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從“電力”獲取到一份事故報(bào)告：2021年12月05日，遼寧某風(fēng)電場#33機(jī)組葉輪墜落。

*本文已獲授權(quán)轉(zhuǎn)載，部分圖片作刪減處理。

經(jīng)綜合分析，本次事故原因?yàn)椋糊X輪箱內(nèi)嵌主軸主受力區(qū)存在兩處隱性裂紋，分別為12點(diǎn)區(qū)域深度33mm、長度430mm的疲勞裂紋和6點(diǎn)區(qū)域深度43mm、長度440mm的疲勞裂紋（安裝位置所限，外觀檢查無法發(fā)現(xiàn)），在機(jī)組運(yùn)行過程中，受風(fēng)輪交變載荷作用催化主軸裂紋擴(kuò)展，終造成主軸斷裂，葉輪整體墜落。

1.事故簡稱：#33機(jī)組葉輪墜落事故

2.事故起止時(shí)間：2021年12月05日06時(shí)33分-12月05日06時(shí)35分

3.事故發(fā)生時(shí)氣象及自然災(zāi)害情況：

氣溫：-8℃ 風(fēng)速：9.05m/s 風(fēng)向：西南 天氣：陰

4.事故等級（事故性質(zhì)）：C類一般事故

5.本次事故損失及影響情況

#33機(jī)組齒輪箱主軸斷裂，葉輪整體墜落損壞；三線#15轉(zhuǎn)角塔損壞，6根水泥桿損壞，LGJ-150導(dǎo)線約1500米損壞。

6.事故前工況

事故發(fā)生前風(fēng)速9.05m/s，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1801rpm，槳距角-1°，#33機(jī)組出力1533kW。

7.事故設(shè)備情況

機(jī)組類型：1500kW

8.事故經(jīng)過

（1）故障象征

2021年12月5日6時(shí)35分，三線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，故障電流Ia=47.52A，故障錄波器顯示BC相間短路（附件2.繼電保護(hù)信息），測量線路絕緣為零。

7時(shí)05分，檢修人員巡視三線，未見異常。

10時(shí)03分，對通訊中斷的#33風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)#33風(fēng)機(jī)葉輪掉落；塔筒劃痕約20米；葉片掉落導(dǎo)致相鄰東升三線15號轉(zhuǎn)角塔折斷，16號至21號共6根水泥桿不同程度損壞，其中桿頂頭鐵8個(gè)變形彎曲，橫擔(dān)及其他相關(guān)金具6套損壞；線路光纜金具損壞，光纜存在磨損（附件3.事故現(xiàn)場照片圖1-4）。

10時(shí)10分，安排檢修人員登機(jī)檢查發(fā)電機(jī)、控制柜、電氣元件等其他部件損壞情況，未見異常。

（2）保護(hù)裝置動(dòng)作信息

從服務(wù)器導(dǎo)出PLC記錄數(shù)據(jù)，查看該機(jī)組事件日志中風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采集和發(fā)出的指令信息：輪轂掉落前，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1872rpm，風(fēng)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)鏈方向的擺動(dòng)為1.5%；機(jī)組機(jī)艙加速度傳感器測得的驅(qū)動(dòng)和非驅(qū)動(dòng)加速度為0.01m/s2。

9.事故報(bào)告情況

12月5日10時(shí)57分，省公司向上級單位安環(huán)部、生技部、運(yùn)營監(jiān)控中心匯報(bào)事故初報(bào)。12月6日上級單位安環(huán)部前往現(xiàn)場指導(dǎo)事故調(diào)查。

10.事故處置情況

為防止次生事故發(fā)生，在事故發(fā)生的關(guān)鍵路口設(shè)置警戒隔離帶，組織人員現(xiàn)場值守。遼寧公司組織成立事故調(diào)查組，分為數(shù)據(jù)分析、事故調(diào)查、設(shè)備恢復(fù)三個(gè)工作組，迅速開展事故調(diào)查和設(shè)備恢復(fù)工作。

11.事故原因分析

（1）調(diào)取省級監(jiān)控系統(tǒng)秒級數(shù)據(jù)繪制時(shí)間、風(fēng)速、功率、轉(zhuǎn)速、槳葉角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行控制邏輯分析，未見異常。

6時(shí)33分，機(jī)組報(bào)出“52變槳2驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤”、“19輪轂驅(qū)動(dòng)故障”、“14 振動(dòng)傳感器”、“34制動(dòng)器轉(zhuǎn)子過速”故障。6時(shí)34分，機(jī)組變槳系統(tǒng)通訊中斷、400V電源中斷、主控系統(tǒng)通訊中斷。（附件4.圖1）

06:33:47#2葉片變槳電機(jī)扭矩由42.44Nm變?yōu)?Nm，槳葉角度從此刻開始一直為0.13°；#1和#3葉片角度及扭矩?cái)?shù)據(jù)變化符合槳距角調(diào)節(jié)邏輯。推斷#2葉片變槳變頻器進(jìn)入異常狀態(tài)。（附件4.圖2）

06:33:48機(jī)組報(bào)出“52 變槳2驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤”、“19 輪轂驅(qū)動(dòng)故障”故障，機(jī)組狀態(tài)由“7發(fā)電狀態(tài)”變至“1故障狀態(tài)”。

06:33:48-06:33:53瞬時(shí)風(fēng)速由9.05m/s降到8.81m/s；機(jī)組停機(jī)過程中，葉輪轉(zhuǎn)速由1772轉(zhuǎn)下降至1761轉(zhuǎn)；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由1811轉(zhuǎn)升高至1872轉(zhuǎn)。在53秒時(shí)刻，葉輪轉(zhuǎn)速1和葉輪轉(zhuǎn)速2數(shù)據(jù)丟失。從葉輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化趨勢不一致及葉輪轉(zhuǎn)速1和葉輪轉(zhuǎn)速2數(shù)據(jù)丟失推斷，主軸在53秒時(shí)刻斷裂。（附件4.圖3）

（2）現(xiàn)場勘查情況

機(jī)組主軸斷裂位置為圓度段主受力區(qū)（附件5.圖1），斷口兩側(cè)呈現(xiàn)疲勞源、擴(kuò)展及特征區(qū)，中間區(qū)域?yàn)樗矓鄥^(qū)（附件5.圖2）。發(fā)現(xiàn)兩處主要問題：一是主軸斷口邊緣存在大面積異常銹蝕坑（附件5.圖3），并形成貝紋擴(kuò)展區(qū)，二是主軸斷口兩側(cè)出現(xiàn)條狀疲勞斷裂區(qū)，有明顯疲勞源和貝紋擴(kuò)展區(qū)，且有清晰銹蝕（附件5.圖4）。

（3）上海寶冶工程技術(shù)有限公司《失效分析報(bào)告》（附件6）結(jié)論：送檢主軸斷裂模式為多源疲勞斷裂。其中12點(diǎn)區(qū)域明顯可見軸向深度33mm、長度430mm的疲勞裂紋；6點(diǎn)區(qū)域明顯可見軸向深度43mm，長度440mm的疲勞裂紋。

綜上，本次事故原因?yàn)椋糊X輪箱內(nèi)嵌主軸主受力區(qū)存在兩處隱性裂紋，分別為12點(diǎn)區(qū)域深度33mm、長度430mm的疲勞裂紋和6點(diǎn)區(qū)域深度43mm、長度440mm的疲勞裂紋（安裝位置所限，外觀檢查無法發(fā)現(xiàn)），在機(jī)組運(yùn)行過程中，受風(fēng)輪交變載荷作用催化主軸裂紋擴(kuò)展，終造成主軸斷裂，葉輪整體墜落。

12.事故暴露問題

齒輪箱維修廠家提供的主軸存在質(zhì)量問題

齒輪箱內(nèi)嵌主軸的主受力區(qū)存在隱形裂紋；齒輪箱出廠前未對主軸開展探傷檢測，未提供主軸探傷檢測報(bào)告。對本次事故負(fù)有全部責(zé)任。

13.預(yù)防事故重復(fù)發(fā)生的措施

（1）立即開展該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱專項(xiàng)檢查。全面檢查該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱油溫、軸承溫度、地腳螺栓等運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常立即分析原因采取措施。

（2）開展該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱主軸探傷。廠家維修且在質(zhì)保期內(nèi)的齒輪箱，廠家負(fù)責(zé)開展主軸探傷工作，出具檢測報(bào)告；其他該品牌機(jī)組該廠家齒輪箱主軸探傷檢測工作委托工程技術(shù)公司開展，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

（3）加強(qiáng)大部件返廠維修質(zhì)量管控。制定大部件返廠維修質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn)，維修過程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)應(yīng)派遣技術(shù)人員現(xiàn)場見證和監(jiān)督。

（4）加強(qiáng)返廠維修后設(shè)備驗(yàn)收管理。完善設(shè)備檢修管理辦法，要求設(shè)備返廠維修后維修廠家必須出具全面的產(chǎn)品質(zhì)量合格報(bào)告，報(bào)告應(yīng)包括各部件質(zhì)量檢測報(bào)告和整體傳動(dòng)試驗(yàn)報(bào)告。

14.對事故的責(zé)任分析和對責(zé)任人的處理意見

《#33風(fēng)機(jī)齒輪箱維修合同》（KP2020-43）7.3條款“質(zhì)保期間乙方負(fù)責(zé)針對維修中更換的零件實(shí)行“三包”:質(zhì)保期間出現(xiàn)質(zhì)量問題的，由乙方承擔(dān)齒輪箱維修及恢復(fù)正常運(yùn)行的所有費(fèi)用，賠償給甲方造成的直接損失和間接損失”的約定（附件10）。

由廠家承擔(dān)全部經(jīng)濟(jì)損失，包括設(shè)備恢復(fù)和電量損失。

15.附件

線路跳閘保護(hù)信息

故障錄波信息

#33機(jī)組故障時(shí)刻信息

#33機(jī)組槳距角控制數(shù)據(jù)

#33機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對比

主軸裝配結(jié)構(gòu)示意圖

主軸斷口圖

片狀銹蝕區(qū)域