《变频器低电压穿越在火电厂中的应用》
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摘 要：火电厂内产生低电压的原因有很多,对于安全生产有一定的隐患,本文主要分析了火电厂内发生低电压问题的安全隐患、变频器低电压穿越在火电厂中的应用的必要性以及应用方法,如提高火电厂变频器的低电压穿越能力、因地制宜进行变频器低电压穿越的改造、注重变频器低电压穿越改造的经济性和安全性等.
关键词：变频器;低电压;火电厂
火力发电厂简称火电厂,是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂,是现代社会电力发展的主力军,和社会的发展和人们的生活息息相关.
一、火电厂内发生低电压问题的安全隐患
火电厂内发生低电压的原因有很多,有可能是起动大型厂用电设备时厂用电低电压,如起动引风机、给水泵等,厂用电源电压会被拉的较低;或者是厂用设备故障导致低电压,如风机、水泵和变压器等厂用电设备由于雷击、老化、接地等原因出现短路故障;还有可能是电网故障导致低电压,这时往往会在电厂发生低电压故障,导致火电厂给煤机停止机组跳闸的安全隐患.
一般来说,对于火电厂的日常生产,小幅度的电压跌落最为频繁,常常发生,小幅度的低电压影响较小,小幅度的电压波动并不足以使得变频器低电压保护动作,不少变频器也具备短时间的过载能力,能够在电压小幅跌落时保持正常运行,这样的安全隐患不大,而存在安全隐患较大的是大幅度的电压跌落,虽然这种几率发生较小,但是一旦发生,将造成较大的影响,尤其是对厂用电系统的影响较大,会引起辅机变频器大量跳闸,造成辅机出现大幅波动,一些重要辅机若因电压跌落而导致变频器低电压保护动作时,短时中断运行就会造成设备损坏、机组停机或输出功率大量下降,影响机组安全稳定运行,甚至整个厂区的安全生产.很多火电厂多次出现厂用电电压跌落导致给煤机变频器停运,触发炉膛灭火保护,最终机组跳机的案例.
在这种情况下,要求火电厂必须有安全预警装置,有应对低电压问题的方案,有各种备选机制,以应对火电厂内发生的低电压问题.目前较为常用的就是变频器低电压穿越.
二、变频器低电压穿越在火电厂中的应用的必要性
近年来,变频技术逐渐在火电厂辅机运行中广泛应用,变频改造可以降低厂用电率,实现节能降耗,为保证机组在厂用电压跌落的情况下正常运行,变频器的低电压穿越必不可少,这就要求变频器具备低电压穿越的能力,即变频器电源及供电对象设备外部故障或扰动引起电压降低到规定的低电压穿越区内时,变频器仍能够可靠供电,保障供电对象的安全运行.
采用变频器低电压穿越方案是可行的,具有普遍适用性,但是当前很多火电厂辅机大多采用变频技术而不具备低电压穿越能力,由于变频器电压闭锁保护意识不足,许多发电厂没有意识到变频器会在电网低压时闭锁输出,加上系统波动、厂用电不稳定、传统多绕组变压器切换结构的电压跌落装置控制跌落时间不精确、合闸过程励磁涌流大等诸多问题,因此当电压短时波动时导致局部电网失去稳定,火电厂辅机停转,进而致使机组非计划停机,对电网产生重大的影响,对系统的安全稳定运行仍存在极大隐患.
为了提高火电厂低压辅机变频器低电压穿越水平,有效解决火电厂内发生低电压问题的安全隐患,变频器的低电压穿越改造升级,是对火电机组稳定运行和电网系统安全性的有力保障,可以让火电厂辅机变频器在电压跌落情况下,维持一定时间的正常运行,确保机组的安全稳定运行.
三、变频器低电压穿越在火电厂中的应用的方案
(一)提高火电厂变频器的低电压穿越能力
针对火电厂变频器发生电压骤降或短时中断造成变频器跳闸保护、给煤机机组停机进而威胁电网的稳定运行,为了准确分析火电机组一类辅机变频器的高、低电压穿越能力,可以先利用电压跌落测试系统来对变频器调速系统进行低电压穿越测试的方法,利用电压暂降发生器对火电机组辅机变频调速系统进行高、低电压穿越测试,找出变频调速系统的高、低电压穿越能力,从而对变频器低电压穿越能力进行预判并根据测试结果,对变频器进行技术改造,如加装低电压穿越装置,或者单独提供一路给煤机控制器工作电源,或采用“一拖一”控制模式等,提高火电厂变频器的低电压穿越能力.
(二)因地制宜进行变频器低电压穿越的改造
变频器对电压波动极为敏感,根据状态的不同,变频器低电压穿越可以分为变频器暂态低电压穿越区、变频器动态低电压穿越区、变频器稳态低电压穿越区,三者主要区分是进线电源电压跌的额定电压幅度和持续时间长短,在变频器低电压穿越改造中,要根据不同的分区和分类,采用相应的低电压穿越的措施,如针对稳态低电压穿越区和暂态低电压穿越区,由于时间很短,可以依靠变频器中的储能元件,维持变频器输出不变、降额运行或变频装置短时封锁脉冲后直接输出等;而需要注重的是动态低电压穿越区,其影响较大,而且技术上也较难,应不断的进行探索,因地制宜研发相应的方案,保障供电对象的安全运行.
(三)注重变频器低电压穿越改造的经济性和安全性
安全是第一要务,也是火电厂的生产基础,因此,在变频器低电压穿越改造的过程中,要注重其安全性,同时也要考虑经济成本,使其更具有实用性和适用性,更利于推广和使用,因此在对电厂辅机变频器进行低电压穿越改造的过程中,要根据电厂辅机的实际情况,选择相应的方案,通过加装低电压穿越系统来解决问题,满足低电压穿越能力,保证电压跌落时机组安全运行,又保证低电压穿越装置配备方案的经济性.
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