風力發電機組火災原因分析及對策

2024年3月12日發(作者：山河秀)

風力發電機組火災原因分析及對策

一、風力發電機組成

（一）風輪。大型風力發電機的風輪結構分為水平軸、垂直軸達拉斯和擴散體三種。

風輪葉片通常是三片。葉片材料主要是增強型樹脂玻璃纖維、增強型聚酯玻璃纖維和碳纖

維，表面涂層為淺灰色以防光反射。風輪的運行是全自動的。風速達到切入風速3-4m/s

時，風輪起動。發電機通過控制器軟切換并網。

（二）齒輪箱。低速直接驅動采用無增速齒輪箱；混合驅動采用一級齒輪傳動；高速

驅動有多級齒輪箱。多級齒輪箱的第一級是結構緊湊且堅固的高轉矩行星齒輪，第二和第

三級為旋轉級。齒輪箱內的冷卻油與發電機冷卻系統的熱交換器相連。系統監控油溫以確

保冷卻油保持恒定或最佳溫度值。

（三）發電機。目前，兆瓦級風力發電機以雙饋異步發電機為主，電勵磁同步發電機

和永磁同步發電機也在不斷發展。發電機設計性能應滿足高效率最佳運行，適合寬范圍轉

速調節，采用F級絕緣，可工作在B級絕緣，這樣可延長發電機壽命。發電機安裝在機艙

內比安裝在塔底地面有利于空氣流通散熱。

（四）偏航系統。偏航系統采用四點球軸承回轉環，確保風輪處于正確的風向位置。

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驅動，這樣偏航齒輪的負荷

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

個系統保證偏航控制平滑。偏航系統有兩個獨立的風向標檢測風速并送主計算機，保證風

能最佳利用且驅動鏈應力最小。

（五）雷電保護。風力發電機的塔架一般有圓錐形鋼結構和梯形柵格鋼結構兩種。塔

架基礎采用地下鋼筋混凝土結構。隨著塔身高度增加，風輪葉片遭受雷擊的概率也增加，

必須設計防雷系統。

（六）控制器。風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償。

信號處理通常有兩個獨立的計算機或高速數字信號處理芯片。主機在地面控制室的開關柜

內，從機設在機艙內。風力發電機完全實現遠程監控，從遠程計算機可讀取所有風輪數據。

二、風電機組火災危險性

在任何地方，風電機組和電器設備的運行區域都是在位于距地面50米以上的高度，且

無人值守。由于滅火條件不佳，因此火災的發生對風力發電機組往往產生毀滅性的損失。

風電機組火災危險性如下：

（一）電氣系統分布廣泛，線路隱蔽。火災隱患時間長且不易發現。

（二）機艙中強氣流的狹小空間內容納了各種機械和電氣設備。

（三）風力發電機組內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）設備長時間持續運行，工作環境復雜，零下40度到零上50度。

（五）風電場均地處偏遠，不易救援。機艙位于高空，滅火條件困難。

（六）發電機組價格昂貴，滅火劑選用不當造成二次傷害。