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东方汽轮机有限公司风电事业部① 东方电气自控研发中心②
摘 要：本文介绍某风电场的1.5MW 风电机组，因发电机前轴承抱死，而引发的联轴器及联轴器罩壳烧毁事故。
本文就事故原因进行分析，以找出有效的预防措施，防止类似事故及机组烧毁事故的再次发生。
前 言
据英国风能机构不完全统计，截至2009 年12 月31 日， 全球共发生风电机组重大事故715 起，其中火灾事故138 起，占总数的19．3％，位列第二位。2010 年欧美等国新增火灾事故7 起，其中2 起火灾对作业工人造成了严重烧伤。因此，火灾已成为继雷击后第二大毁灭性风电机组灾害。2006 年中国台湾烧毁了2 台2MW 的风力发电机组[1]。在近期的《火灾科学》杂志上，来自伦敦帝国理工学院、爱丁堡大学和瑞典SP 技术研究院的几位研究人员联合发表了他们的研究成果。在对全球20 万台风电机组进行了评估之后，这个研究小组认为，风电机组的火灾发生率比业内普遍认为的几率高出10 倍。当前，公开报道的全球风电机组火灾发生率平均为每年11.7 起，而研究人员认为， 每年至少有超过117起风电机组着火事故发生[2]。
风电机组火灾事故中国有，国外也有。如果对众多机组起火和烧毁事故认真分析，找出事故真实原因，采取有效预防措施，相信绝大部分的机组火灾事故是可以预防和避免的。然而，在降低和避免重大事故发生的同时，我们不仅要讲求科学，还需要综合考虑成本，以利于度电成本的降低。
1. 事故简介
某风电场在后台软件上发现一台机组报“发电机超速”停机，其后触发了“发电机轴承1 温度偏高”、“发电机轴承1 温度过高”等多个故障。事故后发现联轴器及联轴器罩壳完全烧毁。该机组在更换发电机、联轴器、联轴器罩壳、烧毁的部分线路和传感器后，顺利并网发电。该事故机组因燃烧部位较少，没有危及主控和数据的采集、处理，且机组断电较晚，事后得到的主控数据较为完备，现场保持完好，这给本次事故分析带来了极大的方便。
2. 事故勘测
2.1 现场查看与分析
在拆解事故机组发电机前轴承时，发现轴承保持架完全破损。从事故部位实物观察，发电机轴与前轴承内圈之间已经发生了剧烈的相对运动，且磨损相当严重，发电机轴和轴承内圈的部分材料已经融化（见图1）；发电机轴承前端盖、后端盖、轴承滚动体、轴承滚道以及轴承内部的所有油脂干涩、发黑（见图9）；力矩限制器发生了相对位移（见图4）；联轴器及联轴器罩壳被碳化烧黑，形状保持较为完好。
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联轴器罩壳的上半靠发电机端烧毁严重，联轴器罩壳上半有部分已变成白色灰烬。整个机舱内布满烟尘。在发电机前轴承前端的正上面，机舱保温层烧毁，周围被烧成黑色。
发电机前轴承前端盖以上的发电机大端盖面上被烟熏成一个较大的V形黑色印迹（见图10），在发电机前轴承上端的发电机冷却风扇有被明火严重烧过的迹象（见图10）。
因此，综合以上诸多现象分析，事发时发电机前轴承端有长时间明火出现，火源应来自发电机前轴承端。
2.2 事故发生时发电机前轴承的温度变化趋势
根据事故回放每秒采集到的数据，把低速轴转速和发电机轴承1温度，按照时间顺序绘制到同图形上， 如图2 所示。从15:12:52 至15:13:14，22s 上升15.4K， 温升梯度0.7K/s；从15:13:14 至15:15:14，120s 上升26.9K，温升梯度0.22K/s。从事故回放记录来看，在15:13:13机组发电机转速为1733.8rpm， 当发电机前轴承卡死后，发动机测速故障， 在15:13:14 高速轴转速达到3713.6rpm，触发“发电机超速”软件停机（见表1），按照机组低速轴转速18.2rpm 计算，高速轴端的转速应为1725rpm。15:13:15 高速轴速度为899.7rpm，发电机端的高速轴测速恢复正常。因此，在15:13:28“发电机超速”自动复位。
