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随着电力电子技术的发展,变频器技术也日趋完善,无论是从方便起动和控制辅机的角度,还是从节能环保的角度,设计单位和发电企业都提倡和倾向于使用变频器。但是,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(即低电压穿越)[1]。
多数辅机变频器低电压穿越能力差,有些甚至不具备这种能力。对江苏省火电厂正在使用的辅机变频器调查显示,当输入电压低于60%UN时, 90%以上的给煤机变频器会立即断电,不立即断电的也仅能继续工作1s;各类风机变频器在90%UN以下65%UN以上时会降额运行,电压小于65%UN时会立即跳闸停机。
近年来,由于低电压穿越能力的缺失,全国火电厂陆续发生了多起系统瞬时故障造成火电机组停机的事件,引起系统震荡或解列、大范围停电减负荷等,造成了一定的社会和经济影响。
江苏省也出现了多次事故,最近一次为2014年5月15日,南京地区一变电所220kV出线电缆故障,引起系统电压波动,造成2台600MW机组、一台300MW机组和几台地区小机组因给煤机变频器低电压保护动作闭锁输出,联动锅炉全炉膛灭火保护(MFT)动作,机组跳机。
因此,开展火电机组一类辅机变频器低电压穿越改造迫在眉睫。
1低电压穿越相关概念和技术指标
国家电网对变频器低电压穿越的定义是:变频器及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压降低到规定的低电压穿越区内时,能够可靠供电,保障供电对象的安全运行。
目前,在国际上已建立起的电能质量标准如图1所示。
图1电能质量标准图
根据电能质量标准,我国对低电压穿越区进行了相应的规定,在《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(征求意见稿)》中,提出了三个低电压穿越区,并指出变频器在这三个穿越区内应能稳定工作。如表1和图2所示。
表1大型汽轮发电机组一类辅机变频器低电压穿越区
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