风力发电机组火灾原因分析及对策

2024年3月12日发(作者：山河秀)

风力发电机组火灾原因分析及对策

一、风力发电机组成

（一）风轮。大型风力发电机的风轮结构分为水平轴、垂直轴达拉斯和扩散体三种。

风轮叶片通常是三片。叶片材料主要是增强型树脂玻璃纤维、增强型聚酯玻璃纤维和碳纤

维，表面涂层为浅灰色以防光反射。风轮的运行是全自动的。风速达到切入风速3-4m/s

时，风轮起动。发电机通过控制器软切换并网。

（二）齿轮箱。低速直接驱动采用无增速齿轮箱；混合驱动采用一级齿轮传动；高速

驱动有多级齿轮箱。多级齿轮箱的第一级是结构紧凑且坚固的高转矩行星齿轮，第二和第

三级为旋转级。齿轮箱内的冷却油与发电机冷却系统的热交换器相连。系统监控油温以确

保冷却油保持恒定或最佳温度值。

（三）发电机。目前，兆瓦级风力发电机以双馈异步发电机为主，电励磁同步发电机

和永磁同步发电机也在不断发展。发电机设计性能应满足高效率最佳运行，适合宽范围转

速调节，采用F级绝缘，可工作在B级绝缘，这样可延长发电机寿命。发电机安装在机舱

内比安装在塔底地面有利于空气流通散热。

（四）偏航系统。偏航系统采用四点球轴承回转环，确保风轮处于正确的风向位置。

偏航操作由三个行星齿轮完成，每一个由电力电子控制的电机驱动，这样偏航齿轮的负荷

大小均匀。偏航制动由六个液压制动器控制的大盘制动，且每一个偏航齿轮独立制动，整

个系统保证偏航控制平滑。偏航系统有两个独立的风向标检测风速并送主计算机，保证风

能最佳利用且驱动链应力最小。

（五）雷电保护。风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯形栅格钢结构两种。塔

架基础采用地下钢筋混凝土结构。随着塔身高度增加，风轮叶片遭受雷击的概率也增加，

必须设计防雷系统。

（六）控制器。风轮功率控制采用大功率整流-逆变控制器，以及有源滤波和无功补偿。

信号处理通常有两个独立的计算机或高速数字信号处理芯片。主机在地面控制室的开关柜

内，从机设在机舱内。风力发电机完全实现远程监控，从远程计算机可读取所有风轮数据。

二、风电机组火灾危险性

在任何地方，风电机组和电器设备的运行区域都是在位于距地面50米以上的高度，且

无人值守。由于灭火条件不佳，因此火灾的发生对风力发电机组往往产生毁灭性的损失。

风电机组火灾危险性如下：

（一）电气系统分布广泛，线路隐蔽。火灾隐患时间长且不易发现。

（二）机舱中强气流的狭小空间内容纳了各种机械和电气设备。

（三）风力发电机组内部存在着大量的隔音泡沫、油污、润滑用油、变压器油等可燃、

易燃材料不仅增加了危险，同时也会加快火焰蔓延的速度。

（四）设备长时间持续运行，工作环境复杂，零下40度到零上50度。

（五）风电场均地处偏远，不易救援。机舱位于高空，灭火条件困难。

（六）发电机组价格昂贵，灭火剂选用不当造成二次伤害。