高压变频器低电压穿越功能的实现49
火电厂变频设备的低电压穿越能力
Ｌ ＶＲＴ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ － ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎＤｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎＰ ｏ ｗｅ ｒ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
电动 机发 生短 路故 障跳 闸 ，同时导致 ≠ ｝ ２机 组凝 结 水
流极大。故 障发生后 ，６ ｋ Ｖ电动机综保可靠动作 ， 电流速断保护 ３ ５ ｍｓ 跳闸 ，再依据断路器特性试验 分 闸 时 间约 ４ ０ ｍｓ 并结 合 故 障录 波 器 观测 电压 波 形
分析 ，判 断 故 障切 除时 间约 为 ７ ０ ｍｓ ，故 障过程 中 ６ ｋ Ｖ ２ Ａ 段相 电压 最低 下 降至 ０ ． ９ ５ ｋ Ｖ，三相 相 电压 拉
节能技术
能 源研 究 与 管 理 ２ ０ １ ４（ ４ ）
・ ９ ９・
火电厂变频设备的低电压穿越能力
袁 小平 ，李承 宪，谢 明 ，夏侯 斐，李 剑
（ 中电投 江西电力有 限公 司新 昌发 电分公 司，南 昌 ３ ３ ０ １ １ ７ ）
摘 要 ：从一起 火电厂因变频器电压暂降导致高压辅机跳 闸而 引起 的机组 Ｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＢ动作 的事故 人手 ，详细 阐述 了高压 变
频器的低电压穿越对火电厂安全运行 的重要性 以及其具体实现方式 。对 于高压变频器 ，通过改变矢量控制方式实现
变频器在电压暂降期间能够不跳 闸，实现高压变频器 的安全运行 ；对 于低压 变频 器则采用外加电源或补偿装置来 保
证低 电压穿越的实现。为火电厂实现高低压变频器的低电压穿越提供 了实现方法 。
火电厂空预器变频器高低电压穿越能力的实现
设备管理与维修2021翼6（上）火电厂空预器变频器高低电压穿越能力的实现童宇，杨光明（国电蚌埠发电有限公司，安徽蚌埠233411）摘要：针对火电厂空预器变频器不具备高低电压穿越能力的现状，结合现场运行方式、设备特性等因素，设计两种升级改造技术路线。
经过综合对比和论证，最终采用智能功率模块型的高低电压穿越系统，对空预器变频器实施高低电压穿越能力改造，达到性能测试要求。
关键词：空预器；高低电压穿越；火电厂；变频器中图分类号：TM611文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.06.370引言近年国家大力发展太阳能、风能等新能源发电，装机容量占比逐年增高。
截至2019年8月31日，安徽省新能源装机容量占全省统调装机容量的16.08%。
相比传统火力发电机组，新能源发电机组出力不稳定、调节速率慢。
使得火力发电机组要积极参与电网的深度调峰，保证电网稳定运行，这就对火电机组自身的安全稳定提出了更高要求。
近年，一些火电厂出现过因外部或内部电压波动、闪变引起的机组跳闸事故，主要原因是辅机特别是一类辅机（给煤机、空预器和一次风机等）变频器不具备高低电压穿越能力，变频器自保护动作致使机组跳机。
为降低此类隐患，各级电网公司要求各火电厂对机组重要辅机进行高低电压穿越能力验证。
对不能满足的设备，限时完成技术升级改造，特别是空预器和给煤机。
1空预器变频器现状国电蚌埠电厂一期有2伊630MW 超临界燃煤机组，每台机组配置2台空预器，额定电压380V 、额定功率22kW 。
每台空预器配置2台变频器（主辅），变频器型号为ABB ACS510、额定电压380V 、额定功率35kW 。
2019年4月，华东电网直代管机组涉网保护核查审核意见，确认其不满足高低电压穿越能力要求，按照国网要求需进行技术升级改造。
2方案设计火力发电机组空预器变频器应用遇到的主要问题是变频器动力电源和控制电源均取自电厂的厂用电源，当厂用电源因某种原因发生电压扰动时，变频器电压保护快速动作闭锁输出。
低电压穿越控制方案
低电压穿越控制方案低电压穿越功能是通过变流器的有源crowbar来实现的，当变频器检测到电网电压下降时，根据直流母线的电压来控制Crowbar部件的动作，泄放转子上的能量来抑制转子电压的升高，但会引起电网电压模块和变桨系统模块报故障。
并且由于转矩突降为零左右，进而会引起发电机的转速超速等问题，下面就上述问题的分析和处理过程进行相应阐述。
一、主控和变流器的软件修改为保证风机在低压穿越状态下保持并网运行，需要对主控系统和变流器参数进行如下修改。
电压跌落至低电压穿越区时，变流器参数9.10的BIT10 (converter_low_voltage_for_ride_through)置位作为低电压区的触发条件，对电网电压和变桨故障进行相关逻辑处理，电网电压跌落至低电压穿越区以下时变流器本身报直流过压和转子侧变流器过流。
1.主控程序grid_voltage模块现风机的主控检测当电网电压低于额定电压的90%延时100ms滞后，风机将脱网停机，为保证对低压穿越状态下风机能并网运行，需要对电压保护限值进行修改。
编程思路为：当电网电压正常时，保持原检测模式不变，把低电压穿越过程分为三个阶段： 从电压降至低于90%额定电压开始640ms内电压不低于20%额定电压80v，电压检测模块不报故障；从低压穿越过程开始的第640ms至3s电压升至90%额定电压360v，电压检测模块不报故障；3s后低电压穿越完成，电压应保持在90%额定电压以上在低压穿越过程的上述三个阶段中，如检测电网电压低于允许的最低电压限值，则报error_grid_voltage_limit_min故障，主控系统中对电网电压检测超下限报程序需作如下修改：变流器的状态字converter_com.converter_low_voltage_for_ride_through赋值给low_voltage_for_ride_through并把它定义为全局变量。
新建一个结构化文本如下，具有低压穿越三个阶段的执行要求。
探究火电厂10kV高压变频设备的低电压穿越能力
Telecom Power Technology运营探讨高压变频设备的低电压穿越能力高建民（晋控电力山西同达热电有限公司，山西高压变频设备的低电压穿越能力，为了更加透彻地分析问题，在研究中选择中电投江西电力有限公司新昌发电分公司曾发生的异常电力事故作为案例，该事故是由于变频器电压暂时下降造成高压辅助经过研究分析发现，变频器参数会对低电压变频设备的参数产生直接影响。
因此统计中电投江西电力有限公司新昌发电分公司的火电机组变频器型号，展开火电厂辅机变频器低电压穿越实验，证实高压变频设备低电压的实际穿越能力。
在得到实验结果后，对辅助机组特性进行针对性设计，改造辅机变频器。
火电厂；高压变频设备；辅机跳闸；低电压穿越Explore the Low Voltage Traversing Capacity of 10 kV High Voltage Frequency ConversionEquipment in Thermal Power PlantGAO JianminShanxi Tongda Thermal Power Co.，Ltd.，Datongthe low voltage traversing ability of 10 kV high voltage frequency conversion equipment 2020年12月10日第37卷第23期Telecom Power TechnologyＤｅｃ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２３ 高建民：探究火电厂10 kV高压变频设备的 低电压穿越能力发现，本次故障的根本源头在#2机10 kV A段变电源配电柜投运不久，过电压保护器A相击穿导致单相接地。
如果不能及时制止这种故障现象，短路故障就会进一步发展为三相，并且会出现极大的短路电流。
当火电机组因电压过低发生故障后，电压为10 kV的电动机在35 ms内跳闸电流保护。
开展试验的过程中需要结合断路器的自身性质进行分闸，时间控制在40 ms以内。
发电厂变频器低电压穿越改造方案
发电厂变频器低电压穿越改造方案随着人们用电需求的不断提高，使得电力运行的稳定性也越来越重要，而变频器的使用使得这方面的问题得到了极大程度的解决，但是低压穿越问题将会严重影响变频器应发挥的作用，应该通过相应的改造方案来提升低电压穿越的能力。
对此，文章针对发电厂变频器低电压穿越改造方案展开了论述。
标签：发电厂;变频器;低电压穿越;改造方案引言：隨着社会经济的快速发展，使得发电厂所面临的经营压力也不断变大，在这种情况下变频器广泛的应用于火电厂当中。
使得变频器在其中的重要性体现的极为显著，当变频器发生故障问题的时候，势必会严重影响火电厂运行的安全性。
对此，电网调度中心针对各并网发电厂变频器安全稳定运行方面提出了新的要求，必须要使变频器低电压穿越的能力进行提高，在性能方面必须要与DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”当中的相关标准相符合。
1. 发电厂变频器中低电压穿越存在的影响问题低电压穿越这一概念通常是在变频器上使用的，通过对其使用当变频器的输入电源电压处于一定时间与跌幅范围之内的时候，是不会使变频器出现跳闸的现象。
还能够使电厂保持正常运行状态。
变频器工作的主要是通过对整流、直流以及逆变等部分进行组合而成的，除了上述部分还需要添加相应的控制单元，这样才能够对变频器输出功率进行良好的控制。
比如，在380V的交流电源中输入整流部分，使其转换成为直流电，然后经过相应的大容量电容之后，再利用控制单元来针对相应的逆变部分进行精准控制，进而实现直流电源的转换，使其形成各种不同频率的交流电，通过这些流程能够对电动机在调速方面的控制加以实现。
低电压穿越对于变频器而言是具有一定危害性的。
当变频器的输入电压降低的时候，且变频器正处于低压工作的状况下，想要使输出的稳定性得到保证，那么很可能会使变频器工作的电流始终处于增大的状态，很有可能会使变频器中的核心元件晶体管出现烧损的现象。
而当控制电源电压处于降低状态时，可能会导致变频器的控制失灵，为了使变频器的安全运行得到保证，在变频器中必须要设置相应的保护装置，一旦上述情况出现之后，变频器就会做出相应的保护进行自动跳闸。
电厂变频器低电压穿越改造方案
电厂变频器低电压穿越改造方案一、项目背景近年来，我国电力系统在快速发展过程中，面临着越来越多的挑战，其中低电压穿越问题日益突出。
为了保证电力系统的稳定运行，减少因低电压导致的设备损坏和停电事故，对电厂变频器进行低电压穿越改造显得尤为重要。
二、项目目标1.提高电厂变频器的低电压穿越能力，确保在系统电压出现瞬间降低时，变频器能够正常运行，避免跳闸。
2.提升设备抗干扰能力，降低因电压波动对设备运行的影响。
3.优化电力系统运行性能，提高电力系统稳定性。
三、项目实施1.改造方案设计（1）对变频器内部电路进行优化，提高其抗干扰能力。
（2）增加低电压穿越功能模块，实现对电压波动的实时监测，当电压低于设定阈值时，自动启动低电压穿越模式。
（3）优化变频器控制策略，确保在低电压条件下，变频器输出电压和频率稳定。
2.设备选型（1）选择具有低电压穿越功能的变频器，确保设备具备较强的抗干扰能力。
（2）选择高性能的传感器，实时监测电压波动，确保低电压穿越功能的准确启动。
3.改造步骤（1）现场勘测，了解电厂变频器运行状况，评估低电压穿越改造的可行性。
（2）制定详细的改造方案，包括设备选型、施工方法、进度安排等。
（3）设备安装调试，确保低电压穿越功能正常工作。
（4）对改造后的变频器进行试运行，验证低电压穿越效果。
（5）对试运行数据进行采集和分析，优化改造方案。
四、项目优势1.提高电厂变频器运行可靠性，降低设备故障率。
2.提升电力系统稳定性，减少因低电压导致的停电事故。
3.优化设备性能，提高电力系统运行效率。
4.降低维护成本，减少设备更换频率。
五、项目风险及应对措施1.风险：改造过程中可能出现的设备不兼容问题。
应对措施：在改造前对设备进行充分测试，确保设备兼容性。
2.风险：改造过程中可能出现的技术难题。
应对措施：组建专业的技术团队，及时解决改造过程中遇到的技术问题。
3.风险：改造后设备运行不稳定。
应对措施：对改造后的设备进行长期跟踪监测，发现问题及时解决。
火电厂辅机给粉机变频器低电压穿越能力分析及直流支撑技术治理方案
火电厂辅机给粉机变频器低电压穿越能力分析及直流支撑技术治理方案王华通（中国昆仑工程公司辽宁分公司，辽宁辽阳111003）摘要：近年来，变频器在辅机软启动、变频调速、优化设计、经济运行等方面体现出了显著优势，但是电压骤降或短时中断以及电网过压都会引起变频器跳闸保护，给粉（煤）机等重要负载变频器跳闸保护会造成炉膛灭火保护（MFT）动作停机。
若多台大功率发电机组同时解列停机，则将直接挑战大电网的第三道防线，造成大面积停电事故，严重影响电网的安全运行。
现从直流支撑技术入手，针对火电厂辅机变频器低电压穿越能力不够的问题，提出了多种低电压穿越治理方案，并在实际应用中验证了方案的有效性和可行性，大大提高了供电可靠性。
关键词：火电厂辅机；给粉机；变频器；低电压穿越；直流支撑0引言评估一个工厂配电系统的供电可靠性（PQR）主要有以下三个指标：系统平均停电频率（SAIFI）、系统平均停电时间（SAIMI）和短时停电频率（MAIFI）。
其中，系统平均停电频率和短时停电频率关乎工厂的非计划停车次数。
供电短时中断和电压骤降会给工厂造成巨大的经济损失，甚至导致重大安全事故。
目前，大多数电力用户对于99.99%的供电可靠性是不满意的，而治理电压暂降对于提高供电可靠性有着非常重大的意义。
1电压骤降和短时中断电压骤降或短时中断是一种二维骚扰现象，包含持续时间和电压降幅两个要素。
相关数据表明，92%的电压骤降持续时间较短（小于1s）、降幅较小（小于40%Ue）；电压骤降持续时间较长往往会形成短时中断或长时中断。
1.1电压骤降和短时中断的原因压降从来源来分包括大电网侧和配网侧。
（1）大电网侧：发电厂、高压输电线路因雷电、大风、接地、短路、断路等情况导致的压降一般时间较短，残压值较高，几率较低（10%）。
（2）配网侧：大型设备启动、雷电、大风、接地、断路、短路等情况导致的压降一般时间较长，残压值较低，几率较高（90%）。
压降从动作特性来分包括可恢复性故障引起的压降和永久性故障引起的压降。
电厂变频器低电压穿越改造方案汇总
****电厂给煤机/空气预热器变频器低电压穿越改造方案目录一、火力发电厂给煤/粉机及空预器系统现状分析 (2)二、网源协调对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求 (4)三、电厂关键辅机变频器低穿能力梳理核查 (6)（一）厂用负荷分类 (6)（二）厂用负荷继电保护动作特性 (6)（三）厂用负荷变频器低穿能力要求原则 (7)（四）低电压对现有厂用负荷的影响分析 (7)四、技术改造方案 (9)（一）大惯性类负荷变频器 (9)（二）给煤机、给粉机类负荷变频器 (9)（三）各种技术方案特点及对比分析 (12)五、SCS-230火电机组辅机电源控制系统 ................................................. 错误！未定义书签。
（一）系统原理..................................................................................... 错误！未定义书签。
（二）系统特性..................................................................................... 错误！未定义书签。
（三）支撑方式..................................................................................... 错误！未定义书签。
（四）SCS-230火电机组辅机电源控制系统两种技术方案.............. 错误！未定义书签。
（五）检验方法..................................................................................... 错误！未定义书签。
（六）SCS-230火电机组辅机电源控制系统检测报告...................... 错误！未定义书签。
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高压变频器低电压穿越功能的实现
摘要：本文首先阐述了高压变频器设备现状,接着分析了高压变频器低电压穿越
治理系统, 最后对设备改造方案、实现方法、效果评价进行了探讨。
通过近几年
新高压变频器系统的设计，实现了高压变频器的低电压穿越功能。
关键词：高压变频器；低电压穿越功能
引言：
电厂中，高压变频器用于拖动各类辅机，对于电厂的节能环保具有重要作用。
由于电网电压不稳定，当高压变频器的输入电压过低时，会触发保护，从而导致
辅机停机，甚至引起机组停机，因此要求高压变频器具备低电压穿越的能力。
1设备现状
高压变频器跳闸主要有两个原因：变频器功率回路（变频器动力部分）和控
制回路（控制部分）。
变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成。
在变频系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均需稳定的控制电源供电。
电力系统发
生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，导致高压变频停止运行。
2高压变频器低电压穿越治理系统
2.1高压变频器低电压穿越治理系统逻辑控制
控制单元输入信号：变频器运行状态接点信号；母线电压监测信号。
输出信号：断路器、直流接触器的闭合断开信号。
交流电压正常条件下低电压穿越治理
系统投入过程：变频器电源端送入正常电压，变频器受电，内部CPU准备运行，DCS或PLC控制设备送来启动指令；模拟控制4～20mA电流决定变频器拖动电机
的运行转速；等到系统正常运行后变频器状态接点闭合；低电压穿越治理系统控
制单元接收到变频器正常运行状态指令后，向执行单元发出合闸指令，这时该回
路在热备用状态；此次操作结束。
变频器电源失电，控制单元给执行单元一个运
行信号，低电压穿越治理系统给变频器直流母线供电，此过程变频器运行不间断。
变频器电源供电恢复时其直流环节的电压应立刻上升；执行单元撤出对变频器的
供电，变频器转为电源供电。
母线电压未恢复，直流支撑系统给变频器供电时间
不小于10s。
2.2高压变频器低电压穿越治理系统工作流程
系统直流输出母线由晶闸管和直流压差控制系统控制，正常运行时与变频器
完全隔离。
电网电压大于90%时，系统不工作，处于热备用状态。
当电压跌落到0～90%范围内系统瞬时（＜200μs）启动工作，维持变频器直流母线电压在
DC500V左右，保证变频器正常运行。
当电网电压恢复时，系统自动退出工作状态，转为热备用状态，变频器自动转换由电网供电。
当MFT动作或变频器停止运
行时，系统自动退出，转为热备用状态。
3设备改造方案
通常，变频器采用“交－直－交”工作模式，主要有变频器功率回路和控制电
源两部分。
若要彻底解决变频器因电压低而跳闸的问题，就必须同时解决直流电
源支撑问题和控制电源问题。
考虑到高压变频器负荷转矩特性，计划为高压变频
器加装低电压穿越电源装置。
在系统发生低电压期间，低电压穿越装置输出稳定
直流，可靠提供高压变频器直流电源，同时提供可靠的控制电源，保障变频器拖
动系统的连续稳定运行。
系统主要由蓄电池组、电压暂降保护器、直流隔离单元、执行单元、监控单
元等组成，交流电取自变频器输入端交流电源。
当电压下降，监控单元检测到直
流环节电压下降至低电压穿越保护系统预定阀值时，执行单元瞬间导通，由蓄电
池对升压电路充电后，为变频器直流环节提供稳定直流电，保证高压继续运行。
正常时，由微机充电装置对蓄电池组进行浮充电，高压变频器及低电压穿越电源
装置的控制电源由单独配置的ＵＰＳ系统提供。
该方案优点是用部分蓄电池就可
解决变频器深度低电压穿越问题，且系统供电可靠性高、对厂用电无冲击、投资
相对较低、工程量少；缺点是需定期对蓄电池进行维护。
系统主要由功率变换模块、直流隔离单元、执行单元、监控单元等组成，选
用机组１１０Ｖ直流系统作为高压低电压穿越装置的动力电源。
当电压波动时，
直流电源经过功率变换模块后，为变频器直流环节供给稳定直流电，保证高压继
续运行。
高压变频器及低电压穿越电源装置的控制电源由机组ＵＰＳ系统提供。
该方案优点是无电池维护任务、可实现深度低电压穿越；缺点是一旦装置发生接
地或短路故障，就会影响机组直流系统、ＵＰＳ系统的正常运行，且投资相对较高、工作量较大，需要单独敷设动力电缆。
4实现方法
经过几年时间，发电设备成套设计研究院有限责任公司对高压变频器进行了
升级改造，实现了低电压穿越功能。
当变频器输入电压幅值降低至一定范围内时，首先采用提高输出电压参考值的方法，保证装置的输出电压；如果不能满足，则
降频运行。
如果输入电压降低很多或者消失，在高压变频器软件中检测到高压消
失后，将低电压穿越的过程分为几个区间，分别实施控制策略,如图1所示。
图1低电压穿越的过程
区间Ⅰ：短时封脉冲，小于10ms的电压大幅度跌落，在电压跌落瞬间封锁
输出，但变频器保持原来运行状态，电压恢复后，变频器不作调整直接恢复输出（此时会有小幅电流冲击）。
区间Ⅱ：变频器进入低电压穿越区，其封锁输出脉冲，电动机处于自然停车
状态，且转速逐渐降低，变频器测量电动机定子侧反电动势（残压），从而对电
动机转速进行估算；通过跟踪电动机的转速，估算出电源电压恢复正常时电动机
的跟踪频率；当电源电压恢复时，使电动机从估算的跟踪频率开始工作。
区间Ⅲ：电动机残压太低无法检测，当电源电压恢复时，从最后测得的频率
起动电动机。
区间Ⅳ：若失电时间大于电动机的自然停车时间，则电源电压恢复从0Hz起
动电动机。
区间Ⅴ：如果很长时间没有恢复电源电压，则停机。
通过上述方法，在变频器电源电压偏低或失去时，不会引起变频器故障停机，从而为电厂的安全运行提供保障。
在实际应用中，需要根据具体情况，比如电动
机的运行性能、电厂的实际要求等，改变封锁脉冲输出的等待时间、估算电动机
转速的加速度等变量，并进行灵活的设计。
5效果评价
实施后，对改造后的高压变频器进行性能检测，情况如下：模拟变频器进线
电源电压为９０％额定电压，变频器能可靠供电，高压正常运行。
模拟变频器进
线电源电压跌落到６０％额定电压持续５ｓ，变频器能可靠供电，高压正常运行。
模拟变频器进线电源电压跌落到２０％额定电压持续０．５ｓ，变频器能可靠供电，高压正常运行。
测试结果表明，加装辅机电源控制系统后的高压变频器低电
压穿越能力符合《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》
相关技术要求。
结束语：
随着电力电子技术的发展，变频器以其调速精确，使用简单，保护齐全等特
点广泛应用于电厂辅机调速控制系统中。
由于电力电子器件的应用，变频器均带
有低电压跳闸保护，电网电压的波动往往会带来变频器的退出运行，从而造成事
故的扩大。
此类故障期间的非计划停运，一方面影响发电厂发电连续性和经济性，另一方面会进一步对电力系统造成冲击，加剧系统故障程度，严重影响电力系统
的安全稳定运行。
通过变频器低电压穿越装置改造，能够解决火电厂辅机变频器
低电压穿越的难题，提高电源、电网运行的可靠性和稳定性。
因此，火电厂变频
器低电压穿越装置改造是必要的，具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献：
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