《大型汽輪發(fā)電機組一類輔機變頻器高、低電壓穿越技術規(guī)范》

1、 大型汽輪發(fā)電機組一類輔機變頻器高、低電壓穿越技術規(guī)范本標準規(guī)定了汽輪發(fā)電機組-次風機、二次風機、引風機、送風機、電動給水泵、凝結水泵，循環(huán)水泵、給煤機、給粉機、空氣預熱器、增壓風機、空冷島冷卻風機等i類輔機變頻器低電壓穿越的技術規(guī)范。本標準適用于300MW及以上汽輪發(fā)電機組，其它發(fā)電機組可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注FI期的引用文件，僅所注H期的版本適用于本文件。凡是不注H期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB_12668飛2003調速電氣傳動系統(tǒng)第3部分：產(chǎn)品的電磁兼容性標準及其聶定的試驗方法GB/T12325-2008供電

2、電壓偏差GB/T12326-2008電壓波動和閃變GB/T18481-2001暫態(tài)過電壓和瞬態(tài)過電壓DL_T_994-2006火電廠風機水泵用高壓變頻器DL/T9702005大型汽輪發(fā)電機非正常和特殊運行及維護導則DL/T5153-2002火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定DL/T684-2010大型發(fā)電機變壓器繼電保護整定計算導則DL/T1040電網(wǎng)運行準則3術語和定義3.1一類輔機短時（小于5s）中斷供電將會造成設備損壞、機組停機或機組輸出功率大量下降，影響電網(wǎng)安全運行的輔機。3.2變頻器高、低壓穿越變頻器及供電對象設備外部故障或擾動引起的暫態(tài)、動態(tài)或長時間電源進線電壓升高或降低到規(guī)定的高、低電

3、壓穿越區(qū)內時，能夠可靠供電，保障供電對彖的安全運行。3.3變頻器暫態(tài)低電壓穿越區(qū)變頻器在進線電源電壓跌落到不小于20%額定電壓，持續(xù)時間不大于0.5s的區(qū)域內（見圖1）,能夠可靠供電，保障供電對彖的安全運行。3.4變頻器動態(tài)低電壓穿越區(qū)變頻器在進線電源電壓跌落到不小于60%額定電壓，持續(xù)吋間不大于5s的區(qū)域內（見圖1）,能夠可靠供電，保障供電對彖的安全運行。3.5變頻器穩(wěn)態(tài)低電壓穿越區(qū)變頻器在進線電源電壓跌落到不小于90%額定電壓，持續(xù)吋間不小于5s的區(qū)域內（見圖1）,能夠可靠供電，保障供電對彖的安全運行。4變頻器高、低電壓穿越能力要求大型汽輪發(fā)電機組i類輔機的變頻器應具備本標準提出的高、低電

4、壓穿越能力。變頻器制造廠應提供設備高、低電壓穿越能力的技術手冊、型式試驗報告、參數(shù)整定報告及整定說明書等相關技術文件，電廠應在設備投運前通過試驗確認變頻器具備本標準規(guī)定的高、低電壓穿越能力，試驗結果應由技術權威部門審核，報調度部門批準后投入運行。變頻器如不能滿足本標準規(guī)定的高、低電壓穿越能力，電廠一類輔機應采用工頻電源，變頻器消除缺陷后才可投入使用。電廠應根據(jù)機組檢修計劃，定期檢驗變頻器的高、低電壓穿越能力。4.1基本原則變頻器的高、低電壓穿越能力應根據(jù)電廠主設備及一類輔機設備能力、電網(wǎng)安全運行要求、變頻器安全經(jīng)濟能效比等因素統(tǒng)籌兼顧來確定。變頻器的高、低電壓穿越能力不應超越主設備和供電對象的

5、能力，也不應束縛主設備和供電對象的能力，應在適當考慮變頻器安全經(jīng)濟能效比的條件下，充分發(fā)揮變頻器對電網(wǎng)安全的支撐能力。根據(jù)上述原則，變頻器高壓穿越性能應與主機過電壓性能相配合。變頻器低壓穿越性能應與主機低壓性能相配合，宜與電廠一類輔機的低電壓保護定值相配合。2技術指標當外部故障或擾動引起的變頻器進線電壓跌落幅值和持續(xù)時間在低電壓穿越區(qū)內時（如表1或圖1所示），變頻器應能夠保障供電對彖的安全運行。表1大型汽輪發(fā)電機組一類輔機變頻器低電壓穿越區(qū)電壓跌落幅度20%額定電壓$60%額定電壓$90%額定電壓低電壓持續(xù)時間W05s0.5s,W5s5s圖1大型汽輪發(fā)電機組一類輔機變頻器低電床穿越區(qū)當外部故障

6、或擾動引起的變頻器進線電壓升高到不大于額定電壓的1.3倍，持續(xù)時間不大于0.5秒，變頻器應能夠保障供電對彖的安全運行。表2大型汽輪發(fā)電機組一類輔機變頻器高電圧穿越區(qū)電壓升高幅度130%額定電壓高電壓持續(xù)時間W05sf4-*弓冋好由掃1%主礎*11；血脯馭由済1*入-理1陽譏.右口7京挪丘TriJLJLJLJ1-J-JLJ11150145140135130!125Ii120115110105100001dll0.210.31Q41時川(s)。51圖2大型發(fā)電機組一類輔機變頻器低電壓穿越區(qū)4.3技術措施變頻器在低壓穿越區(qū)內，如不采取措施，電動機輸出轉矩大大降低，電動機趨于停車，影響安全運行。在電源

7、恢復期間，變頻器與電動機不再同步,會損傷設備。應按照提高變頻器自身性能為主，附加外部電源為輔的原則，選擇安全經(jīng)濟的方法進行防治。4.3.1低電壓穿越措施4.3.1.1短時斷電后轉速跟蹤再啟動在低電壓穿越區(qū)內，變頻器可短時中斷輸出保護自身設備，在電源恢復Z后，當電動機仍在運轉時，機組仍在運行時，可以跟蹤電動機轉速再啟動。這種方法應有速度傳感器，應將變頻器的控制電源接到UPS電源。設計參數(shù)包括要承受的最長擾動持續(xù)時間、從電源恢復到電動機返回原有轉速的時間。轉速的減慢與負載轉矩、被傳動設備和電動機的慣量、負載以及擾動的持續(xù)時間相關?？諝忸A熱器、增壓風機、凝結水泵、空冷島冷卻風機、引風機、送風機、一次

8、風機、二次風機、給水泵、凝結水泵等設備的變頻器可采用這種方法，當電廠發(fā)生低電壓穿越時，不會影響到機組有功的大幅波動，可以連續(xù)運行。4.3.1.2采用降轉速恒磁通v/f控制方式如允許降低轉速，則用本方法可使傳動設備在三相電壓較大幅度暫態(tài)跌落期間繼續(xù)運行。采用這種方法時必須考慮三相電壓暫態(tài)跌落的最大幅值、擾動最長持續(xù)時間、生產(chǎn)過程中允許的轉速降低的程度和負載特性。4.3.1.3外加串聯(lián)交流不間斷電源UPS采用這種方法可做到無干擾運行，但是受限于UPS的容量。4.3.1.4外加并聯(lián)直流電源在變頻器直流母線上外加一路直流電源（可以是防電壓跌落旁路直流電源、蓄電池電源或電廠保安電源），當外部擾動引起常用

9、電源短吋中斷或短時電壓降落時，外加直流電源繼續(xù)供給變頻器，不影響終端電動機的正常運行；當工頻電源再度恢復正常供電時，變頻器改為工頻電源供電。給煤機、給粉機等設備的變頻器可采用這種方法。4.3.2高電壓穿越措施3.2.1采用增加泄放電阻的方法在變頻器內部中間直流回路裝設控制單元和泄放電阻，為中間直流回路多余能量釋放提供通道，防止過電壓。采用這種方法應防備頻繁投切或長時間投運，致使電阻溫度升高、設備損壞。4.3.2.2在變頻器中間直流回路上增加適當電容變頻器中間直流回路的電容對其電壓穩(wěn)定、提高回路承受過電壓的能力作用顯著。適當增大回路的電容量或及時更換運行時間過長且容量下降的電容器可解決變頻器過電

10、壓，在設計階段選用較大容量的變頻器，以取得電壓能力的提高。5試驗5.1一般要求變頻器高、低電壓穿越能力可通過型式試驗、入網(wǎng)檢測試驗或安裝現(xiàn)場驗證試驗來確認。試驗設備應能夠模擬外部單一、連鎖故障以及系統(tǒng)振蕩引起的變頻器電壓杲常情況，應能模擬瞬時電壓跌落或升高，應具備千杠級以上的帶負載能力。應采取防護措施，以防試驗時因試驗設備故障對主設備和生產(chǎn)過程可能造成的危害。2試驗報告試驗結果應以試驗報告的形式確認。試驗報告應明確地闡明與試臉相關的所有信息（如負載條件、試驗接線等）。制造廠應提供功能說明以及相關定值的定義及整定值，并在試驗報告中記錄下來。附錄A（資料性附錄）短時斷電后轉速跟蹤再啟動控制方式應用

11、范圍：送、引風機、一次、二次風機等中高壓變頻器.具體措施：當電源電壓降低時，變頻器將停止輸出但不跳閘，這時電機處于自由制動狀態(tài)，轉速逐漸降低，如果在指定的“等待時間”內電源電壓恢復正常，變頻器將按照“跟蹤轉速再起動”方式再起動（“跟蹤轉速再起動”方式即變頻器根據(jù)停電前的工作頻率和停電時間估算出一個跟蹤頻率，電源恢復時，從估算的跟蹤頻率開始工作，可以使銜接過程較為平穩(wěn)），就可以躲過電源電壓的瞬間波動，如果在此“等待時間”內電源電壓未恢復正常，變頻器就認為出現(xiàn)了電源低壓故障，跳閘停車。變頻器中，再起動次數(shù)可以為多次。當故障類型為暫態(tài)性時，母線電壓一般降低一次，而永久性故障時，由于重合閘后故障仍然存

12、在，造成母線電壓再次下降，所以變頻器重起動的時間要能躲過永久性故障時的電壓波動時間，才能最大限度的發(fā)揮其作用。0.1一10s,般的“等待時間”為0.5s,應綜合分析變頻器用戶的具體情況和供電部門繼電保護的整定值，從而設置一個最佳的“等待吋間”，使變頻器能恰好躲過母線低壓波動的時間，在最佳時間重啟動，最大限度地發(fā)揮再起動的作用，提高供電安全。對于變頻器來說，設置了再起動功能后，當電源電壓降低時，變頻器停止輸出但不跳閘，這吋電機處于自由制動狀態(tài)，轉速逐漸降低，轉速下降程度隨電機所帶負載和自身阻尼系數(shù)的大小而有所不同，其電機轉速一時間的典型1111線如圖，應根據(jù)自己的電機參數(shù)和負載情況繪出，然后根據(jù)

13、具體生產(chǎn)情況給出當變頻器停止輸出電機轉速下降時可以接受的最低轉速，再求出相應的時間Tz,選出最佳的再起動設置時間，使變頻器的再起動功能發(fā)揮其最大作用。處；s為電5疋境借6?f為許成助時的唧風鑄：匚為存任理電CR妒蛟定伍的藥垃功列間HEE1交頻瓷擂険師-跟住悄速再疋動-方或禪衆(zhòng)動.電機轉速一吋間曲線安全措施：控制電源部分應由可靠的UPS供電缺陷：給粉機等負載較重、自身轉動慣量較低的變頻器再啟動時間定值躲不開鍋爐熄火到MFT實際動作的延時，會影響機組安全運行。附錄B(資料性附錄)采用降轉速恒磁通v/f控制方式應用范圍：給煤機等低壓變頻器，85%50%低電壓具體措施：電機的轉速n二60f/p,其中f為電源頻率,p為電機極數(shù)。根據(jù)電機