避雷設(shè)施或設(shè)施維護(hù)不當(dāng)，因雷擊導(dǎo)致火災(zāi)的風(fēng)險就特別高。若安裝的避雷針接觸電阻太高，則遭受雷擊是無法避免的。

(二)電氣短路引發(fā)火災(zāi)。變壓器本體故障或污閃引發(fā)電氣短路?；馂?zāi)由接地故障、電路短路及產(chǎn)生的電等造成部件過載，繼而過熱引起。污閃是指電氣設(shè)備絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下，其可溶物質(zhì)逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電力場作用下出現(xiàn)的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象

(三)澗滑油泄漏或者污染引起火災(zāi)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或其中部件的缺陷，如泄露或液壓系統(tǒng)受污染，會增加火災(zāi)風(fēng)險。另外，由于過載或電機(jī)潤滑故障等原因，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備過熱，從而使?jié)櫥偷纫兹疾牧吓c高溫表面接觸也能引起易燃物燃燒。(四)過熱引發(fā)火災(zāi)。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的空氣動力制動發(fā)生故障，一般采用機(jī)械制動的方式使轉(zhuǎn)子減速，面產(chǎn)生的熱量易使可燃物質(zhì)燃燒。若發(fā)生緊急制動現(xiàn)象，機(jī)械制動產(chǎn)生的飛藏火花也能點燃遠(yuǎn)處的可燃金屬，產(chǎn)生較高的火災(zāi)風(fēng)險。

四、消防技術(shù)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)

風(fēng)電機(jī)組消防安全是“人一機(jī)一環(huán)境”系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)的一個最佳“秩序”狀態(tài)其消防安全工作，是由火災(zāi)事故的預(yù)防和火災(zāi)發(fā)生后損失的控制兩個方面構(gòu)成的。要實現(xiàn)本質(zhì)安全，一方面要在技術(shù)上采取措施，使“機(jī)一環(huán)境”系統(tǒng)具有保障安全狀態(tài)的能力，另一方面要管理協(xié)調(diào)“人一機(jī)”系統(tǒng)的關(guān)系，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的安全

(一)消防技術(shù)系統(tǒng)組成和設(shè)置

為使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的消防技術(shù)系統(tǒng)具有高效、安全、經(jīng)濟(jì)、無污染等特點，必須對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行環(huán)境進(jìn)行獨立評估，綜合考慮火災(zāi)探測器、滅火藥劑與滅火系統(tǒng)等。

1、火災(zāi)探測器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不僅要選擇高精度的探測器，還要根據(jù)不同的位

置選擇不同類型的探測器，且同一位置至少選擇2種不同報警等級的探測器?；馂?zāi)探測器主要有煙感探測器、溫感探測器、火焰探測器及空氣采樣探測器。煙感探測器可用于機(jī)艙內(nèi)部、各種控制柜及變流器柜內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測，若某個控制柜內(nèi)選擇了靈敏度較高型號的煙感探測器作為一級報警，則靈敏度稍低的型號將作為二級報警。溫感探測器一般用作二級報警用探測器，安裝在密封性較好的控制柜內(nèi)。火烙探測器用于監(jiān)測飛起的火花或電弧，它較適合用來監(jiān)測發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子接線盒，剎車系統(tǒng)或變壓器的火災(zāi)情況，可用作一級報警?？諝獠蓸犹綔y器一般用于機(jī)艙或塔底這種空間密封性差、空氣流動性大，噪音振動較大地方的火災(zāi)監(jiān)測

2、滅火藥劑。對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的不同部位，其使用安裝的滅火藥劑和滅火系統(tǒng)也不同。對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而言，滅火藥劑應(yīng)盡可能選擇無殘留、無腐蝕性和無導(dǎo)電性能的材料，一般不推薦使用干粉滅火系統(tǒng)和粉塵式滅火裝置，以避免給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備帶來間接損壞。適用于風(fēng)電場的滅火藥劑主要有高壓二氧化碳、隋性氣體如七氟丙烷、氨氣、氯氣等、細(xì)水霧添加有少量防復(fù)燃藥劑和泡沫液等。般變流器、控制器等相對密封的空間可采用安全的情性氣體或高壓二氧化碳。其他部件如剎車系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、液壓站、偏航系統(tǒng)和變壓器等處于空氣流動性較強(qiáng)的位置，可配備特殊無污染液體

3、滅火系統(tǒng)。根據(jù)選擇滅火藥剛的不同，滅火系統(tǒng)可分為氣體滅火系統(tǒng)、液體滅火系統(tǒng)和粉末式滅火系統(tǒng)。為實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備的有效滅火，應(yīng)選擇自動且穩(wěn)定的氣體滅火系統(tǒng)與細(xì)水霧液體滅火系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)相結(jié)合的滅火方式是日前國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用最多的滅火方式

(二)消防管理系統(tǒng)

消防安全管濕是保證人們按照一定的方式從事工作，并為采取消防技術(shù)措施提供依據(jù)和方案，同時還要對技術(shù)設(shè)施加強(qiáng)維修保養(yǎng)，保證性能正常。

1、消防設(shè)施管理。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組交付使用后，要建立健全包括全部設(shè)施在內(nèi)的消防設(shè)施檢查、檢測、維護(hù)保養(yǎng)制度，從而保證消防設(shè)施始終處于良好的運行狀態(tài)。

2、電氣設(shè)施管理，定期檢查電器、電纜、電源主回路電纜端子的聯(lián)接質(zhì)量，以防電源回路虛接面引發(fā)的電氣火災(zāi)。有條件的購買熱成像儀對風(fēng)機(jī)內(nèi)部的電源柜、主電纜進(jìn)行運行檢查，發(fā)現(xiàn)過熱現(xiàn)象及時處理。

3、施工作業(yè)管理。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部作業(yè)時，保特內(nèi)部衛(wèi)生，禁止在風(fēng)機(jī)內(nèi)部遺留雜物特別是油污棉絲等易燃物，對于機(jī)艙內(nèi)部泄露的齒輪油、液壓油等必須及時清理，以減少火險隱患。在機(jī)艙內(nèi)放置高空逃生裝置，一旦發(fā)生機(jī)艙內(nèi)起火無法撲救時，維修人員可似迅速逃生

4。編制火家應(yīng)總預(yù)案。發(fā)電場要編制火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，與當(dāng)?shù)叵狸牻⒙?lián)動關(guān)系日發(fā)生風(fēng)力發(fā)電機(jī)起火，由風(fēng)電場運行人員迅速切斷集電線路的電源防止場內(nèi)電網(wǎng)短路事故并派人控荊現(xiàn)場，由消防隊控制起火范圍并進(jìn)行滅火。

五、風(fēng)電齒輪箱油液在線監(jiān)測系統(tǒng)

齒輪箱對風(fēng)電機(jī)整機(jī)的安全、高效運行起著至關(guān)重要的作用,而油液監(jiān)測技術(shù)的使用，則為風(fēng)電齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警提供了一項有效的技術(shù)手段。油液監(jiān)測通過實時監(jiān)測分析齒輪箱在用潤滑油的性能變化及其攜帶的磨損顆粒等載體，獲取設(shè)備潤滑、磨損等信息，從而掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，預(yù)警設(shè)備故障隱患。

(一)風(fēng)電齒輪箱工況

齒面膠合，風(fēng)機(jī)齒輪長期處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，若潤滑條件不良時，會造成齒面工作區(qū)域的溫度升高，導(dǎo)致齒面間的油膜受到影響，嚴(yán)重時會消失。由于其不斷的運轉(zhuǎn)，一個齒面的金屬會熔焊在與之嚙合的另一個齒面上，導(dǎo)致在齒面上形成垂直于節(jié)線的劃痕狀膠合。

(二)安裝位置

風(fēng)電齒輪箱油液在線監(jiān)測系統(tǒng)裝置在齒輪箱旁

風(fēng)電齒輪箱油液在線監(jiān)測方案： 采用在線油液監(jiān)測旁路取樣流經(jīng)測試單元后流到油箱，用最科學(xué)、最直觀的數(shù)據(jù)幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)某些故障信號，從而及時維護(hù)，避免故障發(fā)生，延長使用壽命。

培訓(xùn)維修的工作人員，避免、減少在齒輪箱附近灑水或灑水；如果由于工藝問題不可避免的要噴水，建議使用防護(hù)罩和擋板，避免水直接噴到加油口、軸封和呼吸器上。

使用抗乳化性好的潤滑油，避免進(jìn)水后出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。

適當(dāng)對潤滑條件進(jìn)行改善，及時排除各種干擾起因，調(diào)整傳動件的參數(shù)，清除局部載荷集中，就能有效減輕進(jìn)而消除膠合現(xiàn)象。

(三)效果

可以規(guī)避設(shè)備的無效運轉(zhuǎn)，大大增加壽命，減少齒輪箱不運轉(zhuǎn)時的無效數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)智能化的監(jiān)測。

拓展知識：