****电厂
给煤机/空气预热器变频器低电压穿越改造方案
目录
一、火力发电厂给煤/粉机及空预器系统现状分析 (2)
二、网源协调对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求 (4)
三、电厂关键辅机变频器低穿能力梳理核查 (6)
（一）厂用负荷分类 (6)
（二）厂用负荷继电保护动作特性 (6)
（三）厂用负荷变频器低穿能力要求原则 (7)
（四）低电压对现有厂用负荷的影响分析 (7)
四、技术改造方案 (9)
（一）大惯性类负荷变频器 (9)
（二）给煤机、给粉机类负荷变频器 (9)
（三）各种技术方案特点及对比分析 (12)
五、SCS-230火电机组辅机电源控制系统 ................................................. 错误！未定义书签。
（一）系统原理..................................................................................... 错误！未定义书签。
（二）系统特性..................................................................................... 错误！未定义书签。
（三）支撑方式..................................................................................... 错误！未定义书签。
（四）SCS-230火电机组辅机电源控制系统两种技术方案.............. 错误！未定义书签。
（五）检验方法..................................................................................... 错误！未定义书签。
（六）SCS-230火电机组辅机电源控制系统检测报告...................... 错误！未定义书签。
一、火力发电厂给煤/粉机及空预器系统现状分析
随着电力电子技术的发展,变频器以其调速精确、使用简单、保护功能齐全等优点逐步代替传统的调速控制装置而得到广泛应用。但由于电网电压不稳定，导致变频器在使用中产生了新的问题：变频器低压保护跳闸。低电压通常都是瞬时和短时的,对传统的控制系统影响较小，而对变频器则会产生低压保护跳闸导致电机停机，影响生产和安全。
目前，火电厂煤粉炉的给煤、给粉系统成为自动化程度最低的薄弱环节，特别是电厂内部控制给煤给粉机的变频器低电压保护跳闸问题，对电厂影响尤为严重。在实际使用过程中，因为电网发生低电压穿越或备自投切换时，厂用电电压瞬时或短时低于变频器低电压保护整定值(根据变频器型号不同该值也不同)时，给煤给粉机变频器低压保护会动作，并同时会给FSSS(锅炉安全监控系统)发出停止信号，引起MFT动作，而厂用电和给煤给粉机母线低电压保护整定值通常低于变频器低电压保护整定值，线路中的其它设备还在正常工作，变频器跳闸，迫使FSSS停炉，给电厂带来很大的经济损失，也成为现在电厂安全事故的高发区，同时也是目前电厂面临的比较大的问题，只有很好的解决该问题，才能保证电厂安全、可靠、高效的正常运行，避免停炉事故发生。
空气预热器电源系统由变频器和拖动电机组成。各种故障造成的电力系统电压跌落，导致空气预热器系统停运，进而造成发电机组停机脱网的恶劣事故。
分析空气预热器系统脱网的过程，与给煤给粉机变频相同主要有两个原因可诱发此问题：变频器功率回路（变频器动力部分）和控制电源（控制部分）。变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成，如下图所示。
图变频器结构示意图
变频器的进电端子(R/L1，S/L2，T/L3)，经不控整流（TM1，TM2，TM3）到直流DC，再经过逆变(TM4，TM5，TM6)到U/T1，V/T2，W/T3交流，实现频率变换。当低电压发生时，R/L1，S/L2，T/L3电压变低，直流母线电压随之降低，无法提供逆变模块所需要的能量，触发变频器保护。此保护为变频器内置的硬件保护，无法通过修改定值进行规避。
在变频系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均需稳定的控制电源供电。电力系统发生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，导致给煤机、给粉机、空预器变频停止运行。
二、网源协调对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求
发电机组低电压穿越的概念最早来源于风力发电，特指风力发电机并网点发生一定幅度、时间范围内的电压跌落时，风机机组维持运行不脱网，支持电网恢复，直到电网恢复正常。在我国，国家电网公司对风电场的低电压穿越能力提出了明确的要求。要求风电场内的风电机组，具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力。与此同时，当风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组应能够保证不脱网连续运行。
传统意义上认为火电或水电机组为可控发电能源，机组本身有励磁调节系统，在系统故障期间可稳定维持机端电压，因而不存在低电压穿越问题。但近年来，随着火电厂内部辅机变频器的大规模使用，全国各级电网均出现过电网发生瞬时电压波动引起机组跳闸的问题。发生以上事故的主要原因是辅机（特别是磨煤机、给煤机和引风机等）变频器不具备低电压穿越能力，当电网由于故障造成电压降低时，辅机变频器不能躲过系统保护隔离故障元件时间，而经由低压保护动作跳闸，进而造成机组跳闸或锅炉灭火。因此，火电厂辅机系统变频器不具备高、低电压穿越能力的问题已经成为威胁电厂主设备安全运行的重要隐患，若造成机组跳闸或出力大幅降低还将影响电网的稳定运行。东北电网公司于2011年首次于伊敏煤电公司组织召开了由五大发电集团公司相关派驻机构、东北各网省电力公司、东北电力设计院、东北各省电力设计院等单位参加的“东北电网火电厂辅机低电压穿越能力改造工作现场会”，参会各单位一致认为：应对火电厂辅机低电压穿越能力问题予以高度重视，必须立即着手限期加以彻底解决。2012年，国家电力调度控制中心专门下文对火电厂内变频器的低电压穿越能力进行核查，东北电网、西北电网、内蒙古电网等先后开展了区内火电厂低电压穿越性能核查与整改工作。
目前，给地区对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求参照国网公司的《大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范》技术条件执行(见下图):
1.变频器在进线电源电压跌落到不小于20%额定电压，持续时间不大于0.5s 的区域内,能够可靠供电，保障供电对象的安全运行；
2.变频器在进线电源电压跌落到不小于60%额定电压，持续时间不大于5s的区域内,能够可靠供电，保障供电对象的安全运行；
3.变频器在进线电源电压不小于90%额定电压时能够长期可靠供电，保障供电对象的安全运行；
4.变频器进线电压升高到不大于额定电压的1.3倍,持续时间不大于0.5秒，变频器应能够保障供电对象的安全运行。
三、电厂关键辅机变频器低穿能力梳理核查
（一）厂用负荷分类
厂用电负荷按生产过程中的重要性可分为三类：
一类负荷：短时停电可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。
二类负荷：允许短时停电，但停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。
三类负荷：长时间停电不会直接影响生产的负荷。
汽轮发电机组一次风机、二次风机、引风机、送风机、电动给水泵、凝结水泵,循环水泵、给煤机、给粉机、空气预热器、增压风机、空冷岛冷却风机等均属于一类负荷。
（二）厂用负荷继电保护动作特性
火电厂厂用继电保护装置对高压、低压厂用电动机负荷的保护设置中，涉及低电压保护特性。
根据《火力发电厂厂用电设计技术规定》（DL/T 5153-2002）相关要求：对于一类电动机负荷，当装有自动投入的备用机械时、或为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后须自动切除时，均应装设9S-10S时限的低电压保护，动作于断路器跳闸。
为了保证接于同段母线的一类电动机自启动，对不要求自启动的二类、三类电动机和不能自启动的电动机装设0.5S时限的低电压保护，动作于断路器跳闸。
电动机负荷低电压保护定值
（三）厂用负荷变频器低穿能力要求原则
变频器的低电压穿越能力应根据电厂主设备及一类辅机设备能力、电网安全运行要求、变频器安全经济能效比等因素统筹兼顾来确定。
变频器的低电压穿越能力不应超越主设备和供电对象的能力，也不应束缚主设备和供电对象的能力，应在适当考虑变频器安全经济能效比的条件下，充分发挥变频器对电网安全的支撑能力。
根据上述原则，变频器低压穿越性能应与主机低压性能相配合，宜与电厂一类辅机的低电压保护定值相配合。
（四）低电压对现有厂用负荷的影响分析
1.厂用继电保护反应
根据现有的火电厂厂用电继电保护特性，在国网公司的《大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范》文件中提到的“暂态低电压穿越区”、“动态低电压穿越区”的维持时间（0.5S、5S）小于继电保护动作时限（9S-10S），一类负荷的继电保护均不会动作跳闸。
2．二类、三类负荷
火电厂中厂用电的二类、三类负荷不对机组并网安全稳定运行造成直接威胁，不涉及低电压穿越问题，在此不做讨论。
3.无变频器一类负荷
电动机类负荷，低电压过程中出现微小波动，可以正常过度，实现低电压穿越。
4.有变频器一类负荷
（1）风机、水泵类大惯性负荷
在低电压穿越区内，变频器可短时中断输出保护自身设备，在电源恢复之后，当电动机仍在运转时，机组仍在运行时，可以跟踪电动机转速再启动（即所谓飞车启动功能）。从调研情况来看，高压变频器基本均带有此功能。
（2）给煤机、给粉机类负荷
在低电压穿越区内，会触发变频器保护闭锁，电机拖动皮带，惯性很小，电机瞬时停转，造成机组停机。如采用强制再启动，也会造成锅炉风煤配比失调，炉膛压力剧烈波动，存在爆炉风险。
四、技术改造方案
参照国网公司的《大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范》技术条件，从应用角度对电厂用的变频器提出改造措施。
（一）大惯性类负荷变频器
电厂中应用的辅机变频器绝大部分属于此类，空气预热器、增压风机、凝结水泵、空冷岛冷却风机、引风机、送风机、一次风机、二次风机、给水泵、凝结水泵等设备的变频器均可以采用失压重启方法或降转速恒磁通方法v/f控制方法。
1.失压重启方法
对于大惯性负载，可采用动力电源部分采用失压重启方法，同时将变频器的控制电源接到 UPS电源。当低电压发生时，变频器可短时中断输出，对自身进行保护；在电源恢复之后，电动机仍在运转时，机组仍在运行时，可以跟踪电动机转速再启动。
2.降转速恒磁通 v/f控制方式
对于允许短时负载波动的应用，此类负载所使用的变频器，可以采用降转速恒磁通 v/f控制方式如允许降低转速，则用本方法可使传动设备在三相电压较大幅度暂态跌落期间继续运行。采用这种方法时必须考虑三相电压暂态跌落的最大幅值、扰动最长持续时间、生产过程中允许的转速降低的程度和负载特性。
（二）给煤机、给粉机类负荷变频器
给煤机、给粉机的变频器可以采用在变频器前端串联交流不间断电源（UPS）方法或外加并联直流电源方法。
1.在变频器前端串联交流不间断电源（UPS）方法
外加串联交流不间断电源 UPS采用这种方法可做到无干扰运行,但是受限于UPS的容量。
2.外加直流端外加电容或电池方法
外加变频器直流母线的电容或电池，增加对变频器内部直流母线的储能能力，提高变频器内部承受低电压的能力。
3.外加并联直流电源方法
在变频器直流母线上外加一路直流电源（直流稳压电源、蓄电池电源、电厂保安电源等），当外部扰动引起常用电源短时中断或短时电压降落时，外加直流电源继续供给变频器，不影响终端电动机的正常运行；当工频电源再度恢复正常供电时，变频器改为工频电源供电。
4.增设稳压电源方案
通过设置变频器低电压穿越电源装置，使其在系统低电压故障期间有效动作，保障变频器拖动系统的连续稳定运行，进而确保生产安全。
1）变频器低电压穿越电源装置构成
变频器低电压穿越电源拓扑如下图所示。
图系统拓扑示意图
该设备的主功率输入为系统三相交流电源，主功率输出一路或多路直流电源。
交流三相电源分为两路为变频器进行供电：一路为交流供电通路，可通过原有送电线路或设置旁路开关，将三相交流电直接送入变频器A/B/C三相交流输入端子；另一路为直流供电通路，三相交流电能经手动断路器QF1送入二极管整流桥TM1-3构成的整流回路，再经过电控开关KM1变换为直流电能并储存于电容C1和C2。电感L1与IGBT构成BOOST型式的升压斩波电路，可将C1/C2上的直
流电能变换为电压等级更高的直流电能储存于电容C3/C4，并经二极管防反回路和熔断器后，送入变频器的直流输入端子。电动开关KM1与电阻YR1构成预充电回路，当预充电结束之后闭合KM1，实现在装置初始上电时为电容C1/C2/C3/C4的平稳充电功能。
在现场改造施工中，变频器低电压穿越电源并接在系统三相380V电源与变频器之间，无需对变频器的配置、设置做任何改动，并可利用现场已铺设的电缆，无需新增任何电力线缆。
2）变频器低电压穿越电源工作原理
变频器低电压穿越电源装置的控制目标为在系统电压跌落时保证变频器及其拖动电机系统的转速、功率、转矩不变。其工作原理介绍如下。
装置挂网运行时，断路器QF1与电动开关KM1均处于闭合状态。
在系统电压正常的状态下，电能通过交流送电回路送入变频器交流输入端子，装置中的电力电子器件均处于旁路状态，不参与装置运行。
在系统电压发生跌落，进而造成C1/C2上整流得到的直流电压跌落时，装置内置的控制系统实时监测到此电压跌落趋势，将电感L1与IGBT构成的BOOST 斩波升压回路快速投入运行，保证在A/B/C三相电压跌落期间，C3/C4上的直流电压被举高，维持到可保证变频器输出功率、电机转矩、电机转速均不变的电压水平。
在系统电压跌落结束，系统电压恢复正常后，IGBT停止运行，BOOST回路退出工作状态，变频器的供电仍由三相交流送电回路提供。
装置中，交流送电通道与直流送电通道的切换由电力电子器件（SCR）完成，切换动作时间小于1ms，为无缝切换，对变频器的稳定运行不会造成冲击。
３）改造工程实施方案
根据现场应用需要，采取两部分措施。
措施一，直流动力电源改造。在变频器直流母线上，加设大功率变频器低电压穿越电源装置。维持原有变频器供电线路不变，为变频器低电压穿越电源装
置引入AC380V的交流动力电源。将变频器低电压穿越电源装置的直流输出接入变频器的直流母线。线路连接如下图所示，图中红色部分为工程接线部分，黑色为原线路予以保留。
图动力电源改造示意图
措施二，控制电源改造。将厂内备用UPS电源引入变频器控制柜，为控制柜中的控制器、接触器、继电器等器件提供控制电源。线路连接如下图所示。
图控制电源改造示意图
（三）各种技术方案特点及对比分析
1.失压重启及降速恒磁V/F
此类方法最大的优点是不用添加额外的硬件设备，只需在软件配置上适当调整即可（需要原变频器厂的配合）。但此两种方法使用只适用于大惯性负载的情况，对于给煤、给粉机等应用场合不适用。
2.加装ＵＰＳ方案
在变频器前端串联交流不间断电源（UPS）方法可做到无干扰运行,但是受限于UPS的容量。如采用工业级大ＵＰＳ，工程布线工作量将很大，而且需要为Ｕ
ＰＳ建造空调房，工程量大；如采用商用级小ＵＰＳ，可靠性将远不如工业级大ＵＰＳ。
3.连接直流保安电源方案
电厂的直流保安电源一般电压等级为ＤＣ１１０Ｖ或ＤＣ２２０Ｖ，而变频器的直流环节是ＤＣ５４０Ｖ，依然需要外加装置进行电压变化。
另外，电厂直流保安电源上连接都是电厂里的关键负荷，一旦低穿装置本身的输入短路或电源与装置的连接线路发生故障，将直接导致直流电源系统崩溃。
多台低穿装置连接在直流保安电源上，一旦发生低电压，多台变频器总容量对应的负荷会在瞬间切换到电池上，对直流电源造成巨大冲击，风险过大。
4.加装蓄电池组、电容组方案
在变频器直流环节上加装蓄电池组、电容组等储能器件也可以实现变频器的低电压穿越。该方案的优点是原理简单，缺点包括以下方面：
1）需配备安全要求极高的蓄电池室
蓄电池直流支撑解决方案的核心部件为蓄电池组，由于蓄电池对温度的敏感性，需配备温度可控的密闭蓄电池室安放蓄电池组。蓄电池组由大量蓄电池串联而成,蓄电池在充电或放电过程中会析出相当数量的氢气,同时产生一定的热量。氢气和空气混合能形成爆炸混合物,且其爆炸的上、下限范围较大,因此蓄电池室具有较大的火灾、爆炸危险性。对于存放蓄电池的房间，通风、控温要求极高，同时必须达到很高的防火、防爆安全等级。
2）现场施工量大
蓄电池直流支撑解决方案为集中供电式方案，蓄电池组及其电力电子设备配备安放在独立的蓄电池室中，由1台蓄电池直流支撑装置为多台给煤机变频器同时供电。现场改造时，需在蓄电池组与变频器间铺设长距离输电线缆和线缆桥架。用户除蓄电池装置费用，需承担线缆费用、桥架费用、施工费用，整体改造工程成本大幅提高。同时现场施工量较大，工期较长。
3）整体式供电解决方案，全系统瘫痪概率高
蓄电池直流支撑解决方案为集中供电式方案，这种方式下，任意一台给煤机
变频器发生故障、任意连接线缆发生破皮短路、蓄电池充电系统故障或蓄电池管理系统故障，都有可能触发蓄电池组的相关保护，引发蓄电池直流支撑装置退出运行，进而造成所有给煤机变频器集体丧失低电压穿越功能。在此情况下，若发生电力系统低电压故障，将会引发发电机组跳机的恶劣结果。
4）受运行温度限制大，运行寿命短，电池串联风险高
蓄电池直流支撑解决方案中，解决方案中的核心部件为蓄电池，其对于运行环境温度极为敏感。一方面，在低温环境下蓄电池会出现容量下降现象，严重时会出现整机失效；另一方面过高的环境温度会造成蓄电池整体寿命的下降。理论上环境温度每提高10℃，电池的使用寿命将减小50%。通常情况下，蓄电池标称的使用寿命均为25℃情况下评估得到的，而给煤机系统临近锅炉，其常态环境温度有可能达到50℃以上，以55℃计算，蓄电池的寿命将仅为理想情况的12.5%，通常小于一年，电池更换频率将极高。
同时，蓄电池直流支撑方案中，需240节以上蓄电池进行直接串联，远多于普通电厂内常备电源中蓄电池的串联个数。如此多的电池串联，将造成电池单体间电压的极度不均衡，进而体现为电池串的整体寿命和可靠性大幅度下降。
5）装置本体安全可靠性低
蓄电池直流支撑解决方案中，蓄电池平时多处于浮充状态，即其配备的充电机经常处于工作状态。充电机为电力电子装置，电力电子装置的运行故障率比电动机本体运行故障率高很多。蓄电池解决方案中的充电机的使用，将极大增加给煤机系统的故障率。
6）运行维护复杂
蓄电池直流支撑解决方案中，为保证蓄电池的寿命，需对蓄电池进行定期（通常3个月）的全充全放维护。此维护过程耗时较长，维护中需对给煤机系统进行人为切换电源，极易触发变频器的停机故障，给系统安全连续运行带来风险。同时，常规蓄电池支撑解决方案，不具备自检和故障自诊断功能，一旦发生故障，无法有效的上送故障报警信息，不利于现场故障的及时发现与排查。
5.稳压电源方案
1）更高的安全可靠性
保留原有送电线路或设置旁路开关作为旁路电路，在系统电压正常的情况下，装置工作于旁路模式，变频器由电力系统直接供电，电源变换模块部分处于休眠状态，不参与装置运行。由此降低装置中电力电子器件投入使用的工作时间，从而降低故障概率。
2）高效的定期自检与故障自诊断，免维护应用
装置采用免维护设计，其使用过程中无需工作人员对其进行任何操作和维护。该装置集成定期自检功能，对于自检中发现的问题，具备强大的故障自诊断功能，并可将故障诊断结果通过硬接点、通讯等多种方式上送至后台管理系统，方便故障的统计与记录。
3）宽温度范围，长运行寿命
核心部件为目前世界上最先进的第五代IGBT，其结温耐受能力达到150℃以上。装置整机的稳定运行温度范围可达到-20℃～+55℃。可实现各种恶劣工况下的长寿命运行。
4)分布式供电解决方案，提高系统整体可利用效率
可以为每台变频器配备独立的装置，任意一台变频器的故障均不会影响到其他变频器系统的安全运行，提高了系统整体的可利用效率与可靠性。同时在安装方式上，装置与变频器就近安装，最大限度的缩短了电缆连接线的长度，极大的降低了连接线路短路风险。
5）缺点：一是造价成本较高（但相较于各类储能电源方案并不居于劣势）；二是不能解决零电压穿越问题。
6.建议
以上方案各有利弊，从网源协调要求角度出发，并考虑成本、布置、工程难度问题，建议对于惯性负荷，采用失压重启及降速恒磁V/F方式，对于给煤机类负荷，采用稳压电源方案有一定优势。
低电压穿越试验检测装置用户使用手册
目录 第一章概述 (2) 第二章技术条件 (3) 2.1 环境条件 (3) 2.2 执行现行国家标准 (4) 第三章装置技术说明 (4) 3.1 功能特点 (4) 3.2 技术参数 (5) 第四章装置使用说明 (6) 第一章概述 2011年4月，随着国家发改委出台了关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知，2011年中国光伏市场前景大好，中国光伏装机容量增长依旧强劲，2011全年的安装量达到2GW，2012年装机超过4GW。到2015年底和2020年底，分别达到20GW和50GW。由此可见未来几年的光伏市场潜力和产能需求非常大。
随着光伏在电力能源中所占比例越来越大，光伏发电系统对电网的影响已不容忽视。尤其是我国光电大规模集中式开发，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦光伏逆变器自动脱网可能造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行。因此，大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越能力(Low V oltage Ride Through，LVRT)。其并网必须满足相应的技术标准，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许光伏逆变器脱网，当电压在凹陷部分时，逆变器应提供无功功率。 目前，丹麦、德国等欧洲国家制定了新的电网运行准则；在国内，国家电网公司也已发布了《光伏电站接入电网技术规定》、《光伏电站接入电网测试规程》。然而，目前国内试验和测试手段匮乏，尚不能研制与技术标准相配套的低电压穿越测试装置（电压跌落发生装置），低电压穿越等测试试验无法在现场进行，难以为光伏电站并网验收试验提供有效的技术支撑，也严重制约我国光伏发电的应用和发展。 为了提高我国光伏逆变器并网运行检测能力，推动光伏发电配套设备的自主创新，解决我国光伏发电并网运行的瓶颈，中国电科院中电普瑞科技有限公司在成功研制张北国家风光储实验基地风电检测中心35kV/6MV A电压跌落发生装置的基础上，通过自主创新进一步研制出国内首创的光伏逆变器低电压穿越测试装置。该装置采用阻抗分压式、集中结构、紧凑型设计，具有运输方便、测试灵活、占地面积小等优点。 低电压穿越测试装置根据国内光伏逆变器的特点，开发LVRT—1M系列产品，分别适用于1MW及以下光伏并网逆变器的低电压穿越测试装置，可根据用户需要灵活选择。 第二章技术条件 2.1 环境条件 序号项目现场条件 1 安装地点室外 2 海拔高度1500m
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目录 一、火力发电厂给煤/粉机及空预器系统现状分析 (2) 二、网源协调对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求 (4) 三、电厂关键辅机变频器低穿能力梳理核查 (6) （一）厂用负荷分类 (6) （二）厂用负荷继电保护动作特性 (6) （三）厂用负荷变频器低穿能力要求原则 (7) （四）低电压对现有厂用负荷的影响分析 (7) 四、技术改造方案 (9) （一）大惯性类负荷变频器 (9) （二）给煤机、给粉机类负荷变频器 (9) （三）各种技术方案特点及对比分析 (12) 五、SCS-230火电机组辅机电源控制系统 ................................................. 错误！未定义书签。 （一）系统原理..................................................................................... 错误！未定义书签。 （二）系统特性..................................................................................... 错误！未定义书签。 （三）支撑方式..................................................................................... 错误！未定义书签。 （四）SCS-230火电机组辅机电源控制系统两种技术方案.............. 错误！未定义书签。 （五）检验方法..................................................................................... 错误！未定义书签。 （六）SCS-230火电机组辅机电源控制系统检测报告...................... 错误！未定义书签。
给水泵变频改造电气方案的优化 林永祥吴广臣瞿宿伟 上海电力修造总厂有限公司 摘要：目前电动给水泵变频改造技术日趋成熟,已有较多电厂已完成改造并投入运行，节能情况也十分理想。但是经了解，对于给水泵变频一拖二的情况，需要经过“二启二停” 才能实现倒泵，较为繁琐。针对这种情况，对电气方案进行深入研究，发现只需“一启一停”即可实现倒泵，为电厂变频运行提供了更简洁的优化方案。 关键字：给水泵变频改造电气方案一启一停优化 1.引言 近年来，随着电网容量的不断增加，用电峰谷差也逐步增大，需要机组调峰幅度相应增加，目前某某发电有限公司调峰幅度甚至超过50%，而作为全厂最大辅机设备的给水泵,虽然配置有液力耦合器调速，但电机在固定转速下随着给水泵输出转速的降低，给水泵组的效率也越来越低，给水泵耗电率一直居高不下，直接影响到全厂经济技术指标和节能效益，故此全电泵机组进行变频改造也应运而生。目前也已有较多电厂完成改造并投入运行，节能情况也较为理想，但是在经过与野马寨电厂、珲春电厂、双鸭山电厂的交流后也发现存在的一个问题，即对于电气改造一拖二的方案，需要经过“二启二停”，才能实现倒泵，较为繁琐。于是找出优化方案，为电厂解决难题成为我们一个新的课题。 下面通过对旧方案与优化方案的简介以及对比来进行介绍。 2.旧方案简介 2.1 高压变频调速装置的构成 对应单台给水泵配置一套高压变频调速装置，每套变频调速装置包括控制柜、单元柜、移相变压器柜、旁通柜，它们和电动机、给水泵及后台控制系统构成一套完整调速系统。2.2 给水泵变频一拖二方案的电气一次接线 给水泵变频一拖二方案的电气一次接线如下图。虚线框内设备,为实现给水泵变频一拖二方案增加的设备。
给煤机、空预器变频器低电压穿越装置 安装、调试方案 批准： 复审： 初审： 编写： 河南检修电气专业 2012年07月13日
一、装置概况： 根据根据坑口公司电气专业要求，对1、2号炉14台给煤机8台空预器变频器安装变频器低电压穿越装置。 GLT-20A、B型变频器低电压穿越装置当电网电压正常时装置待机，电能通过交流旁路向变频器送电，BOOST升压回路处于旁路状态，不参与装置运行。当电网电压发生跌落时，BOOST升压电路以BOOST工作状态启动，保证到负载稳定的直流电压。 装置的运行模式下有两种工作状态：BOOST工作状态、非BOOST工作状态。BOOST工作状态是指在电网电源发生跌落时，BOOST升压电路可以提供变频器稳定的直流电压，维持变频器正常工作; 非BOOST工作状态是指在电网电源正常时，BOOST升压电路不参与装置的运行，电能通过交流旁路向变频器送电。 二、组织措施： （一）施工技术负责人：徐洪民 施工安全负责人：和占明 施工人员：和海涛李海龙等 施工上岗到位人员： 1、组织人员：徐洪民、和占明、张海明 2、参加人员：河南维护电气二次班人员
（二）人员责任分工： 1、徐洪民负责本次安装全面协调工作，负责技术方案审核并负有安全技术措施管理执行和完成落实责任。 2、和占明组织本专业全面检修与配合工作，对检修人员的安全负管理责任。 3、张海明负责检修工作过程中的技术监督工作，负责整体检修工作人员组织与协调工作。 一、施工安全措施 （一）、施工作业危险点分析 1、不办理工作票即开始工作，即无票工作，安全措施未落实，造成人身伤害、设备损坏。 2、进行拆接线时，发生人身触电。 3、误接线。 4、电缆勋伤 （二）、施工作业危险点预控措施 1、电气工作应按照规定办理电气工作票，严禁无票工作。 2、作业前工作负责人向工作班成员交待好作业危险点，现场使用的检修电源必需配臵合格的漏电保安器。 3、工作前要验电，确认设备停电并将盘内电源开关至于断开位臵后方可开始工作。 拆接线时应做好监护、拆接线应做好绝缘防护严防短路和接地，工作时要戴好线手套。
低电压穿越：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。 低电压穿越 英文:Low voltage ride through 缩写: LVRT 低电压穿越（LVRT），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持 低电压穿越 并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家(和地区)所
基本要求 对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省（区域）级电网，该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。 风电场低电压穿越要求 右图为对风电场的低电压穿越要求。 a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力； b) 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。 不同故障类型的考核要求 对于电网发生不同类型故障的情况，对风电场低电压穿越的要求如下： a) 当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。 b) 当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。 c) 当电网发生单相接地短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各相电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证
制造分厂 窑头二楼AB变频器控制方式改造 方案 一、改造目的： 二线窑头篦冷机风机变频器的控制方式是采用总线通讯控制，自09年4月投运以来，多次出现通讯中断故障，且恢复过程较繁琐，给变频器的操作控制带来不便，影响篦板及熟料的冷却效果。为消除变频器因通讯故障导致跳停，特制定此方案。 二、改造思路： 结合到DCS控制点的剩余情况，将二楼5台变频器原来的总线通讯控制方式改为点对点控制方式。 三、改造时间： 6月10日至6月13日 四、改造要求： 1、I/O点分配情况：考虑到DCS控制点剩余不多，每台变频器需1个DO点（驱动）、3个DI点（备妥、故障、应答）、1个AO点（速度给定）、2个AI点（速度反馈、电流反馈）； 2、com电源分配情况：2532-1、2532-2、2532-3三台变频器的com 电源取自2532-1电源柜内，2531、2534两台变频器的com电源取自2531电源柜内；
3、控制点接线表： 设备代号I/O类型标识符DCS控制柜变频器电缆线号及颜色2531 AO 速度给定4-TX18:5,6 TB2:5,6 4,7黄色2532-1 AO 速度给定4-TX18:7,8 TB2:5,6 1,2黑色2532-2 AO 速度给定4-TX18:9,10 TB2:5,6 1,2黑色2532-3 AO 速度给定4-TX18:11,12 TB2:5,6 1,2黑色2534 AO 速度给定4-TX18:13,14 TB2:5,6 1,2黑色 速度反馈4-TX01:3,4 TB2:7,9 5,6黄色2531 AI 电流反馈4-TX03:1,2 TB2:8,9 蓝，黑 速度反馈4-TX12:7,8 TB2:7,9 红，黑2532-1 AI 电流反馈4-TX12:11,12 TB2:8,9 3,4黑色 速度反馈4-TX12:13,14 TB2:7,9 5,6黑色2532-2 AI 电流反馈4-TX12:15,16 TB2:8,9 3,4黑色 速度反馈4-TX13:5,6 TB2:7,9 5,6黑色2532-3 AI 电流反馈4-TX13:7,8 TB2:8,9 3,4黑色 速度反馈4-TX13:9,10 TB2:7,9 5,6黑色2534 AI 电流反馈4-TX13:13,14 TB2:8,9 3,4黑色2531 DO 驱动1-TX21:3,4 5,6黄色2532-1 DO 驱动1-TX21:5,6 5,6黄色2532-2 DO 驱动1-TX21:7,8 5,6黄色2532-3 DO 驱动2-TX24:23,24 5,6黄色2534 DO 驱动2-TX24:25,26 5,6黄色2531 DI 备妥1-TX01:6 TB2:11 1黄色
高压变频器低电压穿越功能的实现 摘要：本文首先阐述了高压变频器设备现状,接着分析了高压变频器低电压穿越 治理系统, 最后对设备改造方案、实现方法、效果评价进行了探讨。通过近几年 新高压变频器系统的设计，实现了高压变频器的低电压穿越功能。 关键词：高压变频器；低电压穿越功能 引言： 电厂中，高压变频器用于拖动各类辅机，对于电厂的节能环保具有重要作用。由于电网电压不稳定，当高压变频器的输入电压过低时，会触发保护，从而导致 辅机停机，甚至引起机组停机，因此要求高压变频器具备低电压穿越的能力。 1设备现状 高压变频器跳闸主要有两个原因：变频器功率回路（变频器动力部分）和控 制回路（控制部分）。变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成。在变频系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均需稳定的控制电源供电。电力系统发 生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，导致高压变频停止运行。 2高压变频器低电压穿越治理系统 2.1高压变频器低电压穿越治理系统逻辑控制 控制单元输入信号：变频器运行状态接点信号；母线电压监测信号。输出信号：断路器、直流接触器的闭合断开信号。交流电压正常条件下低电压穿越治理 系统投入过程：变频器电源端送入正常电压，变频器受电，内部CPU准备运行，DCS或PLC控制设备送来启动指令；模拟控制4～20mA电流决定变频器拖动电机 的运行转速；等到系统正常运行后变频器状态接点闭合；低电压穿越治理系统控 制单元接收到变频器正常运行状态指令后，向执行单元发出合闸指令，这时该回 路在热备用状态；此次操作结束。变频器电源失电，控制单元给执行单元一个运 行信号，低电压穿越治理系统给变频器直流母线供电，此过程变频器运行不间断。变频器电源供电恢复时其直流环节的电压应立刻上升；执行单元撤出对变频器的 供电，变频器转为电源供电。母线电压未恢复，直流支撑系统给变频器供电时间 不小于10s。 2.2高压变频器低电压穿越治理系统工作流程 系统直流输出母线由晶闸管和直流压差控制系统控制，正常运行时与变频器 完全隔离。电网电压大于90%时，系统不工作，处于热备用状态。当电压跌落到0～90%范围内系统瞬时（＜200μs）启动工作，维持变频器直流母线电压在 DC500V左右，保证变频器正常运行。当电网电压恢复时，系统自动退出工作状态，转为热备用状态，变频器自动转换由电网供电。当MFT动作或变频器停止运 行时，系统自动退出，转为热备用状态。 3设备改造方案 通常，变频器采用“交－直－交”工作模式，主要有变频器功率回路和控制电 源两部分。若要彻底解决变频器因电压低而跳闸的问题，就必须同时解决直流电 源支撑问题和控制电源问题。考虑到高压变频器负荷转矩特性，计划为高压变频 器加装低电压穿越电源装置。在系统发生低电压期间，低电压穿越装置输出稳定 直流，可靠提供高压变频器直流电源，同时提供可靠的控制电源，保障变频器拖 动系统的连续稳定运行。
高压变频器市场情况分析报告 一、高压变频器产品市场概述 高压变频器技术的发展历史较短。在中国，90年代后期高压变频器才开始在电力、冶金等少数行业得到应用，由于产品和技术都由国外厂商垄断，价格高昂，而且进口产品对我国电力运行环境的适应性较差，行业发展缓慢。2000年以后，国内企业的高压变频器技术和生产制造工艺得到了大幅提高，产品运行的稳定性和可靠性显著提升，产品生产成本也大幅下降，高压变频器行业开始进入快速发展时期，行业应用领域被大幅拓宽。 高压变频器总体竞争形势而言，目前仍然是国外品牌垄断高端市场，主要由西门子、ABB、日本三菱垄断，包括炼钢高炉等场合应用的超大功率（8000KW 以上）变频器，轧钢机、机车牵引等应用的特种变频器等，而中小容量产品的低端产品则是国产品牌占据优势。虽然国内品牌在高端市场的影响力及技术水平方面与国外品牌有一定差距，但以利德华福、合康变频为代表的领先品牌已不再满足于产品应用局限于中低端市场的情况，开始向大功率、超大功率等高端应用市场的进军。例如在2008 年11 月份，广州智光电气公司推出的7 000kV A级超大功率高压变频调速系统，将打破高压大功率变频调速系统长期被国外品牌“一统天下”的格局。该设备已通过国家电控配电设备质量监督检验中心检验，这意味着我国高压变频器市场将告别被外国品牌垄断的时代。且随着国内厂家的技术进步和质量稳定性的提升，加上服务和价格方面的优势，预计未来几年高端产品被国外厂家垄断的市场局面将有所改观。 国外高压变频器的技术开发起步早，目前各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。 二、中国高压变频器预计市场规模 根据中国电机系统节能项目组在所著的“中国电机系统能源效率与市场潜力分析”中对于1999年中国分行业用电量与电动机装机容量和耗电量的详细调查分析，中国用电设备的总容量为3.73亿kW，其耗电量为9800亿kW时，占当年全国总用电量的81%；其中由电动机拖动的设备总容量为1.83亿kW，其耗电
低电压穿越技术规范书 1 总则 1.1低电压穿越技术规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型 式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2低电压穿越技术规范书要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低 电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。 1.3低电压穿越技术规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也 未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 2 低电压穿越技术使用条件 2.1低电压穿越技术环境条件 a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃； b) 户外环境湿度要求：0~90% ； c) 海拔高度：0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。 2.2安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。 2.3储存条件 a）环境温度－50℃～50℃； b）相对湿度0～95% 。 2.4低电压穿越技术工作条件 a) 环境温度－40 oC～40oC； b) 相对湿度10%～90%，无凝露。 2.5低电压穿越技术电力系统条件 a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足 10kV\20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围：48~52Hz；
c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%； d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。 2.6负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。 2.7接地电阻：<=5Ω。 3低电压穿越技术检测平台的技术要求 3.1 结构及原理要求 根据模拟实际电网短路故障的要求，测试系统须采用阻抗分压方式，原理如下图1所示(以实际为准)。测试系统串联接入风电机组出口变压器高压侧(35kV、20 kV、10 kV侧)。 图1 低电压穿越技术测试系统原理图 3.2 测试系统功能要求 （1）整体要求 ?测试系统紧凑式安装； ?任何测试引起的测试系统电网侧电压波动均小于5%Un； ?测试接入系统电压等级：适用于35kV系统，如果需要可考虑兼容10kV系统；
电动单梁起重机 电控系统 改 造 方 案 单位：纽科伦（）起重机
目录 1 综述 1.1 总则 1.2 适用标准 1.3 变频控制的优点 1.4 电气系统主数据 2 变频调速的主要优势 2.1 变频调速的主要效益表现 2.2 变频调速的主要特点 3 改造方案 4系统改造计算 5 低压开关柜 6 工程设计和资料 7 电气安装和施工 8 调试 9 项目管理 10 技术联络
1 综述 本技术规格书描述了电动单梁起重机改造变频系统调试的容及围。 1.1 总则 电动单梁起重机原控制系统为地面接触器控制，现应用户要求改造为遥控变频控制。 1.2 适用标准 IEC, DIN, VDE 1.3 主要参数 起升速度0.8-8 m/min 小车运行速度2-20m/min 大车机构运行速度2-20 m/mi 1.4 电气系统主数据 供电 380V 50Hz, 三相四线 主机构交流电机 380 V 低压控制系统36 V, 50 Hz 2 变频调速主要优点 2.1 变频调速主要变现： 节能；提高生产效率；调速；提高产品性能；提高生产线的自动化和改善使用环境等方面。 2.2 变频调速主要特点： 2.2.1 控制电机的启动电流，增加电机和减速机使用寿命。 2.2.2 降低电力线路电压波动，保护电网。 2.2.3 启动时需要的功率更低，达到节能减耗效果。 2.2.4 可控的加速功能，使起重机可缓慢加速，起重机运行平稳，减少机 械磨损。 2.2.5 可调的运行速度，使用起来更方便。 2.2.6 可调的转矩极限，保护机械不损坏。 2.2.7 受控的停止方式，使停止更平稳。 2.2.8 节能，能节能20%。 2.2.9 可逆运行控制，能简化线路，降低改造率。
低电压穿越能力 低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压 降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系 统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间,故障切除后恢 复正常运行。这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数,减少对电网的冲击。 具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 , 尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力，减少电网波动。一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障，在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ，LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。 低电压穿越能力的具体实现方式 目前实现低电压穿越能力的方案一般有三种：1).采用了转子短路保护技术，2).引入新型拓扑结构，3）.采用合理的励磁控制算法。 1、转子短路保护技术（crowbar电路） 这是目前一些风电制造商采用得较多的方法，其在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路（释能 电阻）保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行（此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行）。 2、新型拓扑结构包括以下几种：1).新型旁路系统 2).并联连接网侧 变流器 3).串联连接网侧变流器 3、采用新的励磁控制策略 从制造成本的角度出发，最佳的办法是不改变系统硬件结构，而是通 过修改控制策略来达到相同的低电压穿越效果：在电网故障时，使发电机 能安全度越故障，同时变流器继续维持在安全工作状态。
一、概述 高压变频器调速系统是将变频调速技术应用于大功率高压电机调速的一种电力换流装置，是国家大型设备节能技术改造及建设推广项目，应用范围广泛，应用高压变频调速器能大幅度降低电机的电耗，其节能效果一般在30%以上，具有明显的节能与环保效益，对提高企业的能源利用率，延长设备的使用寿命，减少设备运行费用与设备维护费用，确保用户的用电质量与用电可靠性，能起到极大的促进作用。在社会积极倡导各行业节能、减排的今天，甲方同时也做出积极地响应。甲方对现场控制对象（高惯量风机）提出的高性能控制装置高压变频器无疑就是其中的一例。根据现场使用情况、工艺要求，利用选用优良的大功率、高电压变频控制装置，不但可以调节电机的转速、转矩充分发挥其电气机械特性，而且可以更大程度上为钢厂、社会节能同时能够获得的更大的经济效益。本系统方案就是给现场高惯量风机选择一款综合性能较好的高压变频器。 二、被控设备基本参数、工作环境、电网情况 1、风机： 型号：Y5-2*48N026.5F 流量：700000m3/h 转速：965r/min 转动惯量：23000kg/m3 2、驱动电机： 型号：YBPK710-6 额定功率：2240KW 额定电压：6KV 额定电流：261A 变频运行：电动机Y型接法效率：96.0% 功率因素：0.86 绝缘等级：F 3、设备现场环境情况： 温度：0-40℃湿度：≤95%，不凝露 4、10KV电网情况 额定电压：10KV 正常电压波动范围：+/-10% 额定频率：50HZ 频率变化范围：+/-10% 三、高压变频器控制方案及选择 交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向之一，它不仅调速性能优越，而且节能效果良好。实践证明，驱动风机、水泵的大、中型笼型感应电动机，采用交流变频调速技术，节能效果显著，控制水平也大为提高。目前，变频调速技术已广泛应用于低压（380V）电动机，但在中压（3000V以上）电动机上却一直没有得到广泛应用，造成这种情况的主要原因是目前在低压变频器中广泛应用的功率电子器件均为电压型器件，耐压值基本都在1200-1800V，研制高压变频器难度较大，为了攻克这一技术难题，国内外许多科研机构及大公司都倾注大量人力物力进行研究，工业发达国家高压变频器技术已趋于成熟，国外几家著名电器公司都有高压大容量变频器产品，典型的如美国A-B（罗克韦尔自动化公司所属品牌）、欧洲的西门子公司、ABB 公司等。这些公司产品的电压一般为3-10kv，容量从250-4000kw，所采用的控制方式、变流方式及其他方面的关键技术也有很大差别。 A-B 从1990 年研制成功并开始投入商业运行的变频器主要采CSI-PWM技术，即电流源逆变-脉宽调制型变频器，采用电流开关器件，无需升降压变压器即可以直接输出6KV 电压，分强制风冷和水冷型，功率从300 到18000 马力，至今已经应用于多个行业上千台应用记录。是最有影响力，最为广泛接受的中压变频技术。美国罗宾康公司采用大量低压电压型开关器件，配合特殊设计的多脉冲多次级抽头输出隔离整流变压器，同样能够实现输出端直接6 千伏输出，由于是大量低压元件串接，故被称之为多极化电压性解决方案。西门子公司和ABB 公司分别采用中压IGBT 和IGCT 器件，是典型的电压型变频器。器件耐压等级为4160/3300V，直接输出电压最高达3300V。所以国内也有将此种方案称为高中方案，对应的将6KV-6KV（如A-B 方案）称为高高方案。中压变频器的发展和广泛应用是最近十几年的事情，相比之下低压变频器的应用却已经有超过二十年的时间。在中压变频器大面积推广应用之前，也出现了另外一种方案。即采用升降压变压器的“高-低-高”式变频器，
浅谈风电场涉网性能 ——低电压穿越性能 编制：韩树才 项目：中宁天润项目 提交时间：2014-12-24 部门：宁夏事业部
摘要 随着风力发电技术的迅速发展和其装机容量的不断增大，风力发电技术面临着提高电能质量和电网稳定性的严峻挑战。当电网发生故障导致电压跌落时，若风电机组不具备低电压穿越能力将会从电网切除，风电机组的大面积切机不仅将对电网稳定性造成巨大影响，而且还会对风机本身产生影响，因此风电机组具备较高的低电压穿越能力很重要。 关键词：风电场；电流保护；低电压穿越；集电线 目录
摘要 (2) 一、风电场低电压穿越简述 (3) （一）风电场低电压穿越能力基本概念 (4) （二）风电场低电压穿越能力评估 (4) （三）风电场低电压穿越面临的问题 (5) 二、风电场机组配置及特性改进 (8) （一）风电场电气结构保护配置 (8) 三结束语 (9) 参考文献 (10) 一、风电场低电压穿越简述
（一）风电场低电压穿越能力基本概念 大容量风电场并网必须具备一定的低电压穿越能力（英文缩写 LVRT），在电网故障等紧急情况下提供一定的电压和无功支撑。如出现过电压、过电流或转速上升等，严重危害风机本身及其控制系的安全运行；当电压无法恢复时，风电机组将会实施被动式自我保护解列，从电网中切除，从而更大地增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，最终导致整个电网瘫痪。因此必须采取有效的低电压穿越措施，以维护风场电网的稳定和提高电能传输效率。低电压穿越能力主要体现在两个关键指标上：电压跌落幅值和持续时间。 电压跌落幅值：电网中严重的电压跌落基本上都是由系统故障引起的，继电保护将检测电压跌落的幅值并判断是否动作跳闸，直接决定电压跌落的持续时间，从而影响对并网风电场的低电压穿越能力要求如果能有效地辨识风电场并网处母线电压跌落的危害程度，自适应调整故障间隔的保护控制策略，将有效地整体降低健全间隔上风电机组感受到的电压跌落持续时间，从而提高风电场低电压穿越能力； 持续时间：利用电容器的瞬间对大电感放电当电流达到峰值时，使电流延续通过，从而达到较长的放电时间，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时段，提高风电场的整体平稳运行能力。 因此，有必要将风电场低电压穿越能力规范要求引入到继电保护的动作特性中，研究改进风电场集电线路继电保护的动作特性，降低对并网风电机组拖网风险。（二）风电场低电压穿越能力评估 国家电网公司于2009年颁布《风电场接入电网技术规定》，规定风电场低电压穿越要求如图1所示，其关键点为：并网点电压跌落至额定电压的20％时，风电机组必须保持运行0.625ｓ；当并网点电压为额定电压的90％时，风电机组应稳定运行。考虑到风电机组输出功率的非突变性，将图１所示的低电压穿越能力规范反映到风电机组中，表现为低电压运行状态下的风电机组大电流输出能力要求，以维持风电机组输入、输出功率的平衡。
#1机给煤机低电压穿越电源改造试验方案
中铝宁夏能源集团有限公司六盘山热电厂 #2炉给煤机 低电压穿越电源改造送电试验方案 批准： 审核： 编写:
#2炉给煤机 低电压穿越电源改造送电试验方案 一、设备现状 按照宁夏电力调度控制中心《关于印发2014 年宁夏电网网源协调重点工作的通知》宁电调字〔2014〕18号以及《关于印发2015年宁夏电网网源协调重点工作方案的通知》文件要求，我厂须按照宁夏电力调度控制中心制定的2015年电网网源协调重点工作计划，开展火电机组一类辅机变频器低电压穿越能力整改工作，即对#1、#2炉给煤机变频器加装低电压穿越装置；目前，#2炉低电压穿越装置已安装完毕并具备调试条件，为确保调试、试验工作安全、顺利进行，特制订以下方案： 二、组织措施 总负责人：王子龙 技术负责人：侯红伟 安全负责人：柳银兰 三、安全措施 在进行#2机组低电压穿越电源调试及试验工作时，必须落实以下安全措施、防止发生任何影响人身、设备的不安全现象，现根据工作中的危险点及《安规》，就有关安全事项规定如下： 1、工作前，对工作中的危险因素进行认真分析，填写危险点预控单，办理工作票，经许可后进入现场，对工作班成员进行危险点的告知后方可开展工作，工作时严格按照工作票所留安全措施执行。
力电源分开，一般控制回路电源可接至380V母线电压上，动力回路电源需要断开，由低穿试验箱提供电源。 3）低电压穿越限值要求 当外部故障或扰动引起的变频器进线电压跌落幅值和持续时间在低电压穿越区内时（如表 1 所示），变频器应能够保障供电对象的安全运行。 电压跌落幅度≥20%额定电 压 ≥60%额定电 压 ≥90%额定电 压 低电压持续时间≤0.5s >0.5s, ≤5s >5s 4）试验接线：
五、循环泵变频改造施工组织设计方案 5.1编制说明： 安装工程施工组织设计方案，在详细阅读“招标文件”充分理解设计图纸，深入现场考察的基础上，对目标工期、施工质量控制、项目管理机构及劳动组织、施工机械设备和周转材料配备、主要分项工程的施工方法及技术措施、质量安全、文明施工保证措施等方面进行初步的组织设计和部署，我们承诺：工程一旦由我公司中标，我们将在本施工组织设计的基础上，根据施工合同的要求以及业主的各项指示，向业主提供更能符合项目各项要求的施工组织设计方案，确保工程目标的完成。 5.2工程概况： 河庄坪污水厂排污泵变频改造项目主要工程量为： （1）对现用的排污泵系统安装变装控制装置，实现变频运行达到节能的目地。 （2）变频器选用ABB，用变频控制柜替换现用电源柜，原位安装一对一控制。 （3）控制柜具备本地和远程控制功能以及手动和自动运行两种方式。 （4）变频控制柜除标准功能外，增加数字式电参数仪表。 （5）预留标准通信接口。 （6）在值班室增加一面远程控制箱，可实现两地控制，方便操作。 （7）采用定液位变频运行，采用超声波液位仪。 （8）将泵主要运行参数上传到泵房值班室。 （9）更换现用的三台多级管道泵为第四代管道泵，按现有功率进行更换；增大过滤器容量，改善排污能力。 5.3编制依据： 1、《低压配电设计规范》GB50231-98； 2、《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》GB50259-96； 3、《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93-86； 4、《电力工程电缆设计规范》GB50217； 5、《低压成套开关设备和控制设备》GB/7251.1-2005； 6、《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB50257-1996； 7、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB/50303-2002
HINV高压变频器维修方案 一、概述 1、高压变频系统维护意义 贵公司所使用的北京动力源公司生产高压变频器在国内市占有率很高，虽然每台变频器的应用行业和应用场合不同，但是它们的重要性都是毋庸置疑的，由于大功率高压变频器应用的部位都是生产系统的关键部位，它的稳定运行决定着行业安全和稳定。由于设备长时间的连续运行，从环境的温度，湿度，洁净度，负荷度，元件老化程度等的不同，设备也会出现不同的故障，及时的有效的对故障变频器进行维修维护会对生产带来有效的保障。 二、解决方案 针对贵公司使用的北京动力源HINV系列高压变频器型号为HINV-10/1460B 发生的故障我们给出如下维修维护翻案。 首先是故障单元的处理，本次确定的故障单元共有6台，分别位A1、B1、C1、A2、B2、C2，这6台单元需要返回我们公司本部进行系统维修，对故障单元进行检测，损坏的元器件进行复原或者更换，在对修复的单元进行带载实验，周期大约7个工作日，合格后将修复单元返回，我们会给出相应的检测合格报告。可以说此次维修设备过程中故障单元的维修是重中之重，同样也是最大的技术难关。下面具体介绍下这6个单元的调试过程： 1. 适用范围 适用于HINV系列高压变频器的功率单元的调试。 2. 仪器设备及工具 功率单元调试检验工装 1台 3相调压器（10kVA） 2台负载电抗（100A/4mH） 功率单元额定电流＜80A时，每个功率单元用1个负载电抗，当额定电流超过80A时，负载电抗并联使用1组 数字万用表（UT56） 1块扳手、改锥等工具 1套
隔离示波器（TEK TPS2012，2根1KV探头，电流探头） 1台钳形电流表（YF-800型） 1块数字测温枪（Raytek MT）1个离心风机（130FJ1 0.5A 85W 苏州电信电机） 1台风速仪（AM-4202） 1块 3. 调试过程 进入电气调试阶段的功率单元应当通过装配检验，具有装配检验合格的质量跟踪单。 电气调试过程分为调试准备、空载性能调试、空载高温老化和负载调试。4. 调试人员要求 4.1 调试过程中应有2名或2名以上调试人员操作。 4.2 调试人员应认真阅读《安全生产规程》、《JS-HINV-16功率单元调试通用工艺》和《附：功率单元调试工装台使用说明书》，并熟练操作功率单元调试工装台。 4.3 测试时请严格按照规定步骤和项目进行测试。 4.4 调试人员操作过程中勿触及功率单元机壳。 5. 调试准备 5.1 工艺检查 在功率单元每次上电调试前需要作工艺检查。 5.1.1 螺丝紧固检查 功率单元内半导体功率器件、电解电容器（组件）和结构件螺丝紧固合适，不得松动。 5.1.2 检查导热硅脂涂敷 功率单元内半导体功率器件应均匀涂敷导热硅脂。 5.1.3 接线正确性检查 功率单元内连接线连接牢固，无受力脱落的现象。 5.1.4 功率单元机箱内检查 功率单元内部的接线固定合理，机箱内没有异物。 5.1.5 驱动电阻检查
变频改造技术方案（福建鸿山热电厂变频改造） 广东明阳龙源电力电子有限公司 2007年9月19日
变频改造技术方案 一、概述 变频调速技术是当代最先进的调速技术，它不仅能够为我们提供舒适的工艺条件，满足用户的使用要求，更重要的是这项技术应用在风机、泵类等具有平方转矩特性的负载时，可以节约大量的能量，最大节能率可以达到60％～75％。因此应用此项技术进行节能改造将会有非常明显的经济意义，同时它也具有优良的环境意义和优异的速度调节性能。 根据变频调速技术原理，变频调速设备用在电力、冶金、矿山、供水等行业将会大有前途，可以取代一些相对落后的调速方案，最大限度地提高企业的经济效益。 二、水泵配套电机技术参数及实际运行参数 表1：凝结泵配套电机主要技术参数 三、变频改造技术方案 对于变频改造项目来说，应从实际出发，根据系统的要求，全面考虑，综合比较。首先是必须保证变频调速装置的可靠、稳定运行。其次是节能降耗和技改投资的回收。再次是尽可能避免更换原有电机，减少系统的变动。最后，变频调速装置尽可能安装在现成的厂房、机房或控制室等建筑内，避免增加土建工程。 采用变频器对凝升泵进行控制的目的：改善工艺过程，提高控制性能，减轻水泵起停，延长设备的使用寿命，减少维修量。保持水泵出口阀门最大，通过改变变频器的输出频率（电机速度）来调节流量，以节约原来通过改变阀门
开度调节流量时浪费在阀门上的能源；通过变频器实现水位闭环控制，保持水位的恒定。 从改善工艺过程和控制性能，节能降耗、减小变频调速装置对电网污染的角度出发，根据现场的具体水泵负载情况，建议选用以下配置的变频器。 表2：系统所配置的变频器 1、变频改造一次接线原理图及配置 采用广东明阳龙源电力电子有限公司的高压大功率变频器进行改造后，电气系统一次原理示意图如下图1所示。6kV电源经变频装置进线刀闸QS2到高压变频装置，变频装置输出经出线刀闸QS3送至电动机；6kV电源还可经旁路刀闸QS1直接起动电动机。进线刀闸QS2和旁路刀闸QS3的作用是：一旦变频装置出现故障，即可马上手动断开进线刀闸QS2和出线刀闸QS3，将变频装置隔离。手动合旁路刀闸QS1，在工频电源下起动电机运行。旁路柜进出线刀闸QS2、QS3和旁路刀闸QS1之间装设机械闭锁装置，旁路柜系统满足“五防”联锁要求。 图1 变频改造方案示意图 主要配置为： 1)控制柜一台； 2)模块柜一台； 3)变压器柜一台； 4)旁路柜两台； 2、变频器外形尺寸及接口定义
高压变频器用于火力发电厂节能分析报告 第一章概述 国家大力提倡走节约型发展之路，做到珍惜资源、节约能源、保护环境、可持续发展。由于目前国内仍然以燃煤电厂为主，怎样在火力发电厂来落实和贯彻减能、增效的方针政策，大力促进火力发电厂节能是一个值得探讨的问题，而推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能的唯一途径。信息、通讯、计算机、智能控制、变频技术的发展，为火力发电厂的高效、节约运作、科学管理，以及过程优化提供了前所未有的手段，进而促进火力发电厂的科学管理和自动化水平的提高。 针对节能工程必须追求合理的投资回报率，下面的报告就是针对火力发电厂在提高用电率方面实施的节能工程的跟踪与效益的分析。 第二章国内火力发电厂能源消耗的分析 据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》报告披露，中国发电总量的66%消耗在电动机上。且目前电动机装机容量已超过4亿千瓦，高压电机约占一半。而高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机。具体到火力发电厂来说主要有九种风机和水泵：送风机、引风机、一次风机、排粉风机、脱硫系统增压风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵、灰浆泵。 可以说这些设备在火力发电厂中应用极广，种类数量繁多，总装机容量大，而且平均耗电量已占到厂用电的45％左右。 但是泵与风机这些主要耗电设备在我国火力发电厂中普遍存在着“大马拉小车”的现象，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。浪费的主要原因有以下两点： 1、运行方式技术落后 据调查，目前我国火力发电厂中除少量采用汽动给水泵、液力耦合器及双速电机外，其它水泵和风机基本上都采用定速驱动，阀门式挡板调节。这种定速驱动的泵，在变负荷的情况下，由于采用调节泵出口阀开度（风机则采用调节入口风门开度）的控制方式，达到调节流量得目的，以满足负荷变化的需要。所以在工艺只需小流量的情况下，其泵或风机仍以额定的功率，恒定的速度运转着，特别是在机组低负荷运行时，其入口调节挡板开度很小，引风机所消耗的电功率大部分将被风门节流而消耗掉，能源损失和浪费极大。另外，风机档板执行机构为大力矩电动执行机构，故障较多，风机自动率较低，存在严重的节流损耗。 2、运行实际效率低下 从实际运行效率上来说，在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，偏离最优运行区，使运行效率降低。调查显示，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70％的占一半以上，低于50％的占1/5左右。这是因为，我国许多大中型泵与风机套用定型产品，由于型谱是分档而设，间隔较大，一般只能套用相近型产品，造成泵与风机的实际运行情况运行效率低，能耗高。同时在设计选型时往往加大保险系数，裕量过大，也是造成运行工况偏离最优区，实际运行情况运行效率低下的原因。 第三章降低能源消耗的技术策略 为了降低上述火力发电厂运行设备的能源消耗，同时提高火力发电厂的发电效率，新建火力发电厂可选用高效辅机和配套设备，做法有二。一是采用液力耦合器、双速电动机、叶片角度可调的轴流式风机等设备；二是采用变频调速装置。尽管采用液力耦合器在一次投资方面具有一定的优势，但液力偶合调速装置除在节能方面比变频调速效果过相差很远以外，还在功率因数、起动性能、运行可靠性、运行维护、调节及控制特性、综合投资及回报等方面有较大差异。因此，现有老的火力发电厂减少能耗最经济，最简单可行的方法就是加装变频调