全球首次！遠景ETOP機型通過機艙燃弧與消防同步測試

近日，遠景能源ETOP箱變上置機型成功通過全球首個1:1全尺寸實體變壓器艙燃弧+消防試驗。此次試驗由山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院實施、德國萊茵TüV見證，依據(jù)IEC 62271-202、IEEE C37.20.7等國際標準及XF 499.1-2010消防規(guī)范，在12kV電壓、25kA電流的極端工況下取得了突破性試驗成果，試驗同步采用燃油模擬真實火源起火場景，系統(tǒng)驗證了消防系統(tǒng)的響應(yīng)速度與滅火效能。

這一突破性成果，不僅填補了國內(nèi)大型風電裝備機艙側(cè)艙綜合性能檢測的技術(shù)空白，更標志著遠景ETOP機型在防火安全設(shè)計上走在了行業(yè)前列——從“被動滅火”走向“主動預(yù)防”，從“單點防護”走向“系統(tǒng)隔離”。在4月16日舉行的遠景能源風力發(fā)電機變壓器艙燃弧&消防模塊TüV萊茵測試符合性聲明頒證儀式上，德國萊茵TüV集團大中華區(qū)工業(yè)服務(wù)與能源環(huán)境部總經(jīng)理朱國表示，隨著歐盟風電市場準入標準的持續(xù)升級，未來針對風電機組的認證要求將更為嚴格。遠景能源此次率先開展風電機艙變壓器艙燃弧測試與防火測試，以科學嚴謹?shù)臏y試方法系統(tǒng)評估機艙的安全性與可靠性，為大兆瓦機組的安全穩(wěn)定運行提供了堅實保障。此次測試充分體現(xiàn)了遠景能源在產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計標準上的更高追求，這與全球市場對安全與品質(zhì)日益提升的期待高度契合。

遠景的“系統(tǒng)安全觀”

——從被動滅火到主動預(yù)防

隨著機組大型化的發(fā)展，將升壓變壓器、變頻器等核心電氣設(shè)備從塔底移至機艙的ETOP（箱變上置）方案在降低線損、節(jié)約征地、環(huán)境友好等方面優(yōu)勢凸顯，近年來逐漸成為風電行業(yè)的主流技術(shù)路線。

然而，高壓設(shè)備上置也帶來了新的安全挑戰(zhàn)。電氣連接松動、短路拉弧等常見引火源，與機械傳動鏈及偏航系統(tǒng)中使用的各類油脂，以及機艙內(nèi)大量應(yīng)用的復合材料等可燃物被集中布置在同一空間內(nèi)。根據(jù)全球風電火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，每年每一萬臺風機就有15—25臺發(fā)生火災(zāi)，其中75%以上發(fā)生在機艙內(nèi)，年度經(jīng)濟損失超10億歐元。ETOP機型的這種高度集成化設(shè)計，使機艙防火、消防安全面臨更為嚴峻的挑戰(zhàn)。

▲2023年，美國伊利諾伊州一臺風電機組起火

面對ETOP路線的安全隱患，行業(yè)普遍做法仍停留在“被動應(yīng)對”或紙面設(shè)計層面——增加滅火設(shè)備、加裝防火隔熱材料，試圖在火災(zāi)發(fā)生后控制損失。

而遠景從一開始就選擇了另一條路。“我們的ETOP方案，是行業(yè)內(nèi)首例主動出擊、事前預(yù)防并通過測試驗證確保安全可靠的方案。”遠景能源國內(nèi)陸上風機整機SE奚艷洋表示，“在設(shè)計之初，我們對多種布局方案進行了系統(tǒng)安全性對比，最終選擇了最具安全性的獨立側(cè)艙方案。”

這一方案的核心理念是“預(yù)防為主、防消結(jié)合”，按照系統(tǒng)工程原則構(gòu)建多層防線：

在源頭控制上，遠景將箱變上置所需的核心部件集中布局在獨立的側(cè)艙，實現(xiàn)與主艙室的物理隔離，讓“火源”遠離“燃料”。同時，變壓器采用二次殼體可靠防護，并安裝差動保護系統(tǒng)（電氣系統(tǒng)中一種重要的保護方式，主要用于保護發(fā)電機、變壓器、電動機以及高壓饋線等電力設(shè)備）和弧光監(jiān)測保護系統(tǒng)（通過檢測故障弧光和故障電流，以<10ms的速度快速切除故障點電源，將總故障切除時間控制在開關(guān)柜和變壓器可承受燃弧時間內(nèi),將弧光短路產(chǎn)生的危害降到最低），能夠靈敏檢測變壓器內(nèi)部潛在的接地問題，在事故隱患階段實現(xiàn)快速保護。

在材料選擇上，遠景在行業(yè)內(nèi)首次引入能夠耐受1000℃火焰溫度1小時以上的防火涂料，大幅提升機艙罩的耐火特性。電纜及內(nèi)裝材料選用阻燃或難燃材料，潤滑與液壓系統(tǒng)采取防泄漏和集油措施，油品選型滿足高閃點及阻燃性能要求。

在監(jiān)測預(yù)警上，針對機艙內(nèi)發(fā)電機、變流器、齒輪箱及液壓系統(tǒng)等高風險部位，設(shè)置煙霧、溫度等火災(zāi)探測裝置，并與機組控制系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)鎖，在火災(zāi)征兆或異常工況出現(xiàn)時能夠自動執(zhí)行停機、切斷非必要電源等控制措施。

▲試驗機艙

全球首次燃弧與消防同步試驗：

把最嚴苛的考驗留在實驗室

2026年3月，遠景ETOP機型迎來一次“大考”——全球首次依據(jù)國際標準開展的機艙側(cè)艙內(nèi)部燃弧與消防同步試驗。

▲燃弧試驗

試驗的嚴苛程度前所未有：在12kV電壓、25kA電流工況下，燃弧持續(xù)時間選取為實際電控斷電時間的2倍，以開展加嚴燃弧實驗；在消防性能測試中，搭建標準油罐火災(zāi)模擬場景，依托熱電偶網(wǎng)絡(luò)精準監(jiān)測滅火響應(yīng)時長與機艙罩耐火完整性。

試驗結(jié)果驗證了遠景ETOP機型的多重防護能力：側(cè)艙在內(nèi)部電弧產(chǎn)生的高溫高壓沖擊下保持結(jié)構(gòu)完整，無碎裂和解體；消防系統(tǒng)在起火后快速響應(yīng)，滅火時間滿足XF499.1標準要求。

▲消防試驗

“這次試驗獲取的一系列關(guān)鍵硬核數(shù)據(jù)，不僅為遠景能源優(yōu)化風電機艙設(shè)計、提升產(chǎn)品安全防護性能提供了科學依據(jù)，更為其順利通過德國萊茵TüV國際權(quán)威認證、開拓全球高端市場奠定了堅實基礎(chǔ)。”山東省質(zhì)檢院相關(guān)項目負責人表示。

引領(lǐng)行業(yè)：遠景的“高可靠”初心

遠景為何在ETOP防火安全上投入如此之重？

答案或許可以回溯到遠景多年來堅持的“高可靠、高性能”第一性原理。從自研齒輪箱、主軸承累計交付雙雙突破12000臺，到超700臺自研自制在運滑動軸承無重大失效，遠景始終將可靠性作為產(chǎn)品的生命線。

在ETOP路線上，這一理念得到了延續(xù)。遠景不僅關(guān)注變壓器的電氣性能，更將其置于整機系統(tǒng)中進行全鏈路協(xié)同設(shè)計——發(fā)電機與變頻器的精密配合保證最優(yōu)能量捕獲，變壓器電磁設(shè)計以典型風頻分布為輸入，從幾千種方案中選取年發(fā)電量最大方案，所有部件都經(jīng)過專門適用于風機場景的嚴苛測試。

▲ETOP海上風電機組

“遠景有豐富的整機系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗，再結(jié)合變壓器的制造技術(shù)研究成果，就能得到最適合遠景風機系統(tǒng)的變壓器設(shè)計。”奚艷洋表示，“除了要通過標準規(guī)定的例行試驗、型式試驗，我們還進行了專門適用于風機場景的多個特殊試驗，確保每一臺出廠的ETOP機組都能經(jīng)受住最嚴苛的考驗。”

頒證儀式上，遠景能源風機產(chǎn)品線總經(jīng)理楊亞文表示，近年來行業(yè)發(fā)展迅猛、新技術(shù)層出不窮，質(zhì)量問題也隨之增加，遠景一直堅持質(zhì)量是底線，極限驗證代表著對產(chǎn)品可靠性最苛刻的要求，“只有充分經(jīng)受住地面試驗的考驗，才能保證未來空中運行的安全。本次試驗的成功增強了我們對極限追求的信心，未來遠景也將與萊茵等權(quán)威機構(gòu)共建行業(yè)標準、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。以系統(tǒng)工程思維構(gòu)建多層防線，以預(yù)防為主理念化解風險于未然——這不僅是遠景對高可靠承諾的踐行，更是中國風電從規(guī)模引領(lǐng)走向技術(shù)引領(lǐng)的生動注腳。”