低电压穿越试验检测装置
低电压穿越装置课件
装置控制模式
故障模式 故障模式是指GLT-20系列变频器低电压穿越电源发生故障时， 保护动作后进入的一种状态。GLT-20发生严重故障时，执行 跳接触器、封PWM脉冲，点亮故障灯，开出故障信号的操作， 系统转入故障状态。 在故障消除之后，需人工手动按下柜门前的“复位”按钮，若 故障已消除则装置自动执行全自动逻辑， GLT-20恢复正常运 行状态。 停机模式 停机模式是指GLT-20在发生紧急故障保护动作，或人为拍下 “急停”按钮时GLT-20进入的一种状态。该状态下，GLT-20 执行跳接触器、封脉冲的操作，点亮停机灯，系统进入停机状 态。 （注：“急停”按钮被拍下时，GLT-20执行跳接触器、封脉 冲，点亮停机灯，开出故障信号等操作）
给煤机变频器 低电压穿越装置原理
三相交流电能经断路器QF1送入二极管整流桥TM1-3构成的整流回路， 再经过电控开关KM1变换为直流电能并储存于电容C1和C2。电感L1与 IPM构成BOOST型式的升压斩波电路，可将C1/C2上的直流电能变换为 电压等级更高的直流电能储存于电容C3/C4，并经晶闸管及二极管防反 回路和熔断器后，送入变频器的直流输入端子。电动开关KM1与电阻 YR1构成预充电回路，当预充电结束之后闭合KM1，实现在GLT-20初 始上电时为电容C1/C2/C3/C4的平稳充电功能。
运行操作检查低电压穿越装置停机和故障灯均灭装置运行操作断开低电压穿越装置出线刀闸sw1低电压穿越装置本身有工作时根据工作票措施要求执行断开ups配电柜给煤机变频器控制电源根据工作票措施要求执行断开低电压穿越装置出线刀闸sw1工作中需注意的问题给煤机变频器低电压穿越装置内有电容储能装置在给煤机交流电源消失后装置内一次回路仍有电压在给煤机交流电源失电约5分钟后低电压穿越装置一次回路电压才能趋近于零
GC—SGS—VSP—22M型低电压穿越装置在CFC—100给煤机控制系统的成功应用
GC—SGS—VSP—22M型低电压穿越装置在CFC—100给煤机控制系统的成功应用作者：蔡碧波赵艳红黄庆龙来源：《中国科技博览》2017年第34期[摘要]为防止电网发生瞬时电压波动引起机组跳闸甚至影响电网的安全、稳定运行，给煤机变频器需要满足高、低电压穿越能力的要求。
当电网由于故障造成电压降低时，以保证给煤机变频器能躲过系统保护隔离故障元件时间，避免因低压保护动作跳闸，进而造成机组跳闸或锅炉灭火。
[关键词]低电压；跳闸；安全；中图分类号：TH912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0060-011.前言为防止电网发生瞬时电压波动引起机组跳闸甚至影响电网的安全、稳定运行，给煤机变频器需要满足高、低电压穿越能力。
国网河南省电力公司（调[2014]30号）下发了《开展600MW及以上机组低压辅机高、低电压穿越能力技术改造工作的通知》。
高、低电压穿越能力要求如下：（摘自《开展600MW及以上机组低压辅机高、低电压穿越能力技术改造工作的通知》）1.变频器在进线电源电压跌落到不小于20%额定电压，持续时间不大于0.5s的区域内，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行；2.变频器在进线电源电压跌落到不小于60%额定电压，持续时间不大于5s的区域内，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行；3.变频器在进线电源电压不小于90%额定电压时能够长期可靠供电，保障供电对象的安全运行；4.变频器进线电压升高到不大于额定电压的1.3倍，持续时间不大于0.5秒，变频器应能够保障供电对象的安全运行。
2.改造前的给煤机控制系统2.1 系统概述三门峡华阳发电有限责任公司#1、#2炉各有5台给煤机，为营口大和衡器有限公司NJG-60系列耐压式给煤机。
给煤机控制系统采用大和衡器CFC-100演算器，变频器采用江阴三肯SHF-4.0K系列变频器。
2.2 CFC-100控制器及变频器失压测试试验2015年1月#1机组停机期间，电厂技术人员对#1炉给煤机变频器及CFC-100控制器进行了失压试验。
给煤机低电压穿越装置操作说明
给煤机低电压穿越装置操作说明一、什么是低电压穿越以及为何要设置低电压穿越装置？低电压穿越是指系统（发电设备或用电设备）在确定时间内承受一定限值的低电压而不退出运行。
一般低电压穿越在风电场中应用较广，因为风电场若不具备低电压穿越能力，会对电网安全稳定运行产生严重影响。
但由于火电厂单机功率及全厂功率均较风电场大，威胁相对也就更大。
在火电厂中，给煤机是重要的辅机设备，目前大多采用变频调速方式运行，而变频器会在电网低电压（这种低电压一般都是瞬时或短时的）时闭锁输出，从而引起全炉膛灭火保护动作。
如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地等引起电网和厂用电短时电压降低，造成给煤机变频器动力电源低电压和变频器控制电源低电压，这时变频器低电压闭锁保护会动作，造成停炉或停机事故，导致局部电网失去稳定，对电网产生重大影响。
对于电网来说，电网故障时电压会瞬时降低，亟需有功支持维持系统频率，但此时电厂再出现解网情况会使电网频率更加恶化，造成不可估量的后果。
因此，需要设置低电压穿越装置，确保机组的安全稳定运行。
二、给煤机低电压穿越装置原理框图QF2图1 给煤机低电压穿越装置原理框图QF1：系统输入开关，正常使用时闭合，装置维护或故障时断开QF2：系统旁路开关，正常使用时断开，装置维护或故障时闭合QF3：系统输出开关，正常使用时闭合，装置维护或故障时断开KK1：交流控制电源开关，正常使用时闭合，装置维护或故障时断开KK2：直流控制电源开关，正常使用时闭合，装置维护或故障时断开1K ：超级电容供电开关，正常使用时闭合，装置维护或故障时断开2K ：超级电容放电开关，正常使用时断开，装置维护或故障时闭合三、界面说明整体界面主要包括用户主界面、运行状态界面、事件记录界面和厂家设置界面。
1.用户主界面：查看启停或故障状态和期间开关状态图2 给煤机低电压穿越装置用户界面系统电压或装置正常时，显示图2所示界面；当出现系统低电压且超级电容投入时，补偿灯亮；当装置异常或QF1、QF2、QF3同时闭合时故障灯亮。
低电压穿越测试原理
测试原理
5.1
电压跌落模拟
通过改变测试装置中的阻抗值或控制变流器输出，模拟电网电压的跌落。
5.2
并网状态保持
测试设备在电压跌落期间应保持并网状态，不脱网。
5.3
无功功率支撑
测试设备应快速响应，通过注入容性无功电流支撑电网电压恢复。
6
测试标准
各国标准存在差异，但一般要求发电设备在电压跌落期间提供一定的无功功率支撑，并在电压恢复后快速恢复有功功率输出。
接Hale Waihona Puke 阶段将测试设备串联接入电网和发电设备之间，确保接线正确无误。
9.3
测试阶段
启动测试装置，模拟电网电压跌落，观察并记录发电设备的响应情况。
9.4
评估阶段
根据测试数据评估发电设备的低电压穿越能力，判断其是否满足并网规范要求。
7
测试评估
评估发电设备在电压跌落期间的有功恢复能力和无功支撑能力，确保满足并网规范要求。
8
测试设备
常见的低电压穿越测试设备包括阻抗分压式、变压器式和电力电子式设备。每种设备有其特点和适用范围，需根据测试需求选择。
9
测试流程
9.1
准备阶段
检查测试设备、电气设备及相关附件是否完整，确保测试环境安全。
9.2
低电压穿越测试原理
序号
测试要素
描述
1
测试目的
验证发电设备在电网电压跌落时，能否保持并网并提供无功功率支撑，直至电网电压恢复。
2
测试对象
风电变流器、光伏逆变器等并网发电设备。
3
测试条件
模拟电网电压跌落，包括跌落幅值（如电压跌落到额定电压的0.9~1倍之间）和持续时间（如2秒）。
4
测试方法
低电压穿越装置在给煤机上的应用
低电压穿越装置在给煤机上的应用摘要：本文主要针对某电厂在给煤机上采用的低电压穿越装置进行分析，特别是在变频器的供电电压降低时，通过低电压穿越装置的运行满足变频器连续运行的要求。
关键词：给煤机、调速、电压跌落、稳定运行、跳闸火力发电厂给煤机的调速大多采用变频器，与以往的滑差控制方式比较，变频器具有调速精确、使用简单、保护功能齐全等优点，不仅降低了能耗，还提高了设备的自动化程度。
但是，由于电力电子器件的应用，变频器均带有低电压跳闸保护，厂用电电压的波动，特别是大功率辅机启动时造成的电压波动往往会使变频器退出运行，可能造成机组减负荷或机组跳机的事故。
如有火电厂因内部或外部故障（雷击、电气设备短路、接地、大功率设备启动等），引起变频器供电电压短时跌落，当跌落幅度达到20%或以上，持续时间不长，此类故障的发生原本不应引起辅机的退出，但因为变频器不具备低电压功能，使得变频器闭锁输出、辅机停机，最终导致机组的非停。
由此，使得低电压穿越装置在火电厂得到应用，特别是在给煤机上得到广泛采用。
应用在给煤机的低电压穿越装置的要求，在供电电压跌落20%且持续5s的情况下，具备可靠的低电压穿越能力，确保系统故障时发电机组不因低电压穿越能力不足而导致机组非停。
一、工作原理低电压穿越装置的控制目标为在系统电压跌落时保证变频器及其拖动的电机的转速、功率、转矩不变。
其工作原理如下：在系统电压正常时，变频器直流母线电压正常且变频器能正常工作，电能通过交流回路送入变频器交流输入端子，满足装置备用条件。
在系统电压发生跌落时，装置内部的控制系统实时检测到电压跌落趋势，当下降至特定的额定电压时，低电压穿越装置自动运行，在三相电压跌落期间，通过升压回路将跌落的直流母线电压提升到500V，通过变频器的直流母线对变频器供电，使其维持到可保证变频器输出功率、电机转矩、电机转速均不变的电压水平。
在系统电压跌落结束后，系统电压恢复正常，穿越装置停止运行，升压回路退出工作状态，恢复到备用状态，变频器的供电仍由原三相交流回路供电。
电厂低电压穿越装置安装施工说明
-3-
四．现场照片
低电压穿越装置使用现场安装图１：
安装施工说明
低电压穿越装置使用现场安装图２：
-4-
全联锁的话不需要此电缆。
1
方
如果变频器没有 MFT 信号安全联
案 锁的话，低电压穿越装置就需要 MFT
联锁信号，按此方案敷设电缆，两端
2 接线由我公司技术人员协助完成
-2-
注释:
安装施工说明
1. 电缆 1：此为交流动力电缆。电缆型号为 3*6m ㎡+4 m ㎡(只适合电机功率≤
5.5kW 的环境，其它功率需要换算).预估长度为 10 米 此电缆一端接在给煤机变频器控制柜交流进线断路器上端，另一端接到低电
火电厂加装低电压穿越装置
GC-SGS/VSP-22M 安装、施工说明
南京国臣信息自动化技术有限公司 编制
安装施工说明
一．柜体尺寸
低电压穿越装置 GC-SGS/VSP-22M 柜体尺寸（寛*深*高 mm）: 600*800*1600
二．柜体的安装固定。
我公司生产的低电压穿越装置 GC-SGS/VSP-22M 的柜体附带槽钢，安装时只需 要在变频器控制柜附近选择好适合的位置，之后用 2 至 4 个膨胀螺丝固定即可。
馈出柜的端子排上。 方案 2：此电缆一端接到给煤机变频器控制柜内，另一端接到厂低电压穿越
装置端子排上（需预先告知控制电源电压等级）。
5. 电缆 5：此电缆为信号电缆。电缆型号为 2*1.5m ㎡。预估长度为 100 米。（具
体长度看 MFT 型号中继柜到低电压穿越装置柜体的距离） 方案:1：如果电厂 MFT 信号与变频器已经有安全联锁的话，那此电缆就不
用敷设。 方案 2：如果没有安全联锁的话就需要敷设。如果敷设的话，电缆一端接到
低电压穿越(1)
PL-LVRT系列低电压穿越装置一应用背景随着国家对节能减排的要求，及电力电子技术的发展，变频器以其调速准确，使用便捷，保护功能全等优点而逐步取代传统的调速装置。
但由于很多工况下电网电压的不稳定，导致变频器在使用中产生了一个新问题，变频器低电压跳闸保护。
这种跳闸会因为变频器的设置不同而表现为过流保护或者低压保护，但其原因都是因为低电压引起的。
低电压通常都是短时的，主要原因都是因为电网晃电或备自投切换时间过长引起的。
引起电网晃电的原因很多，如主电网侧的电网波动、负荷不平衡、雷击、电力切换等原因，负荷侧的大型设备启动和应用等。
近几年发生的几起由系统低电压故障造成火电机组跳机的事故，多是因为电厂内部或者外部故障（雷击、电气设备短路、接地、大设备启动等）引起的电网电压短时跌落。
此类故障发生时，相应厂用电短时电压降低，由于火电厂关键辅机及其拖动变频器不具备低电压穿越功能，造成触发辅机拖动变频器的低电压保护，变频器闭锁输出，辅机停机，最终导致了发电机组的跳机。
如在火电厂的给粉系统中，给煤机变频器在遇到厂用电电压瞬时低于变频器的低电压保护值时触发变频器低电压保护导致变频器停机，造成给煤机停机。
同时锅炉FSSS（锅炉炉膛安全监控系统）检测到此给煤机停机信号，引发MFT（主燃料跳闸）动作。
最终导致发电机组的跳机。
此类故障期间的非计划跳机，一方面影响了电厂发电的连续性和经济性，并造成发电设备的损坏，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，也给发电企业造成很大经济损失。
有两个原因可诱发此问题：变频器功率回路和控制电源。
首先，直流动力电源跌落会造成变频器停机。
变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成，如下图所示。
变频器结构示意图变频器的进电端子(R/L1，S/L2，T/L3)，经不控整流（TM1，TM2，TM3）到直流DC，再经过逆变(TM4，TM5，TM6)到U/T1，V/T2，W/T3交流，实现频率变换。
简述风电场低电压穿越能力测试
简述风电场低电压穿越能力测试摘要：低电压穿越是指当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组仍能够不间断并网运行。
对于电压跌落范围的界定，各国有其不同的规定。
为了满足并网规定，包括变桨控制系统在内的所有电气设备均需满足电网故障时的低电压穿越要求。
中国具有丰富的风能资源。
提高并网能力成了中国要充分利用风力资源所面临的首要问题之一，这就对电网的稳定性提出了较高要求。
本文主要针对风电机组低电压穿越检测技术及检测流程作以阐述。
关键词：风电机组，低压穿越，检测技术，检测内容，检测流程Abstract: the low voltage across is when power grid failure or disturbance caused by wind farms and of the network voltage dips, in the voltage drop, within the scope of the wind generator can still uninterrupted parallel operation. For voltage dips demarcation, countries have different rules. In order to meet the grid rules, including change propeller control system, all electric equipment all needs to meet the power grid failure of low voltage across the requirements. China has a wealth of wind energy resources. Improve the grid has become China’s ability to make full use of wind resources face one of the primary problem, this to the grid stability put forward higher requirement. This article mainly aims at the enlargement of low voltage across detection technology and testing process paper discusses.Keywords: wind power units, and the low voltage across, detection technology, testing content, test process一、风电场低电压穿越理论1、低电压穿越（LVRT）的概念当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。
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低电压穿越试验检测装置用户使用手册
目录
第一章概述 (2)
第二章技术条件 (3)
2.1 环境条件 (3)
2.2 执行现行国家标准 (4)
第三章装置技术说明 (4)
3.1 功能特点 (4)
3.2 技术参数 (5)
第四章装置使用说明 (6)
第一章概述
2011年4月，随着国家发改委出台了关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知，2011年中国光伏市场前景大好，中国光伏装机容量增长依旧强劲，2011全年的安装量达到2GW，2012年装机超过4GW。
到2015年底和2020年底，分别达到20GW和50GW。
由此可见未来几年的光伏市场潜力和产能需求非常大。
随着光伏在电力能源中所占比例越来越大，光伏发电系统对电网的影响已不容忽视。
尤其是我国光电大规模集中式开发，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦光伏逆变器自动脱网可能造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行。
因此，大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越能力(Low V oltage Ride Through，LVRT)。
其并网必须满足相应的技术标准，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许光伏逆变器脱网，当电压在凹陷部分时，逆变器应提供无功功率。
目前，丹麦、德国等欧洲国家制定了新的电网运行准则；在国内，国家电网公司也已发布了《光伏电站接入电网技术规定》、《光伏电站接入电网测试规程》。
然而，目前国内试验和测试手段匮乏，尚不能研制与技术标准相配套的低电压穿越测试装置（电压跌落发生装置），低电压穿越等测试试验无法在现场进行，难以为光伏电站并网验收试验提供有效的技术支撑，也严重制约我国光伏发电的应用和发展。
为了提高我国光伏逆变器并网运行检测能力，推动光伏发电配套设备的自主创新，解决我国光伏发电并网运行的瓶颈，中国电科院中电普瑞科技有限公司在成功研制张北国家风光储实验基地风电检测中心35kV/6MV A电压跌落发生装置的基础上，通过自主创新进一步研制出国内首创的光伏逆变器低电压穿越测试装置。
该装置采用阻抗分压式、集中结构、紧凑型设计，具有运输方便、测试灵活、占地面积小等优点。
低电压穿越测试装置根据国内光伏逆变器的特点，开发LVRT—1M系列产品，分别适用于1MW及以下光伏并网逆变器的低电压穿越测试装置，可根据用户需要灵活选择。
第二章技术条件
2.1 环境条件
序号项目现场条件
1 安装地点室外
2 海拔高度1500m
3 环境最高温度40℃
环境最低温度-40℃
4 多年平均相对湿度（25℃时）0-90%，无冷凝
5 污秽等级III级
6 冷却方式风冷
7 抗地震能力（水平分量）0.25g
抗地震能力（垂直分量）0.125g
2.2 执行现行国家标准
●GB/T 12325 电能质量供电电压允许偏差
●GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变
●GB/T 14549 电能质量公用电网谐波
●GB/T 15543 电能质量三相电压不平衡
●GB/T 15945 电能质量电力系统频率允许偏差
●GB 16179 安全标志使用导则
●GB/T 19862 电能质量监测设备通用要求
●GB/T 21431—2008 建筑物防雷装置测试技术规范
●GB/T 24337 电能质量公用电网间谐波
●DL/T 474.4 现场绝缘试验实施导则：交流耐压试验
●DL/T 1040-2007 电网运行准则
●DL 755-2001 电力系统安全稳定导则
●Q/GDW 617—2011 光伏电站接入电网技术规定
●Q/GDW 618—2011 光伏电站接入电网测试规程
●SD 325-1989 电力系统电压和无功技术导则
●YD/T 1633—2007 电磁兼容性现场测试方法
●QX/T 45—2007 地面气象观测规范
●IEC 61000-4-30-2003 电磁兼容性第 4-30 部分：试验和测量技术-电能质量
第三章装置技术说明
3.1 功能特点
要求满足1MW及以下光伏逆变器的低电压穿越能力检测需求，符合国家电网公司光伏电站接入电网技术规定。
1)可满足包括《欧洲E.ON并网导则》在内的欧美各国光伏并网运行准则和国网公司《光伏发电
并网技术规定》中对低电压穿越测试要求；
2)根据国内大型光伏电站的特点量身定做了LVRT—1M（适用于1MW及以下光伏逆变器）。
3)通过控制可以实现三相电压跌落故障模拟和两相电压跌路故障模拟，装置可靠性高；
4)限流电抗器和短路电抗器均采用可调电抗器设计，通过改变阻抗分压比可实现上千种跌落深度
组合，能够很好的适应系统运行方式改变对跌落精度的影响；
5)成套装置采用集约化设计、集装箱车载运输，运输方便、测试灵活、占地面积小；
6)免吊装设计，采用四脚支撑结构（支撑机构可伸长或缩回箱体内），不需要额外的吊装设备即
可灵活运输。
7)工作状态稳定可靠的微机保护系统，确保装置的安全、可靠运行；
8)控制方式灵活，具备多种控制方式和运行模式，具备多功能自动化接口、远方操作功能，可以
实现远程控制和操作；
9)控制灵活、界面友好的人机接口，可方便、快捷地完成各种控制功能；
3.2 技术参数
设备名称ACLT-1100
测试容量1MW
工作频率50Hz或60Hz
系统额定电压10kV
最高运行电压12kV
跌落类型能够实现相间、三相对称短路
跌落深度以10%为步长的产生0-100%之间的各种跌落深度
跌落时间0-3s，可根据用户要求设定
电压跌落精度≤2%
尺寸（L*W*H）mm
重量kg
第四章装置使用说明
低电压穿越能力测试通过低电压穿越能力测试装置和数字示波器或其它记录装置实现。
低电压穿越能力测试装置具备模拟电压跌落曲线的能力，跌落深度、持续时间和恢复时间可设定。
该装置具备模拟三相电压对称和不对称故障的能力，对电压跌落曲线的拟合误差不大于 10％。
低电压穿越能力测试装置对电网的安全性不应造成影响。
测试时对公共连接点造成的电压跌落不超过额定电压等级的 5％。
被测光伏电站
低电压耐受能
力测试装置
K2电网
侧开关
电网K1电站
侧开关
波形
记录仪
图3 低电压穿越能力测试示意图
测试步骤如下：
a）低电压穿越能力测试应选择辐照度达到标准辐照度 70％及以上的良好时段进行；
b）低电压穿越能力测试点应设置在光伏电站或单元发电模块的并网点处；
c）低电压穿越能力测试前应先进行被测光伏电站额定功率 10％～30％的部分加载测试，确认测试对公共连接点造成的电压跌落符合要求后再进行额定功率大于 80％的加载测试；
d）通过低电压穿越能力测试装置模拟不同故障类型，并分别设置光伏电站并网点处电压幅值为额定电压的0%、20％、40％、60％、80％、90％，并任意设置三个光伏电站并网点处电压，电压跌落的持续时间分别为1s、1s、1.57s、2.14s、2.71s、3s和参照Q/GDW 617—2011中大中型光伏电站低电压穿越能力要求曲线对应的时间，记录低电压穿越能力测试装置输出曲线；e）通过数字示波器记录被测光伏电站运行工况；
f）读取数字示波器数据进行分析，输出报表和测量曲线，并判别是否满足 Q/GDW 617-2011 要求。