給煤機(jī)變頻器低電壓穿越裝置的優(yōu)化配置方案
發(fā)表時間：2019/11/12 14:55:54
近年來，變頻技術(shù)逐漸在火電廠輔機(jī)運(yùn)行中廣泛應(yīng)用，變頻改造可以降低廠用電率，實現(xiàn)節(jié)能降耗，但與此同時，變頻器對電壓波動極為敏感，當(dāng)輸入電壓低于變頻器低壓保護(hù)定值時，保護(hù)電路動作，切斷變頻器的輸出，保護(hù)變頻器不受過流損害。
火電廠一些重要輔機(jī)若因電壓跌落而導(dǎo)致變頻器低電壓保護(hù)動作時，短時中斷運(yùn)行就會造成設(shè)備損壞、機(jī)組停機(jī)或輸出功率大量下降。國內(nèi)電廠曾經(jīng)多次出現(xiàn)廠用電電壓跌落導(dǎo)致給煤機(jī)變頻器停運(yùn)，觸發(fā)爐膛滅火保護(hù)（MFT），較終機(jī)組跳機(jī)的案例。因此，為確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有必要讓火電廠輔機(jī)變頻器在電壓跌落情況下，維持一定時間的正常運(yùn)行。
目前，在進(jìn)行低電壓穿越改造的方案中，尚沒有從經(jīng)濟(jì)性和安全性方面進(jìn)行的研究。本文主要探討在對電廠輔機(jī)變頻器進(jìn)行低電壓穿越改造的過程中，如何根據(jù)電廠輔機(jī)的實際情況，既保證電壓跌落時機(jī)組安全運(yùn)行，又保證低電壓穿越裝置配備方案的經(jīng)濟(jì)性。
輔機(jī)變頻器低電壓穿越技術(shù)
輔機(jī)變頻器的低電壓穿越（LVRT）改造，就是使火電廠輔機(jī)在電壓跌落的情況下，具備短時間內(nèi)正常運(yùn)行的能力，在《大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器高低電壓穿越技術(shù)規(guī)范》中，對給煤機(jī)等一類輔機(jī)變頻器的低電壓穿越能力要求。
給煤機(jī)變頻器低電壓穿越裝置的優(yōu)化配置方案
電廠內(nèi)發(fā)生低電壓問題的主要原因可以分為以下幾類：
①起動大型廠用電設(shè)備時廠用電低電壓。例如：起動引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、脫硫增壓風(fēng)機(jī)、給水泵等，廠用電源電壓會被拉的較低，且持續(xù)一段時間，時間一般在10～15s，由于有變壓器隔離，這種行為通常只是限于某段母線，是電廠經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，一般電廠早就已經(jīng)解決；
②廠用設(shè)備故障導(dǎo)致低電壓。風(fēng)機(jī)、水泵和變壓器等廠用電設(shè)備由于雷擊、老化、接地等原因出現(xiàn)短路故障，從故障發(fā)生到故障切除這一過程中，廠用電母線電壓會出現(xiàn)短時降低的現(xiàn)象，當(dāng)短路故障點(diǎn)距離廠用母線較近時，廠用母線電壓跌落較為明顯；
③電網(wǎng)故障導(dǎo)致低電壓。主保護(hù)未動靠后備保護(hù)切除故障或重合閘合于永久性故障保護(hù)再次跳閘，這時往往會在電廠發(fā)生低電壓故障。這種暫態(tài)低電壓有的時候電壓會很低，甚至達(dá)到額定電壓的60%以下，對輔機(jī)變頻器影響很大。
通常，廠用電母線上小幅度的電壓跌落較為頻繁，但是影響較小，小幅度的電壓波動并不足以使得變頻器低電壓保護(hù)動作，不少變頻器也具備短時間的過載能力，能夠在電壓小幅跌落時保持正常運(yùn)行；大幅度的電壓跌落發(fā)生的概率較小，但是故障對廠用電系統(tǒng)的影響較大，會引起輔機(jī)變頻器大量跳閘，造成輔機(jī)出力大幅波動，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
從具體實施方式上，輔機(jī)變頻器的低電壓穿越（LVRT）方法主要包括以下兩類。
1）變頻器的失電再起動功能
由于大多數(shù)電壓跌落故障的持續(xù)時間在10s以內(nèi)，輔機(jī)變頻器在低電壓時間段內(nèi)停止輸出，待電壓恢復(fù)時，變頻器根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速再起動。風(fēng)機(jī)類的輔機(jī)轉(zhuǎn)動慣量大，在變頻器停止輸出后，不會立馬停止，轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低也不會對機(jī)組產(chǎn)生巨大的影響，因此，此措施一般適用于高壓輔機(jī)變頻器（如引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等）。
2）增加低電壓穿越輔助裝置
火電廠輔機(jī)在電壓跌落情況下停機(jī)是由于變頻器低壓保護(hù)動作導(dǎo)致的，若給予變頻器一個電壓支撐，保持電壓不變，則能為輔機(jī)變頻器提供低電壓穿越功能，比較典型的方案為有源式低電壓穿越裝置和無源式低電壓穿越裝置。
有源式低電壓穿越裝置，即在變頻器交流進(jìn)線側(cè)加裝UPS電源或其他儲能裝置，在變頻器直流側(cè)并聯(lián)蓄電池組或超級電容器等儲能裝置；無源式低電壓穿越裝置，從電網(wǎng)殘壓取電，當(dāng)電壓跌落時利用boost電路升壓，對變頻器的直流母線提供電壓支撐。
