目前，许多新风电场位于森林茂密的高山上。一旦发生机组燃烧事故，不仅会给人员和财产带来巨大损失，而且会在瞬间烧毁汹涌的森林海洋，把绿色家园变成黑色焦土。因此，采取有效措施预防风电机组燃烧事故具有重要意义。

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在风力发电机组的设计、生产、安装或维护过程中，机组本身的一些缺陷可能导致机组坍塌和燃烧事故。同时，其辅助设备的设计、生产、安装或维护出现问题时，也可能发生事故。以下是对几起由箱式变压器和箱式变压器与变频器连接故障引起的风电机组燃烧事故的分析，以总结类似事故的预防措施。风力涡轮机燃烧箱

1、 箱变低压侧断路器无自动跳闸功能

2013年，风电场双馈1.5MW机组的并网开关在“低风停堆”期间无法正常与电网断开，即发电机定子无法与电网分离。停机时，叶轮转速持续下降，定子旋转磁场和转子转差率持续增加，发电机转子上产生的感应电动势发生故障，IGBT和低压通断模块短路。巨大的热量也会融化并灼伤变频器转子接线的绝缘外壳，直到变频器处的转子接线断开（事故发生后，在检查变频器时进一步确认）。

当发电机转子接线开路时，发电机定子上的阻抗较小，流经定子的电流较大，定子线圈的加热功耗不断增加，加热急剧增加。运行数据表明，加热功耗迅速达到1.8mw。在箱变负荷过流情况下，箱变低压侧断路器无自动跳闸功能（如图1），无法断开，定子温度迅速升高。

机组执行停机命令3分钟后，发电机定子产生的大量热量燃烧发电机及其附件中的可燃物，如发电机轴承中的润滑油、连接电缆、发电机上的润滑油泵等，由于箱式变压器35kV侧的高压熔断器熔断，机组跳闸，机组断电。然而，由于停电太晚，所有的机组最后都烧毁了。

与机组配套的箱式变压器低压侧断路器不能起跳闸作用是本次事故的关键因素。早在2011年，风电场的一台机组就已修复，变频器因并网开关误操作而烧毁。现场人员及时手动断开箱变低压侧断路器，避免了事故进一步扩大和烧机事故的发生。不幸的是，箱式变压器低压侧的断路器没有自动跳闸，这没有引起足够的重视。直到2013年，这一隐患才得以消除，最终导致了机组燃烧事故。

2、 接线电缆短路，箱变低压侧断路器不能正常跳闸，高压侧不能正常熔断

2015年，风电场1.5MW双馈机组，带变频器布置在塔基上。运行4年后，机组在运行中出现“暂态电网”报警，停机1秒后报告“变频器故障”。事故发生后，在调查过程中发现，在事故发生期间，从箱式变压器到变频器的接线电缆短路，导致严重的电弧和碳化，如图2所示。箱式变压器的高压侧和低压侧由于故障而不能正常断电，造成火灾的迅速蔓延和蔓延，导致照明、燃烧和控制塔基础和机舱和塔的供电电缆，一直到上燃烧室到机舱最终导致机组燃烧事故。

机组安装时，应急装置箱变至变频器的接线电缆采用一根主电缆，内有三根接线电缆。电缆直径大，强度高，布线困难。因此，在布线过程中，电缆的相位相互交叉。电缆通过变频器平台接线口时，未按规范施工。电缆绝缘层与变频器平台钢架挤压严重，机组投运后，机组运行时人员在变频器平台上行走或变频器上的操作部件（如风机）造成电缆绝缘层逐渐摩擦，由于平台轻微移动而划伤和损坏。机组检修时未对箱变进线电缆进行检查，造成电缆绝缘层损坏，对地短路，引弧严重。

根据设计要求，变频器与箱变之间的电气保护由箱变低压侧断路器实现。但是，在发生事故时，不能因故障而断开；机组安装时，箱式变压器的冲击式高压熔断器反向。因此，当高压熔断器熔断时，其触发装置无法使高压断路器的脱扣器动作，导致箱变高压侧不稳定。箱变低压侧断路器和高压侧熔断器如图3和图4所示。由于事故单元严重短路，事故单元引起35kV回路振荡，主变线路保护断开，事故单元也断电。

逆变器平台下的照明、通信、控制和电源电缆因长期对地短路而烧毁。他们从塔楼地基上燃烧超过5小时，直到整个装置被烧毁。

3、 箱式变压器故障引起的事故

2010年2月26日，内蒙古某风电场机组试运行反向输电时，由于箱式变压器低压侧断路器故障，工作人员试图维修箱式变压器。由于箱变故障，35kV高压冲至低压侧。工作人员在使用螺丝刀时操作不当，接触到高压，导致操作人员触电截肢。2008年，当机组安装在风电场时，安装人员拧紧了变频器与塔内箱式变压器之间连接电缆的连接螺钉，安全性得到了提高，安装人员被电击受伤。此时，尽管箱式变压器的高压侧已通电，但由于箱式变压器低压侧的断路器尚未闭合，塔架中应无电源。事故发生后，没有引起足够的重视，也没有检查原因。这是在机组静态调试期间产生的，现在机组的逆变器并网柜已完全烧毁。经检查，事故原因为箱变内部接线错误。

机组重大事故原因分析

风电机组的倒塌和燃烧事故关系到风电机组附属设施的设计、生产、安装和维护质量，关系到风电企业的管理，关系到现场运行维护人员的技术水平和责任感。

1、 由于某些原因未能充分发挥箱变对机组的保护作用：

风电场箱式变压器不仅为机组提供运行条件，还将机组产生的电力输送至电网；同时，当箱变负荷（风电机组）过流短路时，箱变低压侧断路器跳闸切断电源，或高压侧熔断器和断路器跳闸切断电源，以保护设备和人身安全。

从前面的案例分析可以看出，箱变低压侧断路器没有自动跳闸功能，或者低压侧断路器故障不能及时跳闸，高压侧不能正常熔断分闸，在一定条件下机组将被烧毁。

因电气火灾引起的火灾事故，应先切断电源，避免事故进一步扩大。风力涡轮机的设计理念是在没有监督的情况下独立运行。当机组发生过流和短路故障时，箱变应根据设定的保护整定值自动切断电源。因此，箱式变压器在防止机组燃烧事故和防止事故扩大方面起着重要作用。如箱式变压器在塔基处，变频器布置在机舱内，箱式变压器至变频器的接线电缆较长。当电缆损坏、短路和电弧的可能性较大时，箱式变压器的自动过流和断电保护将变得更加重要。

2、 箱式变压器的生产、安装、维护等质量问题不易发现，也容易忽视：

在机组正常运行过程中，一方面难以发现箱变的生产安装质量问题和安全隐患。如箱变低压侧断路器在过流时不能自动跳闸，高压侧不能正常熔断或分断，未经专门试验无法发现；另一方面，人们普遍更多地关注机组本身的故障，而对箱式变压器的关注较少。在设备维护期间，许多风电场不会对箱式变压器进行专业检查和维护。箱变至变频器接线电缆的维护和检查为空白。

为了降低成本，如果风电场在购买箱式变电站时不仔细调查断路器和关键部件的质量，只以低价中标的形式购买箱式变电站，最终结果可能是得不偿失。从风电场的实践来看，机组运行过程中变频器并网开关无法断开，变频器箱变及连接电缆对地短路严重，概率较低。然而，从上述风电机组燃烧的案例来看，风电场的箱式变压器存在很多问题。通过对部分风电场箱式变压器的检查也证实，箱式变压器高压侧不能正常熔断或断开，低压侧断路器过流不能自动跳闸。箱变低压侧部分自动跳闸机构未接线，高压侧熔断器未装反装。一些风电场箱式变压器在线路设计中违反了电力设计规范。

因此，一旦要求箱变保护动作并切断电源，箱变的故障概率非常高，导致故障扩大和事故损失，甚至发生机组烧毁事故。

箱式变压器的预防措施：

风机燃烧事故将造成巨大损失。如果在事故发生后，找出事故的根本原因，采取有效措施，有针对性、效果良好，可以避免机组燃烧事故的再次发生。具体预防措施如下：

在风电场采购和安装箱式变压器时，应保证箱式变压器的功能和质量。确保箱变低压侧断路器具有应有的保护功能，箱变高压侧熔断器的选择和匹配，熔断器的安装方式正确；确保箱变至变频器接线电缆的电缆质量和安装质量，并进行必要的绝缘保护；箱变低压侧中性线按要求接地，加强低压侧零序保护；合理设置箱变参数，箱变断路器过流整定值应等于机组额定功率值，过大值不足以保护设备；过小不利于机组运行。

做好箱变的定期维护工作，如低压侧断路器参数整定检查、自动分闸功能试验等；高压侧熔断器安装牢固，检查脱扣机构。

后记

在预防上述火灾事故时，必须做好箱变的质量控制和相关维护工作；注意机组日常运行维护中的每一个细节；消除所有可能的安全隐患；抓住重点，有失，从而降低机组的长期千瓦时成本。