变频器防低电压穿越分析

随着电网规模不断扩大,电力系统发生故障的概率也在增加,电网事故将导致相邻发电厂厂用电系统出现瞬时低电压穿越情况。另一方面,由于节能效果显著,变频器在发电厂获得广泛应用,而低电压穿越又可能引起发电厂内变频器跳闸,进而导致全厂停电,这类事故已发生多次。文中以发电厂给煤机变频器为例,分析低电压穿越产生的原因和危害,并结合生产现场经验,从安全性、经济性分析防范措施,提出优化DCS控制逻辑和变频器控制电源是防止变频器低电压穿越事故的最佳解决方案。     

低电压穿越装置在发电机组一类辅机变频器中的应用

正1案例介绍某火力发电厂发生电网低电压故障,造成变频器拖动系统工作异常,最终造成停产事故,厂内部(大型设备起停、非平衡设备干扰)或外部故障(雷击、电气设备短路、接地等)引起电网电压短时跌落,相应厂用电短时电压降低。变频调速设备不具备低电压穿越功能,触发了变频器的低电压保护,变频器闭锁输出,导致事故发生。此类非计划停机事故,会直接影响生产的连续性和经济性,并损坏电气设备。     

热电厂给煤机低电压穿越改造技术研究

电网电压短时跌落会造成厂用电压降低,触发变频器的低压保护,使变频器闭锁输出,最终导致非停事故。为保证机组安全稳定运行,热电厂为给煤机变频器各加装一套抗低电压穿越装置。本文分析了变频器低电压穿越治理原理,比较三种低电压穿越改造方案的性能,根据现场特点选用了"厂用直流220V+隔离功率模块"方案,最后对该方案进行试验验证。     

一种低压辅机低电压穿越装置的设计

近年来,并网火电机组在辅机设计上广泛应用变频器技术,一般不具备自动工频切换旁路,但在重负载下,"瞬停"功能并不适用,不能满足《发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越技术规范》的要求。外部故障造成的电压跌落,会导致变频器跳闸,进而可能引发机组跳闸事故。因此解决低压辅机低电压穿越问题变得极为重要。文章设计了一种低压辅机低电压装置,通过参数设计及闭环仿真试验,证明其解决了辅机变频器低电压穿越能力不足的问题。     

火力发电辅机变频器低电压穿越装置实际应用

目前国内并网600MW及以上火电机组已成为发电主力军,该类型机组制粉系统多采用直吹式,给煤机采用变频调整。但在电网发生异常或厂用电故障导致变频器输入交流电压骤降时,变频器跳闸造成机组停运。本文分析一款在火电厂应用的变频器低电压穿越装置,它采用升压技术将电网残压整流后进行升压调制,使变频器具备低电压穿越能力。     

火电厂给煤机变频器低电压穿越改造技术的研究与应用

为了提高贵溪火电厂给煤机变频器的低电压穿越能力,采用"一拖一"控制模式对给煤机组变频器进行技术改造,针对火电机组给煤机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,提出了利用电压跌落测试系统来对给煤机变频器调速系统进行低电压穿越测试的方法,并通过现场试验,验证了低电压穿越改造后贵溪火电厂给煤机变频器的低电压穿越能力满足技术指标要求。     

火电机组辅机低电压穿越问题研究

随着火电机组辅机变频器技术普及应用,辅机变频器低电压引起机组跳闸问题逐渐显现,对电网安全稳定运行产生较大威胁.结合火电机组辅机变频器低电压穿越引发机组跳闸实例,分析了低电压原因及内在机理,探讨了火电机组辅机变频器低电压穿越改造的措施和建议.     

电网对称故障时双馈感应发电机低电压穿越控制

分析电网对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链变化过程、导致定转子过电流的原因、电网故障发生具体时刻及故障程度对双馈感应发电机定转子的影响,提出一种双馈感应风力发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略,改善了双馈感应发电机在电网故障时定、转子过电流的情况,实现了双馈感应发电机在电网对称故障时的低电压穿越.在理论分析基础上,建立双馈感应发电机转子侧变换器低电压穿越控制模型和3 kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统.实验结果表明,所提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效.     

长岭地区风电场风机脱网事故分析及对策

通过对近期发生在吉林电网长岭地区风电场的几次风机脱网事故的分析,总结了导致风机脱网的主要原因为风电机组不具备低电压穿越能力和风电场自身设备存在缺陷,提出了开展低电压穿越能力的现场测试、减少电缆头故障、配置足够的动态无功补偿容量等相应解决措施,以进一步提高电网的安全稳定运行水平。     

火电厂辅机变频器低电压穿越能力的研究

全面统计分析网内大型火电机组辅机变频器的使用情况,研究变频器的主要参数对低电压穿越能力的影响,以提高其低电压穿越的能力。统计甘肃电网内大型火电机组辅机主流变频器型号,进行火电厂辅机变频器低电压穿越试验,得到辅机变频器测试结果。针对不同机组辅机特性以及系统设计,量身定做,研究制定辅机变频器改造方案。     

火电厂给煤机变频器低电压穿越的技术改造

变频器是应用变频技术和微电子技术,将交流工频电源转换成电压、频率可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置.变频器在辅机软起动、变频调速等经济运行方面具有明显优势.随着工业自动化程度的提高,变频器在火电厂辅机控制中得到广泛应用.但是,较多变频器的低电压穿越能力较差,甚至不具备低电压穿越能力的问题日益突出,因系统瞬间故障低电压引发的跳机事件时有报道.为解决此类问题,相关规范均提出了要求:提高低电压穿越能力,来保障电网系统及火电机组稳定运行.本文就火电厂低压辅机低电压穿越能力改造进行相关阐述.     

辅机变频器低电压穿越技术研究

发电企业和设计单位在火电机组辅机的设计时越来越倾向于采取变频器技术,但多数辅机变频器低电压穿越能力差,给电网安全稳定运行造成极大的威胁.文章针对目前辅机变频器低电压穿越能力不足的问题展开研究,并提出解决方案。     

HVDC换流站闭锁事故分析及改进措施

某高压直流输电(HVDC)换流站发生闭锁事故,事故是由于阀冷系统循环水泵变频器不具备高低电压穿越能力造成的。根据循环水泵的启动运行方式及变频器AC/DC/AC的特性,从变频器的直流环节入手,提出基于直流支撑技术的低电压穿越改进技术,通过直流支撑系统和变频器直流环节的改造还可以实现变频器的高电压穿越。     

一种适用于变频器低电压穿越电源的三重Boost电路仿真及实验分析

电厂及各类工矿企业的辅机大量采用变频器,而此类变频器抵抗电压跌落能力差、不具备低电压穿越能力,易造成的机组停机故障,直接威胁电网安全。因此研制变频器低电压穿越电源(LVRT),在电网故障时支撑变频器运行,具有重要意义。针对该问题,采用经典的DC-DC升压电路,研制出了基于三相交错并联Boost直流变换电路的LVRT电源,仿真及现场实验均显示,三相Boost交错并联可以减小输入电流纹波和开关管应力,且三相电流具有很好的一致性,能有效的提高变频器的低电压穿越能力且具有良好的动静态输出特性。     

永磁耦合调速电机实现火电厂给煤机低电压穿越

电网电压短暂跌落往往会触发火电厂给煤机的变频器保护动作,从而影响正常的电力生产。提出了一种采用永磁耦合调速电机构建给煤机的电动系统,依靠电机性能解决低电压穿越问题的方法。分析了永磁耦合调速电机实现低电压穿越性能的工作原理,设计了双闭环控制系统。建立5.5 kW给煤机电动系统试验平台进行试验,试验结果表明:永磁耦合调速电机及其控制系统的快速性和准确性优良,在电网发生短暂电压跌落时,能够维持给煤机正常工作,具有低电压穿越能力。     

双馈变速风电机组低电压穿越控制方案的研究

根据紧急电网规程要求,电网故障时风电机组应能保持与电网连接并向系统不间断供电,故人们开始关注风电机组在暂态过程中的表现,并相应提出了低电压穿越(LVRT)要求.讨论了外部电压骤降下DFIG风电系统的低压穿越控制策略和保护方案,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了双馈风电机组的详细模型及其LVRT控制模型,并对一个风电场连接无穷大系统进行了仿真,比较了不同故障严重程度时双馈机组的低电压控制方案.仿真结果表明,转子快速短接保护装置(Crow-bar)在电网暂态过程中可以有效防止过电流对转子变频器的危害,其切除时刻对故障电网恢复和变频器保护有较大影响.通过合理地控制能使风电场穿越较为严重的电网故障,并且无需吸收大量无功功率,有利于电网的恢复.     

具有高低电压穿越能力的储能型变频器

通过对提高国内大型火力发电厂辅机变频器的高、低电压穿越能力的研究,设计了一种在变频器直流侧加储能蓄电池和过压斩波电路,具有高低电压穿越能力的储能型变频器。分析了所提变频器的拓扑结构和工作原理,提出了启动阶段、低电压和高电压阶段的控制策略。搭建了Matlab仿真模型,获得了不同功率变频器对应所需的储能蓄电池数据。最后,通过实验装置验证了该储能型变频器及其相应控制策略的有效性,其性能能满足电网的有关技术要求。     

火电机组一类辅机变频器低电压穿越改造技术研究

大多数火电机组一类辅机变频器在输入电压下降到一定程度时都会触发本身的低电压保护,导致辅机停机,严重的甚至会导致火电机组停机。因此,保证火电机组辅机变频器能够实现低电压穿越刻不容缓。本文在全面调查了江苏省内高低压变频器的配置和使用情况的基础上,阐述了高低压变频器结构,总结了各种低电压穿越改造方案,并分析了各种方案的优缺点。最后介绍了江苏省内火电厂成功改造的典型案例予以参考。     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。     

变频器低电压穿越电源的设计与实现

异步电机变频器应用在一些重要场合时,要求当电网电压跌落,在其启动低电压保护使电动机停机前,维持变频器运行一定时间,给系统其他环节足够的响应处理时间。针对此要求,设计了用于变频器的低电压穿越电源,在功率回路、控制回路、辅助回路等环节进行了严格设计。该电源采用在电网电压跌落时投入供电,电网正常时旁路的工作方式;在投入供电时,采用双单环PI自动闭环控制,提高了设备的响应速度和控制精度;为了提高设备自动运行的可靠性,软件设计上加入了日自检、年自检和故障检测功能。仿真和实验表明,电网电压跌落到变频器可以耐受的额定电压的80%时,低电压穿越电源自动迅速投入进行升压,直至电网电压跌落到额定电压的20%的情况下也能保持运行,输出侧电压响应速度和纹波值均在合理范围之内。