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摘要：本文对拟建风电场建设过程及投入运行后潜在的危险、有害因素及其风险程度进行了分析与辨识，为拟建项目在安全设施设计、施工和投入运行后的安全管理工作提供科学依据，以提高系统的本质安全程度。
关键词 ：风电场；危险分析；安全
近年广西风力发电场发展迅速，风电场并网点及风电场容量不断增加，而风电场运行过程中发生危险安全事故的概率也随之增大。风电场发生安全事故，不仅对风电企业造成损失，对电网系统的安全和稳定也会造成一定影响，所以对风电场运行存在危险因素进行分析十分必要，鉴于此，本文就对风电场运行过程中等方面存在的各种危险、有害因素进行辨识和分析，为拟建项目在安全设施设计、施工和投入运行后的安全管理工作提供科学依据，以提高系统的本质安全程度。
1 自然灾害危险性分析
风电场所处地势开阔，各高大的建构筑物如风机塔筒、综合楼、配电装置等均可能遭受强风暴雨、雷电、覆冰、冰雹冰雨、地震、山林火灾等自然灾害的威胁。
风电场场址应避免建在有区域性活动断裂带穿过的区域，地质构造满足风机、升压站等建构筑物建设的要求。无大规模的崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，如风电场建（构）筑物抗震等级达不到要求，可能造成房屋开裂破损、坍塌，风电设备设施损毁、倒塔等事故。
风速过快会对风力发电机组和架空输电线路的造成破坏，风机的轮毂高度较高，叶轮直径较大，易遭受雷击威胁，并对风机塔筒、电气设备（变电所）、弱电设备（控制系统）及建构筑物造成伤害。雷电会产生的巨大感应电磁波，也会对计算机控制系统产生干扰。风机布置海拔较高，若风电场所在地极端最低气温低于0℃，有可能发生冰雪、冰雹灾害，导致风机叶片积雪覆冰后叶片不平衡振动或叶片损坏，引发停电和甩冰事故。冰冻天气还可能会造成风力发电机组风速仪、风向仪等传感器失灵，导致风力发电机组无法正常运行。
2 主要建（构）筑物危险、有害因素辨识与分析
本工程建（构）筑物包括：风力发电机组基础、箱式变电站基础及升压变电站等生产及附属用房。若设计载荷偏小、建材质量不合格、施工质量不合格、防腐和防火措施不合格、基础不牢固等，可能发生建筑结构事故。
若风轮不平衡或紧固件松脱等使得塔架产生振动或频繁晃动，将引起风力发电机自动停机，减少发电量，甚至可能引起倒塔事故。若塔架设计制造不良，运行中产生共振，将发生倒塔。
3 主要设备危险、有害因素辨识与分析
3.1 风电机组危险性分析
风力发电机主要由风轮（包括叶片和轮毂）、主轴、发电机、塔架、液压系统、偏航系统、制动系统、电气系统、控制系统等组成。风电场在运行过程中由于：设计缺陷、负荷考虑不足、未考虑到的风力机特性；结构上存在缺陷、安全和保护系统不完善、安全系统设计缺陷、运行人员操作失误、传感器发生故障、制造、安装和维护时存在缺陷、组装质量不好、安装质量不好、维护不当等会导致风机倒塌等事故发生。同时复杂地形产生的气流会造成偏航力矩，从而导致部件疲劳。
3.2 变配电装置危险性分析
本风电场变压器为油浸式变压器，油浸式变压器采用的变压器油为可燃性液体，油蒸汽与空气混合形成爆炸性气体，遇明火可以发生爆炸。同时配电装置线路老化、短路、接触不良、老鼠啃咬或检修不当等，均有可能发生火灾事故。如电气开关、线路和用电设备绝缘不良或受潮漏电，人体一旦接触带电体，有可能发生触电事故造成伤害。
4 风电场并网危险因素辨识与分析
4.1 无功补偿
无功补偿如不能动态调节，或容量不够，或者在紧急情况下不能被快速正确投切，可能造成供电系统电压波动、谐波增大等因素。
4.2 低电压穿越
低电压穿越能力是指电网故障引起电压跌落，风电场在电网发生故障时及故障后，保持不脱网连续并网运行的能力。若风力发电机组不具备低电压穿越能力，因电力系统故障导致电压瞬间跌落后，会导致风机从电网中切除，大面积的风机脱网会导致电网频率、电压的不稳定性，影響电网快速恢复。尤其是风电场一般位于电网末端，会给局部电网带来较大冲击。
5 生产过程中的主要危险、有害因素辨识与分析
5.1 火灾危险性分析
风电场升压站主变压器和箱式变压器一般采用油浸式变压器，当变压器内部发生短路、绝缘老化等情况时，油可能被电弧高温分解气化爆燃。发电机绝缘严重过热、老化、受潮、磨损、腐蚀均可引起绝缘强度降低；定子铁芯片材质低劣、绝缘漆受损脱落等可引起铁芯发热，引起线圈短路起弧着火。此外运行维护不当或误操作，引起机端短路时也常会引起绝缘薄弱部位损坏产生电弧。风电场电缆自身故障、机械损伤造成电缆短路或其他高温物体与电缆接触时，可能引起电缆着火，危及相连的电气仪表、控制系统和设备，甚至造成全风电场停产。电缆受动物啃咬损坏造成短路起火。真空断路器火灾、SF6断路器火灾、互感器如存在质量缺陷，安装质量不合格、运行操作和维护不当，易发生短路、闪弧、绝缘性能降低等，易形成火灾爆炸事故隐患。
5.2 电伤害危险性分析
风电场工程采用电压等级较多，电压较高，有发电系统、变电升压系统、备用电源系统、控制系统、电气保护系统、交直流电源系统等，全场电气设备及其系统较为复杂，存在漏电、触电、电伤等潜在危险性。电设备较多，因带电气线路绝缘老化或电气设备安装不当或保养不善等将引起电气设备的绝缘性能降低，各类电气工作人员在电气运行、操作、维护、检修过程中有可能造成人身触电事故。
5.3 高处坠落、物体打击危险性分析
在风机投产后的运行、检修中存在高处作业，有产生高处坠落的危险。作业行为不规范、防护用品不使用或未正确使用、防护设施设置不规范不牢固、防护设施被破坏、个人健康状况等都可能导致高处坠落。高处作业时工具抛掷，起重、高处作业时高处物件未固定牢固而坠落，坠落物击中人体，或在起重或高处作业区域行进或逗留，人员未戴安全帽，均会发生物体打击。
5.4 机械伤害危险性分析
在项目建设建成投产后，机械设备较多，某些设备的快速移动部件、摆动部件、啮合部件等零部件若安装不牢、防护装置不完善或作业人员不按操作规程进行作业等潜在危险均会导致机械伤害，特别是设备中的旋转、往复、滑动部件会直接造成人员被刮、夹击、碰撞、剪切等伤害。
6 安全管理的危险性分析
风电场在运营过程中，若其管理组织机构、安全技术措施及计划不适合企业实际情况的要求；存在各种安全管理制度落实不完善、不到位，缺乏成套的巡查、检测、查漏制度和机制；安全培训教育未完全按规定要求开展；安全检查不经常、不规范，发现问题未及时进行分析、总结、整改，隐患治理不及时等；对系统中的特种设备以及需要定期检验的安全设施未按期检验，从而不能及时掌握设备、设施的运行状况；特别是在运营过程中，不严格按照管理要求，违章操作、违章指挥等情况，均易导致安全事故的发生。
7 结论及建议
风电作为绿色清洁能源得到国家的大力扶持，但近年各类风电事故时有发生，特别是风电场脱网，风电机组倒塌、着火成为主要的风电安全事故。风电企业和监督管理部门应加强风电设备制造的监督管理，确保风电机组具备低电压穿越和单独故障快速切除的能力，满足风电机组保护及电力系统安全运行要求，针对风电场自身特点和上述存在的危险因素，严格按照国家和行业现行标准对风电场进行设计施工，提高运行和调度管理水平，从而促进风电事业安全良性的可持续发展。
参考文献：
[1]《风力发电机组原理与应用》 机械工业出版社， 姚兴佳，宋俊 等编著 2009
[2]《风力发电技术与风电场工程》 化学工业出版社，杨校生编著 2012
[3]《关于进一步加强南方区域风力发电机组安全监管工作的通知》（南方电监安全[2011]302号）
[4]《关于加强风电安全工作的意见》（电监安全[2012]16号）
[5]《南方区域风力发电厂安全并网安全条件及评价》（南方电监安全[2012]192号）
关键词 ：风电场；危险分析；安全
近年广西风力发电场发展迅速，风电场并网点及风电场容量不断增加，而风电场运行过程中发生危险安全事故的概率也随之增大。风电场发生安全事故，不仅对风电企业造成损失，对电网系统的安全和稳定也会造成一定影响，所以对风电场运行存在危险因素进行分析十分必要，鉴于此，本文就对风电场运行过程中等方面存在的各种危险、有害因素进行辨识和分析，为拟建项目在安全设施设计、施工和投入运行后的安全管理工作提供科学依据，以提高系统的本质安全程度。
1 自然灾害危险性分析
风电场所处地势开阔，各高大的建构筑物如风机塔筒、综合楼、配电装置等均可能遭受强风暴雨、雷电、覆冰、冰雹冰雨、地震、山林火灾等自然灾害的威胁。
风电场场址应避免建在有区域性活动断裂带穿过的区域，地质构造满足风机、升压站等建构筑物建设的要求。无大规模的崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，如风电场建（构）筑物抗震等级达不到要求，可能造成房屋开裂破损、坍塌，风电设备设施损毁、倒塔等事故。
风速过快会对风力发电机组和架空输电线路的造成破坏，风机的轮毂高度较高，叶轮直径较大，易遭受雷击威胁，并对风机塔筒、电气设备（变电所）、弱电设备（控制系统）及建构筑物造成伤害。雷电会产生的巨大感应电磁波，也会对计算机控制系统产生干扰。风机布置海拔较高，若风电场所在地极端最低气温低于0℃，有可能发生冰雪、冰雹灾害，导致风机叶片积雪覆冰后叶片不平衡振动或叶片损坏，引发停电和甩冰事故。冰冻天气还可能会造成风力发电机组风速仪、风向仪等传感器失灵，导致风力发电机组无法正常运行。
2 主要建（构）筑物危险、有害因素辨识与分析
本工程建（构）筑物包括：风力发电机组基础、箱式变电站基础及升压变电站等生产及附属用房。若设计载荷偏小、建材质量不合格、施工质量不合格、防腐和防火措施不合格、基础不牢固等，可能发生建筑结构事故。
若风轮不平衡或紧固件松脱等使得塔架产生振动或频繁晃动，将引起风力发电机自动停机，减少发电量，甚至可能引起倒塔事故。若塔架设计制造不良，运行中产生共振，将发生倒塔。
3 主要设备危险、有害因素辨识与分析
3.1 风电机组危险性分析
风力发电机主要由风轮（包括叶片和轮毂）、主轴、发电机、塔架、液压系统、偏航系统、制动系统、电气系统、控制系统等组成。风电场在运行过程中由于：设计缺陷、负荷考虑不足、未考虑到的风力机特性；结构上存在缺陷、安全和保护系统不完善、安全系统设计缺陷、运行人员操作失误、传感器发生故障、制造、安装和维护时存在缺陷、组装质量不好、安装质量不好、维护不当等会导致风机倒塌等事故发生。同时复杂地形产生的气流会造成偏航力矩，从而导致部件疲劳。
3.2 变配电装置危险性分析
本风电场变压器为油浸式变压器，油浸式变压器采用的变压器油为可燃性液体，油蒸汽与空气混合形成爆炸性气体，遇明火可以发生爆炸。同时配电装置线路老化、短路、接触不良、老鼠啃咬或检修不当等，均有可能发生火灾事故。如电气开关、线路和用电设备绝缘不良或受潮漏电，人体一旦接触带电体，有可能发生触电事故造成伤害。
4 风电场并网危险因素辨识与分析
4.1 无功补偿
无功补偿如不能动态调节，或容量不够，或者在紧急情况下不能被快速正确投切，可能造成供电系统电压波动、谐波增大等因素。
4.2 低电压穿越
低电压穿越能力是指电网故障引起电压跌落，风电场在电网发生故障时及故障后，保持不脱网连续并网运行的能力。若风力发电机组不具备低电压穿越能力，因电力系统故障导致电压瞬间跌落后，会导致风机从电网中切除，大面积的风机脱网会导致电网频率、电压的不稳定性，影響电网快速恢复。尤其是风电场一般位于电网末端，会给局部电网带来较大冲击。
5 生产过程中的主要危险、有害因素辨识与分析
5.1 火灾危险性分析
风电场升压站主变压器和箱式变压器一般采用油浸式变压器，当变压器内部发生短路、绝缘老化等情况时，油可能被电弧高温分解气化爆燃。发电机绝缘严重过热、老化、受潮、磨损、腐蚀均可引起绝缘强度降低；定子铁芯片材质低劣、绝缘漆受损脱落等可引起铁芯发热，引起线圈短路起弧着火。此外运行维护不当或误操作，引起机端短路时也常会引起绝缘薄弱部位损坏产生电弧。风电场电缆自身故障、机械损伤造成电缆短路或其他高温物体与电缆接触时，可能引起电缆着火，危及相连的电气仪表、控制系统和设备，甚至造成全风电场停产。电缆受动物啃咬损坏造成短路起火。真空断路器火灾、SF6断路器火灾、互感器如存在质量缺陷，安装质量不合格、运行操作和维护不当，易发生短路、闪弧、绝缘性能降低等，易形成火灾爆炸事故隐患。
5.2 电伤害危险性分析
风电场工程采用电压等级较多，电压较高，有发电系统、变电升压系统、备用电源系统、控制系统、电气保护系统、交直流电源系统等，全场电气设备及其系统较为复杂，存在漏电、触电、电伤等潜在危险性。电设备较多，因带电气线路绝缘老化或电气设备安装不当或保养不善等将引起电气设备的绝缘性能降低，各类电气工作人员在电气运行、操作、维护、检修过程中有可能造成人身触电事故。
5.3 高处坠落、物体打击危险性分析
在风机投产后的运行、检修中存在高处作业，有产生高处坠落的危险。作业行为不规范、防护用品不使用或未正确使用、防护设施设置不规范不牢固、防护设施被破坏、个人健康状况等都可能导致高处坠落。高处作业时工具抛掷，起重、高处作业时高处物件未固定牢固而坠落，坠落物击中人体，或在起重或高处作业区域行进或逗留，人员未戴安全帽，均会发生物体打击。
5.4 机械伤害危险性分析
在项目建设建成投产后，机械设备较多，某些设备的快速移动部件、摆动部件、啮合部件等零部件若安装不牢、防护装置不完善或作业人员不按操作规程进行作业等潜在危险均会导致机械伤害，特别是设备中的旋转、往复、滑动部件会直接造成人员被刮、夹击、碰撞、剪切等伤害。
6 安全管理的危险性分析
风电场在运营过程中，若其管理组织机构、安全技术措施及计划不适合企业实际情况的要求；存在各种安全管理制度落实不完善、不到位，缺乏成套的巡查、检测、查漏制度和机制；安全培训教育未完全按规定要求开展；安全检查不经常、不规范，发现问题未及时进行分析、总结、整改，隐患治理不及时等；对系统中的特种设备以及需要定期检验的安全设施未按期检验，从而不能及时掌握设备、设施的运行状况；特别是在运营过程中，不严格按照管理要求，违章操作、违章指挥等情况，均易导致安全事故的发生。
7 结论及建议
风电作为绿色清洁能源得到国家的大力扶持，但近年各类风电事故时有发生，特别是风电场脱网，风电机组倒塌、着火成为主要的风电安全事故。风电企业和监督管理部门应加强风电设备制造的监督管理，确保风电机组具备低电压穿越和单独故障快速切除的能力，满足风电机组保护及电力系统安全运行要求，针对风电场自身特点和上述存在的危险因素，严格按照国家和行业现行标准对风电场进行设计施工，提高运行和调度管理水平，从而促进风电事业安全良性的可持续发展。
参考文献：
[1]《风力发电机组原理与应用》 机械工业出版社， 姚兴佳，宋俊 等编著 2009
[2]《风力发电技术与风电场工程》 化学工业出版社，杨校生编著 2012
[3]《关于进一步加强南方区域风力发电机组安全监管工作的通知》（南方电监安全[2011]302号）
[4]《关于加强风电安全工作的意见》（电监安全[2012]16号）
[5]《南方区域风力发电厂安全并网安全条件及评价》（南方电监安全[2012]192号）