給煤機(jī)變頻器低電壓穿越治理技術(shù)改造可行性研究

王德星 楊光

摘 要：隨著變頻器在輔機(jī)軟啟動(dòng)、變頻調(diào)速、優(yōu)化設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，變頻器的應(yīng)用推廣也在不斷深入。但是由于電壓驟降或者短時(shí)中斷、電網(wǎng)過壓等情況都會(huì)引發(fā)變頻器跳閘保護(hù)。給煤機(jī)等重要負(fù)載變頻器跳閘保護(hù)會(huì)造成爐膛滅火保護(hù)的動(dòng)作停車。如果多臺(tái)大功率發(fā)電機(jī)同時(shí)出現(xiàn)停車動(dòng)作，很容易造成大面積停電事故，對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。

關(guān)鍵詞：給煤機(jī)；變頻器；低電壓穿越；治理技術(shù)；可行性改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.088

0 引言

對(duì)于工廠配電系統(tǒng)來說，供電可靠性的評(píng)定主要通過三個(gè)方面的指標(biāo)進(jìn)行判斷。即系統(tǒng)平均停電頻率、系統(tǒng)平均停電時(shí)間以及短時(shí)停電頻率。其中系統(tǒng)平均停電頻率和短時(shí)停電頻率直接影響工廠的非計(jì)劃停車次數(shù)，如果停車次數(shù)過多，不僅會(huì)給工廠造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且還有可能引發(fā)安全事故。所以必須針對(duì)給煤機(jī)變頻器低壓穿越治理技術(shù)進(jìn)行改造，提高治理電壓的質(zhì)量，提高供電可靠性。

1 給煤機(jī)變頻器低壓穿越治理技術(shù)改造概述

（1）改造依據(jù)。近年來，伴隨著火電廠內(nèi)部輔機(jī)變頻器應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，而且由于變頻器引發(fā)的瞬時(shí)電壓波動(dòng)引起機(jī)組跳閘的問題不斷出現(xiàn)。通過針對(duì)性的研究，發(fā)現(xiàn)發(fā)生這次事故的主要原因就是機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生電網(wǎng)電壓瞬時(shí)波動(dòng)的情況。并且低壓幅度超過了給煤機(jī)變頻器的跳閘閥值引發(fā)的低壓保護(hù)。這樣的瞬時(shí)跳閘不僅會(huì)降低鍋爐的性能，而且突然跳閘也會(huì)造成機(jī)組跳閘，鍋爐滅火，增大了爐爐膛非計(jì)劃停車的風(fēng)險(xiǎn)，造成供電機(jī)組煤耗升高，從而影響經(jīng)濟(jì)效益[1]。

本次改造的主要依據(jù)是《河南電力調(diào)度控制中心關(guān)于開展河南電網(wǎng)600MW以及以上機(jī)組低電壓輔機(jī)高、低壓穿越能力技術(shù)改造工作的通知》。

（2）改造范圍。根據(jù)《通知》要求，針對(duì)火電廠輔機(jī)變頻器大規(guī)模使用的情況，針對(duì)國(guó)家電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司#1、#2機(jī)組兩臺(tái)燃煤鍋爐提供全套的給煤機(jī)變頻器低電壓穿越設(shè)備進(jìn)行改造。改造的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制作、全過程。

（3）改造的必要性。由于目前火電廠輔機(jī)系統(tǒng)變頻器自身缺乏低電壓穿越能力，對(duì)于電廠主設(shè)備的安全運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重隱患，不僅造成機(jī)組跳閘或者電壓大幅度降低，而且對(duì)于電網(wǎng)的整體穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。基于這樣的原因，為了能夠有效的避免河南電網(wǎng)發(fā)生類似事故，根據(jù)《河南電力調(diào)度控制中心關(guān)于開展河南電網(wǎng)600MW以及以上機(jī)組低電壓輔機(jī)高、低壓穿越能力技術(shù)改造工作的通知》，必須進(jìn)行火電廠輔機(jī)系統(tǒng)變頻器低壓穿越治理技術(shù)改造。

2 給煤機(jī)變頻器低壓穿越治理技術(shù)改造可行性研究

變頻器低電壓穿越變頻器低壓穿越裝置的主要目的就是通過控制系統(tǒng)電壓跌落時(shí)，有效的保證變頻器以及拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩不發(fā)生改變。這是因?yàn)樵谙到y(tǒng)電壓正常的情況下，電流通過交流送電回路輸送到變頻器交流輸入端。正常狀態(tài)下的電力電子器件處于旁路狀態(tài)，所以不會(huì)監(jiān)測(cè)電流，影響變頻器低壓穿越裝置判斷。當(dāng)系統(tǒng)電壓發(fā)生跌落狀態(tài)，整個(gè)電流得到直流電壓跌落，所以變頻器低壓穿越裝置內(nèi)置的控制系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到電壓跌落的實(shí)時(shí)變化，自動(dòng)升壓回路。保證電流的穩(wěn)定運(yùn)行，確保變頻器輸入直流電壓維持在穩(wěn)定的電壓水平，從而有效的保證變頻器的輸出功率、電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)系統(tǒng)電壓跌落結(jié)束之后，系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常，變頻器低壓穿越裝置不會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行干擾。但是變頻器的供電依然通過三相交流送電回路提供。在變頻器中的交流送電通道與直流送電通道能夠在電力電子器件的作用下進(jìn)行自由切換，并且切換的動(dòng)作非常迅速，不會(huì)對(duì)變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響。

3 變頻器電壓穿越電源特點(diǎn)

（1）具有更好的安全性與可靠性。變頻器低電壓穿越能夠保證原有送電線路或者設(shè)置旁路開關(guān)來實(shí)現(xiàn)旁路電路，并且當(dāng)系統(tǒng)電壓處于穩(wěn)定運(yùn)行的過程中，變頻器由電力直流供電，電源變換模塊不回參與運(yùn)行，所以能夠有效的提高變頻器的安全性能與可靠性能，減少故障發(fā)生的概率。（2）高效的定期自檢與故障診斷。由于變頻器低壓穿越裝置能夠通過實(shí)時(shí)監(jiān)控電流電壓的瞬時(shí)跌落情況，所以保證了變頻器低壓穿越電源的效果。并且變頻器低壓穿越裝置不需要人工維護(hù)與操作，通過定期自檢功能對(duì)于自檢工作中發(fā)現(xiàn)問題，并且自動(dòng)處理。所以變頻器低壓穿越裝置具備更加強(qiáng)大的故障以及自診斷功能。通過這樣的設(shè)計(jì)，能夠避免變頻器低壓穿越裝置的運(yùn)行受到限制，從而提高變頻器低壓穿越裝置運(yùn)行效率。同時(shí)，該變頻器低壓穿越裝置由于寬溫度范圍，所以具有長(zhǎng)運(yùn)行的壽命。能夠根據(jù)不同的變頻器型號(hào)進(jìn)行定制化生產(chǎn)，安裝與操作都非常的簡(jiǎn)單。通過分布式供電解決方案，也能夠有效的提高變頻器低壓穿越裝置的整體利用效率。

4 給煤機(jī)變頻器低壓穿越治理技術(shù)改造具體方案

本次改造針對(duì)國(guó)家電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司#1、#2機(jī)組兩臺(tái)燃煤鍋爐提供全套的給煤機(jī)變頻器低電壓穿越設(shè)備進(jìn)行改造。在改造的過程中，通過給煤機(jī)變頻器一拖一的方案設(shè)計(jì)來改造動(dòng)力電源，能夠?qū)?2臺(tái)變頻器配置12套一拖一的變頻器低壓穿越裝置。通過將兩臺(tái)機(jī)組12臺(tái)給煤機(jī)的變頻器控制電源進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)380Vac段電源與廠用UPS進(jìn)行切換。在此次改造的過程中，當(dāng)給煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，通電壓會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，所以電壓會(huì)在380V時(shí)檢測(cè)三相交流電壓，并且將三相交流電壓穿越至裝置整流升壓到490V，這個(gè)穿越的過程持續(xù)200ms。一拖二裝置電源能夠與給煤機(jī)總電源進(jìn)行切換，并且由4平方增加值6平方。一拖三裝置能夠從B給煤機(jī)電源總?cè)。o煤機(jī)的總功率能夠打造12KW，并且由4平方增加值6平方。

5 變頻器低壓穿越裝置安全、環(huán)保、可行性分析

通過變頻器低壓穿越改造，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)電壓在發(fā)生跌落的過程中，變頻器以及拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速保持不變，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定，避免因?yàn)樽冾l器的瞬間跌落產(chǎn)生事故，提高整體生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性。

6 結(jié)論

本文針對(duì)給煤機(jī)變頻器低壓穿越治理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而有效的提高變頻器技術(shù)改造的可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少波，陳華杰.給煤機(jī)變頻器預(yù)防低電壓穿越改造探討[J].機(jī)電信息，2017（36）：75-76.