目前，許多新風電場位于森林茂密的高山上。一旦發生機組燃燒事故，不僅會給人員和財產帶來巨大損失，而且會在瞬間燒毀洶涌的森林海洋，把綠色家園變成黑色焦土。因此，采取有效措施預防風電機組燃燒事故具有重要意義。

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在風力發電機組的設計、生產、安裝或維護過程中，機組本身的一些缺陷可能導致機組坍塌和燃燒事故。同時，其輔助設備的設計、生產、安裝或維護出現問題時，也可能發生事故。以下是對幾起由箱式變壓器和箱式變壓器與變頻器連接故障引起的風電機組燃燒事故的分析，以總結類似事故的預防措施。風力渦輪機燃燒箱

1、 箱變低壓側斷路器無自動跳閘功能

2013年，風電場雙饋1.5MW機組的并網開關在“低風停堆”期間無法正常與電網斷開，即發電機定子無法與電網分離。停機時，葉輪轉速持續下降，定子旋轉磁場和轉子轉差率持續增加，發電機轉子上產生的感應電動勢發生故障，IGBT和低壓通斷模塊短路。巨大的熱量也會融化并灼傷變頻器轉子接線的絕緣外殼，直到變頻器處的轉子接線斷開（事故發生后，在檢查變頻器時進一步確認）。

當發電機轉子接線開路時，發電機定子上的阻抗較小，流經定子的電流較大，定子線圈的加熱功耗不斷增加，加熱急劇增加。運行數據表明，加熱功耗迅速達到1.8mw。在箱變負荷過流情況下，箱變低壓側斷路器無自動跳閘功能（如圖1），無法斷開，定子溫度迅速升高。

機組執行停機命令3分鐘后，發電機定子產生的大量熱量燃燒發電機及其附件中的可燃物，如發電機軸承中的潤滑油、連接電纜、發電機上的潤滑油泵等，由于箱式變壓器35kV側的高壓熔斷器熔斷，機組跳閘，機組斷電。然而，由于停電太晚，所有的機組最后都燒毀了。

與機組配套的箱式變壓器低壓側斷路器不能起跳閘作用是本次事故的關鍵因素。早在2011年，風電場的一臺機組就已修復，變頻器因并網開關誤操作而燒毀?，F場人員及時手動斷開箱變低壓側斷路器，避免了事故進一步擴大和燒機事故的發生。不幸的是，箱式變壓器低壓側的斷路器沒有自動跳閘，這沒有引起足夠的重視。直到2013年，這一隱患才得以消除，最終導致了機組燃燒事故。

2、 接線電纜短路，箱變低壓側斷路器不能正常跳閘，高壓側不能正常熔斷

2015年，風電場1.5MW雙饋機組，帶變頻器布置在塔基上。運行4年后，機組在運行中出現“暫態電網”報警，停機1秒后報告“變頻器故障”。事故發生后，在調查過程中發現，在事故發生期間，從箱式變壓器到變頻器的接線電纜短路，導致嚴重的電弧和碳化，如圖2所示。箱式變壓器的高壓側和低壓側由于故障而不能正常斷電，造成火災的迅速蔓延和蔓延，導致照明、燃燒和控制塔基礎和機艙和塔的供電電纜，一直到上燃燒室到機艙最終導致機組燃燒事故。

機組安裝時，應急裝置箱變至變頻器的接線電纜采用一根主電纜，內有三根接線電纜。電纜直徑大，強度高，布線困難。因此，在布線過程中，電纜的相位相互交叉。電纜通過變頻器平臺接線口時，未按規范施工。電纜絕緣層與變頻器平臺鋼架擠壓嚴重，機組投運后，機組運行時人員在變頻器平臺上行走或變頻器上的操作部件（如風機）造成電纜絕緣層逐漸摩擦，由于平臺輕微移動而劃傷和損壞。機組檢修時未對箱變進線電纜進行檢查，造成電纜絕緣層損壞，對地短路，引弧嚴重。

根據設計要求，變頻器與箱變之間的電氣保護由箱變低壓側斷路器實現。但是，在發生事故時，不能因故障而斷開；機組安裝時，箱式變壓器的沖擊式高壓熔斷器反向。因此，當高壓熔斷器熔斷時，其觸發裝置無法使高壓斷路器的脫扣器動作，導致箱變高壓側不穩定。箱變低壓側斷路器和高壓側熔斷器如圖3和圖4所示。由于事故單元嚴重短路，事故單元引起35kV回路振蕩，主變線路保護斷開，事故單元也斷電。

逆變器平臺下的照明、通信、控制和電源電纜因長期對地短路而燒毀。他們從塔樓地基上燃燒超過5小時，直到整個裝置被燒毀。

3、 箱式變壓器故障引起的事故

2010年2月26日，內蒙古某風電場機組試運行反向輸電時，由于箱式變壓器低壓側斷路器故障，工作人員試圖維修箱式變壓器。由于箱變故障，35kV高壓沖至低壓側。工作人員在使用螺絲刀時操作不當，接觸到高壓，導致操作人員觸電截肢。2008年，當機組安裝在風電場時，安裝人員擰緊了變頻器與塔內箱式變壓器之間連接電纜的連接螺釘，安全性得到了提高，安裝人員被電擊受傷。此時，盡管箱式變壓器的高壓側已通電，但由于箱式變壓器低壓側的斷路器尚未閉合，塔架中應無電源。事故發生后，沒有引起足夠的重視，也沒有檢查原因。這是在機組靜態調試期間產生的，現在機組的逆變器并網柜已完全燒毀。經檢查，事故原因為箱變內部接線錯誤。

機組重大事故原因分析

風電機組的倒塌和燃燒事故關系到風電機組附屬設施的設計、生產、安裝和維護質量，關系到風電企業的管理，關系到現場運行維護人員的技術水平和責任感。

1、 由于某些原因未能充分發揮箱變對機組的保護作用：

風電場箱式變壓器不僅為機組提供運行條件，還將機組產生的電力輸送至電網；同時，當箱變負荷（風電機組）過流短路時，箱變低壓側斷路器跳閘切斷電源，或高壓側熔斷器和斷路器跳閘切斷電源，以保護設備和人身安全。

從前面的案例分析可以看出，箱變低壓側斷路器沒有自動跳閘功能，或者低壓側斷路器故障不能及時跳閘，高壓側不能正常熔斷分閘，在一定條件下機組將被燒毀。

因電氣火災引起的火災事故，應先切斷電源，避免事故進一步擴大。風力渦輪機的設計理念是在沒有監督的情況下獨立運行。當機組發生過流和短路故障時，箱變應根據設定的保護整定值自動切斷電源。因此，箱式變壓器在防止機組燃燒事故和防止事故擴大方面起著重要作用。如箱式變壓器在塔基處，變頻器布置在機艙內，箱式變壓器至變頻器的接線電纜較長。當電纜損壞、短路和電弧的可能性較大時，箱式變壓器的自動過流和斷電保護將變得更加重要。

2、 箱式變壓器的生產、安裝、維護等質量問題不易發現，也容易忽視：

在機組正常運行過程中，一方面難以發現箱變的生產安裝質量問題和安全隱患。如箱變低壓側斷路器在過流時不能自動跳閘，高壓側不能正常熔斷或分斷，未經專門試驗無法發現；另一方面，人們普遍更多地關注機組本身的故障，而對箱式變壓器的關注較少。在設備維護期間，許多風電場不會對箱式變壓器進行專業檢查和維護。箱變至變頻器接線電纜的維護和檢查為空白。

為了降低成本，如果風電場在購買箱式變電站時不仔細調查斷路器和關鍵部件的質量，只以低價中標的形式購買箱式變電站，最終結果可能是得不償失。從風電場的實踐來看，機組運行過程中變頻器并網開關無法斷開，變頻器箱變及連接電纜對地短路嚴重，概率較低。然而，從上述風電機組燃燒的案例來看，風電場的箱式變壓器存在很多問題。通過對部分風電場箱式變壓器的檢查也證實，箱式變壓器高壓側不能正常熔斷或斷開，低壓側斷路器過流不能自動跳閘。箱變低壓側部分自動跳閘機構未接線，高壓側熔斷器未裝反裝。一些風電場箱式變壓器在線路設計中違反了電力設計規范。

因此，一旦要求箱變保護動作并切斷電源，箱變的故障概率非常高，導致故障擴大和事故損失，甚至發生機組燒毀事故。

箱式變壓器的預防措施：

風機燃燒事故將造成巨大損失。如果在事故發生后，找出事故的根本原因，采取有效措施，有針對性、效果良好，可以避免機組燃燒事故的再次發生。具體預防措施如下：

在風電場采購和安裝箱式變壓器時，應保證箱式變壓器的功能和質量。確保箱變低壓側斷路器具有應有的保護功能，箱變高壓側熔斷器的選擇和匹配，熔斷器的安裝方式正確；確保箱變至變頻器接線電纜的電纜質量和安裝質量，并進行必要的絕緣保護；箱變低壓側中性線按要求接地，加強低壓側零序保護；合理設置箱變參數，箱變斷路器過流整定值應等于機組額定功率值，過大值不足以保護設備；過小不利于機組運行。

做好箱變的定期維護工作，如低壓側斷路器參數整定檢查、自動分閘功能試驗等；高壓側熔斷器安裝牢固，檢查脫扣機構。

后記

在預防上述火災事故時，必須做好箱變的質量控制和相關維護工作；注意機組日常運行維護中的每一個細節；消除所有可能的安全隱患；抓住重點，有失，從而降低機組的長期千瓦時成本。