电厂变频器低电压穿越改造方案探讨.docxVIP

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电厂变频器低电压穿越改造方案探讨

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摘要：近年发电厂经济经营压力逐渐变大，出于节能的目的变频器在发电厂得到了大量的使用。而电厂很多重要辅机使用变频器时，一旦变频器发生故障也会给电厂安全运行带来很大的威胁，比如当变频器进线电源异常、电压降低，会引起变频器自身保护动作跳闸。电网调度中心也对各并网发电厂变频器的安全稳定运行提出了具体要求，要求提高在用变频器低电压穿越能力，性能要满足DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”的相关标准。基于此，本文对发电厂变频器低电压穿越改造方案进行研究，作出以下讨论仅供参考。

关键词：发电厂变频器；低电压穿越；改造方案

引言

火电机组均配置大量辅机，且常常处于低负荷或变负荷运行状态。近年来，火电机组在辅机设计上广泛应用变频器技术，通过对辅机加装变频调速系统，带来了可观的节能效益，但同时引发了新的安全风险，低压辅机如给煤机、给粉机等，由于负载较重，变频调速系统“瞬停”功能不适用，且不具备自动工频切换旁路，在发生电压跌落时，变频系统会闭锁停机，导致给煤机、给粉机等重要辅机停机，可能引起全炉膛灭火保护动作跳机，给电网安全稳定运行造成极大威胁。实际运行过程中，已经发生多起因变频器不具备低电压穿越能力而导致的事故扩大事件。

1低电压穿越装置系统的组成

在正常运行中，电气设备，如雷暴、短路和大型电动机起动、车祸、建筑施工、人为错误、动物接触线、切换操作、配电装置故障等会引起系统电压电压暂降，也称电压跌落、电压凹陷和晃电等等。指电压有效值突然下降，然后快速恢复正常。当系统电压超出变频器额定功率范围时，变频器会在变频器锁定输出模式和变频器电机停机时保护动作停止。低压开关装置可降至电网电压的90%以下，系统不能工作，处于热待机状态；当电压在0%至90%之间下降时，系统立即启动[200μs]，输出500V左右的直流电送到变频器的直流母线端，以提供电压支撑，确保变频器不会因交流电压下降而停机，并起到支撑作用当交流电压恢复正常时，低压开关装置自动退出支架并处于待机状态，为下一个电网的临时电压降或断电做好准备。低压通道系统由RTM模块、主监控、填充引擎、显示器、开关电源、电池检查器、电池块、电路继电器、STC-1、接触器、保险丝、真空开口等组成。其中RTM模块主要起升压和隔离作用，将220伏的直流电升压到500伏，同时其输入端与输出端是隔离的，任一端的故障都不会影响连接到另一端和另一端的设备主监视与CPU监视相同，是整个系统的中央监视的一部分。STC-1是主控制的扩展；充电器主要维修直流母线电源和充电电池；显示屏(显示屏装在柜门外面，图中未画出)是友好的人际交往界面，可以配置系统，查看各种报警和设备状态；电池检测器的主要功能是检测电池组的单个电池电压和电池两端的总电压，并实时显示每个电池的电压。

2低电压穿越对辅机变频器的影响

2.1电压穿越

用在变频器使用上的概念就是当变频器输入电源电压在一定时间、一定跌幅范围内，不会导致变频器跳闸，还可以继续维持运行。变频器工作原理。变频器主要由整流部分、直流部分、逆变部分组成，此外还有控制单元，用于控制变频器输出的频率。380V交流电源输入整流部分，转换成直流电，经过大容量电容，然后通过控制单元对逆变部分进行控制，将直流电源转换成各种频率的交流电，实现对电动机的调速控制。

2.2低电压穿越对变频器的影响

变频器广泛应用于电气系统，但低压变频器对低压过线的电阻相对较低，在电网电压发生晃电时会不程度地引起变频设备跳停。2016年，某企业因外供电线路“晃电”导致变频器所带设备跳车达5次之多，其中最严重的是，该公司新的CP装置关闭了20台变频机组，该系统大规模停运，造成切粒机报废，发现变频器故障代码为:欠电压。查看变频器的欠电压阈值直流430V，因该值内部固化，无法修改。

3变频器低电压穿越的改造方案探讨

3.1从回路着手，研究解决低电压穿越问题的方案

低压变频器主要由整流单元、直流环节、逆变单元组成。变频器原理是将交流电源电压经过整流变换为直流电源，再经过逆变输出交流电压，且频率可变。当电网电压降低时，整流出来的直流电压也跟随着降低，不能满足逆变部分所需要的能量要求，触发变频器低电压保护动作。变频器低电压保护保护的是硬件部分，且为固化的保护，不能通过参数修改的方式进行调整，只要使得整流部分输出的直流电压满足要求，也就解决了低电压穿越问题。

3.2解决电网跌落问题

根据对电网跌落对变频器影响的分析，应注意以下几点，以消除电网跌落的影响，避免导致变频器停机:①确保总线电压不会导致PWM过度调节；②电机应低速运转，防止输入电流过大；③电动机降速以维持直流母线电压为目的，防止过