低电压穿越装置课件
风电场低电压穿越技术培训课件
定子侧保护电路
变流器通过发电机定子端的串联变压器增加交流开关 实现与电网串联连接，转子侧变流器选用电流等级较 高的大功率IGBT，故障时定子侧产生较大的暂态电 流，此时通过控制晶闸管触发延迟角对此电流进行限 制。
•风电场低电压穿越技术培训
定子侧保护电路
• 将变流器与电网进行串联连接，则双馈感应发电机定子端 的电压为网侧电压和变流器输出的电压之和。这样便可以 通过控制变流器的电压来控制定子磁链，有效的抑制由于 电网电压跌落所造成的磁链振荡，从而阻止转子侧大电流 的产生，减小系统受电网扰动的影响，达到强化电网的目 的。但这种方式将增加系统许多成本，控制也比较复杂。
1 没有故障，判断风速，满足启动条件，进入并网过程。
•风电场低电压穿越技术培训
风力机组脱网
• 如果电机出力持续低于脱网设定值，风力机组将退出电 网，处于待机状态。断开发电机接触器，切除补偿电容， 断开旁路接触器，同时执行正常刹车过程，使风力机处 于停止状态，等风速满足条件后再次执行并网过程。这 一过程是在风速较低时进行的，电机出力为负功率时， 吸收电网有功，风力几乎不做功。为防止风力机在低风 速下频繁启动和停止，统计可控硅在1小时内的投入次数， 若投入次数大于4次，则停止并网，报故障，等待风的状 态平稳后由手动复位使风力机组正常运行如果电机出力 持续高于额定功率10%，将执行正常停机。当出力持续 高于额定功率20%，将执行安全停机，等待风速降低后 重新启动电机运行。
３
附加的转矩、应力可能损坏机械部分
•风电场低电压穿越技术培训
国内机组低电压运行能力现状
• 变速风电机组的LVRT功能，受制 于电力电子器件自身的过流能力。
• 一般而言，IGBT的过流能力只是 额定电流的两倍。
低电压穿越
合理的励磁控制策略
优：无须添加新的装 置，制造成本低，在 不改变系统的硬件设 备的条件下，即可进 行多次反复的研究测 试，十分方便。
低电压穿越的种类——引入新型拓扑结构
2、新型拓扑结构：
（1）新型旁路系统：
在双馈感应发电机定子侧与电网间串联反 并可控硅电路。
特点：电网电压跌落再恢复时，在电压回 升以前，将双馈感应发电机通过反并可控硅电 路与电网脱网。脱网以后，转子励磁变流器重 新励磁双馈感应发电机，电压一旦回升到允许 的范围之内，双馈感应发电机便能迅速地与电 网达到同步。再通过开通反并可控硅电路使定 子与电网连接。这样可以减小对IGBT耐压、 耐流的要求。
低电压穿越简介
4、电压降落对不同风机的影响：
三种主要的风机拓扑： 定速异步风机（FSIG）;同步直驱风机（PMSG）;双馈感应异步风机（DFIG）
FSIG&和DFIG:定子侧直接连接电网 直接耦
合 电网电压的降落直接反映在电机定子端电
压上 电网电压瞬间跌落 定子磁链不能跟
随定子端电压突变
转子继续旋转产生较大的
合。电网电压的瞬间降落
输出功率的减小 发电机的输出功率瞬时不
变 功率不匹配 直流母线电压上升 威胁到电力电子器件安全。
如采取控制措施稳定直流母线电压，必然会导致输出到电网的电流增大，
过大的电流同样会威胁变流器的安全。当变流器直流侧电压在一定范围波动时， 电机侧变流器一般都能保持可控性，在电网电压跌落期间，电机仍可以保持很好 的电磁控制。所以同步直驱风机的低电压穿越实现相对双馈感应种类——引入新型拓扑结构
（2）串联连接变流器： 图a)：
通常双馈感应发电机的背靠背式励磁变流 器采用这种与电网并联方式
低电压穿越设备应用培训
风电机组应具有低电压穿越的能力。
低电压穿越能力的技术要求如图所示：
注：风电场并网点三相电压在图中电压轮廓线以上，风电机组应具有不间断并网运行的能力；并网点有一相电压在图中电压轮廓线以下时，风电场内风电机组允许从电网切出。
风电机组应具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行
625ms 的低电压穿越能力。
风电场并网点电压在发生跌落后2s 内能够恢复到额定电压的90%时，风电机组应具有不间断并网运行的能力。
在电网故障期间没有切出的风电机组，其有功功率在故障清除后应以至少10％额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。
低电压穿越试验检测装置
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。
低电压穿越.
（2）PMSG的LVRT实现
①故障时间短且电压跌落幅值小
适当地增大直流侧电容的容量,提高直流电容的 额定电压,这样在电压跌落的时候,可以把直流母线的 电压限定值调高,使功率不平衡发生时,过剩的能量能 在电容上得到暂时的缓冲,以储存多余的能量,并且允 许网侧的逆变器电流增大,以输出更多的能量,最终达 到两侧的功率基本平衡。
1、低电压穿越技术的定义 2、FSIG、PMSG、DFIG在电网电压跌落时的 暂态特性 3、不同类型风机的LVRT实现方法
1、低电压穿越技术
低电压穿越（LVRT ，Low Voltage Ride Through）技术是指风力发电机并网点电压跌落到一 定值的情况下，风机能够不脱离电网而继续维持运 行，甚至还可以为系统提供一定无功支持以帮助系 统恢复电压的一种技术。
（1）FSIG和DFIG的暂态特性
（2）同步直驱式风机（PMSG）的电压跌落暂态特性
PMSG定子经变流器与电网相接,发电机和电网不存在 直接耦合。
3.不同类型风机的LVRT实现方法
(1)FSIG的LVRT实现
FSIG在电网电压跌落时最大的问题就是电磁转矩 的衰减使得转速上升。 ①判断故障后快速变桨以改变机械转矩，从而降低转 速; ②安装一个静态无功补偿器，来对各种功率等级无功 进行实时补偿； ③通过采用静态同步补偿器来调节电压，该方法也能 使FISG低电压穿越能力得到提高，而且该方法的补偿 电流不会随着电压的下降而下降。
④转子侧方法
（a）双向晶闸管型Crowbar
（b）带旁路电阻的 Crowbar
谢谢！Biblioteka （3） DFIG的LVRT实现
①基于双馈风机定子电压动态补偿的控制策略
Lm Ls Lr L2 m r s I r s ( Ls1 Lr1 ) I r Ls Ls
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。
火电机组辅机低电压穿越解决方案(共52张PPT)
电网故障对厂用电的影响
大方式，500kV母线出口处 CAN故障：
电网故障对厂用电的影响
大方式，500kV母线出口处 ABCN故障：
电网故障对厂用电的影响
大运行方式:
500kV母 0.4kV母线 A相电压 0.4kV母线 B相电压 0.4kV母线 C相电压 线故障类 幅值(kV) 百分比(%) 幅值(kV) 百分比(%) 幅值(kV) 百分比(%)
快速瞬变干扰试验：A级 电力电子方案采用免维护设计，其使用过程中无需工作人员对其进行任何操作和维护，该装置集成定期自检功能，对于自检中发现的问题，具备
强大的故障自诊断功能，并可将故障诊断结果通过硬接点、通讯等多种方式上送至后台管理系统，方便故障的统计和记录。
静电放电干扰试验：4级 元宝山电厂给煤机变频器采用的是ABB品牌,型号为ACS401
来源
课题来源：系统低电压故障对敏感负荷变频器连续运行的威胁
典型案例分析：电厂给煤机变频器低电压闭锁，引发跳机事故
起因：伊敏电厂开关CT故障，造成500kV系统母线接地
过程：厂用变电压跌落，给煤机变频器低电压闭锁，触发炉膛灭 〔MFT〕，机组跳机
火保护
范围：伊敏电厂、相邻120km的呼伦贝尔电厂
起因
中国电机工程学会技术鉴定
2021年3月22日在北京 顺利通过了中国电机 工程学会组织的技术 鉴定。
10ms
是否存在低电压跳闸风 险
存在低电压穿越变频器 跳闸，全停可能造成机
组MFT 存在低电压穿越变频器 跳闸, 全停可能造成机
组MFT 机组启动时使用，可暂
不考虑
暖通系统使用，可暂不 考虑
影响海水淡化
风险排查
风险排查
风险排查
低电压穿越
（2）PMSG的LVRT实现
①故障时间短且电压跌落幅值小
适当地增大直流侧电容的容量,提高直流电容的 额定电压,这样在电压跌落的时候,可以把直流母线的 电压限定值调高,使功率不平衡发生时,过剩的能量能 在电容上得到暂时的缓冲,以储存多余的能量,并且允 许网侧的逆变器电流增大,以输出更多的能量,最终达 到两侧的功率基本平衡。
（3） DFIG的LVRT实现
①基于双馈风机定子电压动态补偿的控制策略
r
Lm Ls
s
Ls Lr L2m Ls
Ir
s
(Ls1
Lr1)Ir
②定子侧方法 定子侧加电阻阵列
电网侧串联变换器
③直流母线上方法
（a）直流 Crowbar
(b)带 UPS 的直流Crowbar
④转子侧方法 （a）双向晶闸管型Crowbar （b）带旁路电阻的 Crowbar
1、低电压穿越技术的定义
2、FSIG、PMSG、DFIG在电网电压跌落时的 暂态特性
3、不同类型风机的LVRT实现方法
1、低电压穿越技术
低电压穿越（LVRT ，Low Voltage Ride Through）技术是指风力发电机并网点电压跌落到一 定值的情况下，风机能够不脱离电网而继续维持运 行，甚至还可以为系统提供一定无功支持以帮助系 统恢复电压的一种技术。
• 大电机启动引起的电压跌落 • 电机的再加速引起的电压跌落 • 电网故障引起的电压跌落
（1）FSIG和DFIG的暂态特性
（2）同步直驱式风机（PMS,发电机和电网不存在 直接耦合。
3.不同类型风机的LVRT实现方法
(1)FSIG的LVRT实现
风电并网低压穿越的相关规定:
2、电网电压跌落时FSIG、PMSG、DFIG的暂态特 性
移动式低电压穿越测试装置
图 2-3 中心抽头变压器形式的低电压穿越测试装置电路原理图 （3）基于电力电子变换的低电压穿越测试装置方案，形式多样，可以使用 交流电力控制电路、交交变频电路以及交直交变换器等，如图 2-4。 图 2-4a 为采用交流调压形式实现的低电压穿越测试装置，由双向开关 1 对 输入电压进行斩波，由双向开关 2 进行续流，并通过 LC 构成的低通滤波器，为
LVRT-6 、LVRT-3 系列低电压穿越测试装置
LVRT-6、LVRT-3 系列低电压穿越测试装置
中国电力科学研究院 中电普瑞科技有限公司 2010 年 11 月
1
LVRT-6 、LVRT-3 系列低电压穿越测试装置
内容摘要
本文介绍了中国电科院中电普瑞科技有限公司的移动式低电压穿越测试装 置， 对移动式低电压穿越测试装置和普通固定式低电压穿越测试装置的性能特点 和适用场合进行了对比分析。此外，本文还介绍了中电普瑞科技有限公司研制成 功的张北风电研究检测中心 35kV/6MVA 固定电压跌落装置的主要性能特点。最 后阐述了中电普瑞科技有限公司在研制低电压穿越测试装置方面具有的技术实 力。
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LVRT-6 、LVRT-3 系列低电压穿越测试装置
负载提供标准的正弦电压。两组开关状态互补，通过调节占空比可以方便的调节 输出电压，从而获得需要的跌落深度。 基于交—直—交变流器实现的低电压穿越测试装置如图 2-4b 所示，可以实 现多种故障波形，包括电压跌落、闪变、过电压、欠电压等，并方便地控制电压 跌落深度、持续时间、相位和跌落的类型。
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ห้องสมุดไป่ตู้
LVRT-6 、LVRT-3 系列低电压穿越测试装置
1 前言
我国风电发展前景广阔：陆地上可开发的风力资源至少有 2.53 亿千瓦，未 来十年中，西北、东北、内蒙等内陆将建设多个千万千瓦级风电基地；我国近海 区域的风力资源可开发储量有 7.5 亿千瓦，发展海上风电的潜力很大，在上海、 江苏、山东等省市近海仅 2010 年—2011 年就将有 10 多个海上风电场开始建设。 据国家能源局的规划，预计到 2020 年，我国风力发电装机总量将占全国总装机 容量的 20%。 随着风力发电在电力能源中所占比例越来越大， 风力发电系统对电网的影响 已经不能忽略。特别对于我国风电大规模集中接入的方式，当电网发生故障造成 并网点电压跌落时，一旦风电机组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，使风力发电这种清洁能源的应用受到限制。因此， 大 规 模 并 网 运 行 的 风 电 机 组 必 须 具 有 低 电 压 穿 越 能 力 (Low Voltage Ride Through，LVRT)。风电机组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风力发电机脱网，当电压在凹陷部分时，发电机应提 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，应用范围较广的风 电机组并网标准是《欧洲 E.ON 并网导则》 ；在国内，国家电网公司也已发布了 《风电场并网技术规定》 。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） ，低电压穿越测试 试验无法在现场进行，难以为风电场的并网验收试验提供有效的技术支撑，也严 重制约我国风力发电的发展。 为了提高我国风电机组并网运行检测能力， 推动风电机组配套设备的自主创 新，解决我国风电机组并网运行的瓶颈，中国电科院中电普瑞科技有限公司在成 功研制张北风电研究检测中心 35kV/6MVA 固定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风机的特点分为适用于 6MVA 及以下风机的 低电压穿越测试装置（以下简称 LVRT—6） 、适用于 3MVA 及以下风机用低电压
低电压穿越
一、定义：小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。
二、问题的提出：对于变频恒速双馈风力发电机，在电网电压跌落的情况下，容易在其转子侧感应出较大的电流，损坏变流设备，导致风力发电机组与电网解列。
在以前风力发电机容量较小的时候，为了保护转子侧的励磁装置，就采取与电网解列的方式，但目前风力发电的容量都很大，与电网解列后会影响整个电网的稳定性，甚至会产生连锁故障。
于是，根据这种情况，专家就提出了风力发电低电压穿越的问题。
三、基本要求：从图中曲线可以看出:曲线以上的区域是风电场需要保持同电力系统连接的部分，只有在曲线以下的区域才允许脱离电网。
风电场必须具有在电网电压跌落至额定电压15%能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力;风电场并网点电压在发生跌落故障后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行。
只有当电力系统出现在曲线下方区域所示的故障时才允许脱离电网。
四、低电压穿越技术实现的种类：1、转子短路保护技术2、新型拓扑结构3、采用新的励磁控制策略转子短路保护技术在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行目前比较典型的crowbar电路有如下几种：(1)混合桥型crowbar电路：每个桥臂由控制器件和二极管串联而成。
(2) IGBT型crowbar电路和带有旁路电阻的crowbar电路出现电网电压跌落时，通过功率开关器件将旁路电阻连接到转子回路中，这就为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路，从而达到限制大电流，保护励磁变流器的作用。
双馈感应异步风机的一种简单的低电压穿越技术针对不同的发电机类型有不同的实现方法，最早采用也是最普遍的方案是采用Crowbar电路, 有的已经安装在变频器之中，根据不同的系统要求选择低电压穿越能力的大小，即电压跌落深度和时间，具体要求根据电网标准要求。
金风低电压穿越PPT教案
2
1397A Over Voltage Protection（高压保护）
Over Current Protection（过流保护）
1.1 Urated 1600
converter_grid_monitoring_U_DC_positive_high（直流母线高电压保 650
护）
p.u.
0.1
A
2
V
0.1
第5页/共16页
水冷变流器改造方案 ➢ 升级主控软件
升级为具有低电压穿越功能的软件
➢ 升级变流系统软件
升级为具有低电压穿越功能的软件
➢ 安装电网电压测量套件 检测电网电压跌落
➢ 更换新的控制盒
第6页/共16页
变桨系统改造方案 ➢ 变桨软件：将原先变桨软件更改为低电压穿越功能的软件。 ➢ 变桨硬件：1、加装短接片；2、将NGZOG芯片更换为NGZOF芯片 改造目的
1个
变桨电源芯片
2个
改造用时
费用
3小时/2人
第13页/共16页
五、已改造机组现场运行情况
➢ 已改造机组现场运行良好，下表是改造进 展及目标
第14页/共16页
谢谢！ Thanks for your
attention !
第15页/共16页
感谢您的观看。
第16页/共16页
第8页/共16页
低电压穿越测试系统原理图 ：
第9页/共16页
低电压穿越期间主要关注：无功电流的响应时间、无功电流值、有功功 率恢复速率，金风风冷变流系统改造完成后能够实现如下指标： 1）无功电流的响应时间（电网电压跌落开始至开始发出无功电流）在 30ms之内；
直驱
2）无功电流值：
电网电压对称跌落：按照2*（0.9Un-Ur）*In/U为额定电流）
低电压穿越
低电压穿越一、目的在电压跌落期间（电压最低跌落至20%，跌落时间与电压跌落程度相关，最短应能支持625ms），风机不能自动脱网，以免对电网造成影响，把电网电压拉的更低，并要求风机为电网提供无功支持，直至电网恢复。
二、低电压穿越原理电网电压跌落，将会导致电流骤升，而风机输出的能量骤减，这将主要对风机造成两种不良影响：第一是转子侧浪涌电流（对发电机本身的影响不大，主要是电流热效应）冲击变流器，导致变流器不堪承受大电流而击毁；第二是电压降低，叶轮吸收的大量风能大部分难以转化为电能输出，这时叶轮的转动惯量将吸收能量，即发电机转速快速上升，造成发电机超速。
我们在以下三个方面做改进：A、直流母线上的方法电网电压骤降之后，风机的定、转子绕组中感应生成很大的故障电流，转子故障电流流过直流母线电容，引起直流母线电压的波动。
又因为电网电压降低导致GSC 控制直流母线电压的能力减弱，不能及时将转子侧过剩的能量传递到电网上，可能导致直流母线电压快速上升，可能击坏电容。
因此此时加装的直流母线控制系统启动，利用功率极大的电阻吸收转子侧多余的能量，将直流母线电压控制在一定范围内，防止直流母线电压过高，从而击毁母线电容。
B、转子侧的方法电网电压骤降时，更多的浪涌电流将对励磁变频器进行瞬间冲击，为了保护励磁变频器，我们通过电阻短接转子绕组以旁路RSC，为转子侧的浪涌电流提供一条通路，即Crowbar 电路。
转子侧Crowbar 的控制方式为：当转子侧电流或直流母线电压增大到预定的值时触发导通开关元件，同时关断RSC 中所有开关器件，使得转子浪涌电流流经Crowbar，消耗大量能量，旁路RSC。
C 、桨叶上的方法变桨距可使桨叶的节距角（气流方向与叶片横截面的弦的夹角）在0°～90°的范围内变化，以使风轮捕获的风能相对稳定，并保持在发电机容量允许的范围以内。
发电机的转速变化取决于风力机输入功率和发电机输出功率之差，电网电压骤降之后，风机输入功率不变，而风机输送至电网功率大幅减少，剩余的巨大机械能转速快速升高，此时通过修改后主控程序及时命令便将系统增大桨叶节距角，降低叶轮转速，以减小风力机的输入功率，从而阻止发电机转速上升，防止风机超速，即实行变桨距控制。
关于风电场低电压穿越问题27页PPT
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。—
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
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三相整流器TM
控制变压器T，一次 380伏，二次220伏 控制回路滤波 电容C
预充电电阻，防止直 流对电容器充电时的 冲击电流
电感
三相整 流器
KM，直流输 出控制
霍尔传感 器，电压 测量
储能电容
霍尔传感器， 电流测量
电容、电感与IGBT共同构 成升压斩波器，即BOOST 电路。其输出的平均电压 高于输入的平均电压。属 于直流－直流升压变换器。
柜面按钮的作用
三个操作按钮的功能如下： “急停”：提供紧急情况下手动停机功能，任何状态下将此按 钮按下，装置自动进入停机状态，并连锁跳开断路器及接触器 封功率器件驱动脉冲，保证装置安全，此按钮为闭锁型按钮， 一旦按下，需人为拔出后并按下“复位”按钮方可解除急停锁 定，重新进入自动运行状态； “自检”：该按钮用于人工启动自检，该按钮被按下时（仅需 按下一次，无需长时间按下），装置会自动执行直流升压操作， 在设定的时间内对装置主回路器件状态进行检测，若自检失败 则跳接触器，点故障灯，灭运行灯。 “复位”：该按钮用于故障消除后的解锁，当急停按钮拍下被 拔出或装置内部故障消失后，可通过按下复位按钮以解除停机 模式或者故障模式，复位装置内部故障信号，重新进入正常运 行模式。
电源进 线空开 变频器控制 电源，取自 UPS 压器低 压侧熔 断器 照明电 源
插座电 源
运行操作
送电操作：
a) 合上厂用PC段给煤机电源开关 b) 合上UPS配电柜给煤机变频器控制电源 c) 合上给煤机变频器柜内控制电源开关 d) 检查低电压穿越装置“电源”灯亮 e) 检查低电压穿越装置出线刀闸SW1在合闸位置 f) 拔出低电压穿越装置“急停”按钮 g) 按下低电压穿越装置“复位”按钮 h) 10S后，检查低电压穿越装置“运行”灯亮 i) 检查低电压穿越装置“停机”和“故障”灯均灭
我厂低电穿越能力现状
低电压穿越能力的瓶颈主要在厂用系统，因为主 机、主变等设备发生低电压时，在无保护动作的 情况下不会跳闸，而且电压低到一定值时，发电 机强励保护动作，会提高系统电压。 厂用系统发生低电压时，如果电压达到6千伏辅 机低电压定值，辅机低电压保护动作，经0.5秒或 9秒跳开本身开关，属于保护正常动作范围，无 需人为干预避免。 0.4千伏带综保的辅机，由于电压降低或消失而跳 闸时，如果电压在设定时间内恢复正常，开关能 自动合闸。
装置自检
装置自检 为了实现装置的自检查，及时反馈装置的运行信息，GLT-20变频器 低电压穿越电源特别加入了装置自检功能：装置上电自检；装置24 小时定时进行自检；人工触发自检，即按下柜门“自检”按钮时进行 自检，并打印自检报告。 1. 装置上电自检：在全自动运行的控制模式下，“接触器”闭合之 后，系统会进行上电自检，自检时间长度可设定，若系统正常就会自 动返回，系统仍然处于全自动运行状态。若系统自检有故障，则跳接 触器，点亮柜门上的故障灯，开出故障信号。 2. 柜体定时自检：在全自动运行模式下，根据系统时钟的时间，每 天进行定时自检，自检时间长度可以设定。若系统正常则自动返回， 系统处于全自动运行状态。若系统自检有故障，则跳接触器，点亮柜 门上的故障灯，开出故障信号。 3.“自检”按钮: 在全自动运行的模式下，按下柜体正门的“自检”按 钮，装置会自动执行直流升压操作，在设定的时间内达到期望电压阀 值时，退出升压功能，并自动打印输出一份运行报告，以反映自检过 程中装置运行状态。若系统自检有故障，则跳接触器，点亮柜门上的 故障灯，开出故障信号。
24伏开关电源，输 入交流220伏，输出 直流24伏
手动、自动 切换开关。 上方自动， 下方手动 手动操作把 手 QF1开关
YR2/泄放电阻
YR3/泄 放电阻
直流输出熔 断器FU2 直流输出熔 断器FU1 电容器 C1、C2 电容量 2200UF
刀闸操作把手
SW1,直流输 出刀闸
YR1电阻， 可控硅TM1 的泄放电阻
装ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控制模式
GLT-20系列变频器低电压穿越电源的工作模式有：运行模式、故障 模式、停机模式；运行状态有：BOOST工作状态、非BOOST工作状 态、故障状态和停机状态四种工作状态 运行模式 装置的运行模式下有两种工作状态：BOOST工作状态、非BOOST工 作状态。 BOOST工作状态是指装置在电网电源发生跌落时，BOOST升压电路 可以提供变频器稳定的直流电压，维持变频器正常工作； 非BOOST工作状态是指在电网电源正常时，BOOST升压电路不参与 装置的运行，电能通过交流旁路向变频器送电。 装置带电之后，并且状态正常时，会有下面的控制逻辑： 1）上电后，柜体正面电源灯亮，延时10s后，若系统自检正常，点 亮运行灯。 2）系统自检正常后，装置进入全自动运行模式。
我厂低电穿越能力现状
交流保持的接触器或变频器，在电压降低而跳闸 后，无法实现自动启动，如果短时间电压降低， 空预器主辅电机可实现联启，长时间电压降低， 两台空预器均跳闸时，需延时启动MFT，不会造 成机组立即跳闸。 给煤机变频器在电压低于70%左右时会发生跳闸， 如因系统故障冲击，使给煤机全部跳闸，锅炉失 燃料保护动作，无延时启动MFT，造成机组跳闸。 综上述，我厂低电压穿越问题在给煤机的电源上， 需防止因电网故障造成厂用系统低电压时给煤机 跳闸，因此对给煤机电源进行了改造。
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。装置内工作前，应 验明确无电压后方可开工。 运行停电操作时，不能只操作变频柜内进线空开，应操作PC母线上 开关。 控制变
霍尔传感器 （LV11/LV12/LV13）， 可测量电压、电流， 即变送器
给煤机变频器 低电压穿越装置原理
电网电压正常情况下，变频器通过自身交 流侧电能来维持变频器正常工作， BOOST升压电路处于旁路状态，不参与 装置运行；当电网电压发生短时跌落， BOOST升压电路迅速投入运行，输出稳 定的直流电压，保证变频器具有稳定的电 压源，进而维持变频电机的转速和转矩恒 定。待电网电压恢复之后，BOOST升压 电路自动退出，变频器仍然由自身交流通 路送电。
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）
装置运行操作
停电操作 a) 检查给煤机停止运行 b) 按下低电压穿越装置“急停”按钮 c) 检查低电压穿越装置“运行”灯灭，“停机”灯亮 d) 断开给煤机变频器柜内控制电源开关 e) 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） f) 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） g) 断开厂用PC段给煤机电源开关 低电压穿越装置急停操作 a) 按下低电压穿越装置“急停”按钮 b) 断开低电压穿越装置出线刀闸SW1
指示灯及操作按钮
柜门正面有指示灯和操作按钮。 指示灯用于指示当前运行状态，分别为“电源”、“运行”、“停机”、“故障” 指示灯。 操作按钮包括“急停”、“自检”、“复位”。 四个指示灯代表的意义如下： “电源”：指示装置二次回路是否带电，灯亮代表装置二次回路带电； “运行”：指示装置运行状态是否正常，装置二次回路上电时首先进行自检，若 自检正常则10s后自动点亮“运行”灯，运行过程中灯亮代表装置运行状态正常， 装置发生停机或故障时“运行”灯灭； “停机”：指示装置是否处于停机状态，灯亮代表装置处于停机状态； “故障”：指示装置内部是否出现故障，灯亮代表装置内部有故障发生，处于故 障状态；
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。
柜内控制回路
装置控制电源取自总电源进线，经KK空开控制，经380／ 220变压器降压，三相整流及滤波，经开关电源输出24伏 直流，作为柜内控制及操作电源；24伏直流再变成＋15 伏直流电源，供给霍尔传感器。
控制电源开关KK
开关电源SM，输入交 流220伏，输出直流24 伏 电源板DYB，输入交 流24伏，输出+15伏
低电压穿越
华能长春热电厂运行部 2014年3月
一、低电压穿越定义
1、 低电压穿越最早是针对风电场提出的，当电网故障或扰 动引起风机并网点的电压跌落时，风电机组能够不间断并 网运行。甚至能向电网提供一定的功率，支持电网恢复， 直到电网恢复正常，从而穿越这个低电压时间。 2、实际上低电压穿越是指发电机组能躲过电网短时低电压， 不受其影响，保证正常发电的一种能力。不只风电机组应 具备这种能力，火电机组同样应具备这种能力。如果电网 发电短路故障，造成系统电压瞬间降低，发电机组也由于 系统低电压而跳闸，那么必将会造成系统有功功率及无功 功率的缺失，最终造成瓦解的严重事故。所以火电机组也 应保证在系统短时低电压时，能维持正常运行。