变频器低电压穿越能力
提升给煤机低电压穿越能力的研究及应用
提升给煤机低电压穿越能力的研究及应用摘要：给煤机是火电厂的重要辅机设备，如果在故障发生时,给煤机系统有低电压穿越装置,暂时支撑变频器的电源电压则可避免给煤机跳闸,为系统的安全运行多一份保障。
所以非常有必要在给煤机系统中增加低电压穿越装置。
关键词：给煤机；低电压穿越；应用前言近年来，因给煤机低压跳闸引起的事故停炉，在全国范围内的火电厂中时有发生。
目前火电机组给煤机普遍采用变频器来实现电动机的无极调速、给煤机的软启动、经济运行等功能，但多数火电厂机组的低压辅机变频器低电压穿越能力较差，甚至不具备低电压穿越能力。
火电厂由于高压变频器的低电压穿越没达到应有的能力，造成了变频器的跳闸事故，产生了巨大的经济损失。
因此，为了保证火电机组的可靠供电，火电厂给煤机的低电压穿越能力非常重要。
1低电压穿越装置介绍1.1低电压穿越装置系统的组成电力设备在正常运行时,如遇到雷击、短路故障和大电机启动、车祸、建筑施工(起重机,挖掘机等)、人为失误、动物触线、短路故障、切换操作、配电装置故障等会引起系统电压电压暂降,也称电压跌落、电压凹陷和晃电等等。
是指电压有效值的突然下降,然后又迅速恢复正常的现象。
当系统电压超出变频器额定电源范围之外(欠压保护值),变频器(过流、欠压)将会保护动作停机,此时变频器处于闭锁输出状态,变频器所带电机停转。
低电压穿越装置可以在电网电压跌落到90%以内时,系统不工作,处于热备用状态;当电压跌落到0%~90%范围内时,系统瞬时〔<200μs〕启动工作,输出500V左右的直流电送到变频器的直流母线端,为其提供电压支撑,保证了变频器不会因交流电压的下降而停机,起到了对变频器的支撑作用。
当交流电压恢复正常后,低电压穿越装置自动退出支撑,处于待机状态,为下次电网出现电压暂降或停电做好准备。
低电压穿越系统由RTM模块、主监控、充电机、显示屏、开关电源、电池巡检仪、电池组、回路中的继电器、接触器、熔断器、空开等部分组成，如图1所示。
火电厂辅机低电压穿越能力检测的必要性和可行性
火电厂辅机低电压穿越能力检测的必要性和可行性摘要：随着变频器在大型发电厂辅机上的普遍应用，变频器保护装置在电网电压突然大幅度降低或者过电压的情况下动作，变频器停止工作，一些重要辅机停机导致发电厂机组出现RB（辅机故障减负荷），甚至造成机组主燃料跳闸（MFT）。
本文结合行业内情况对低电压设备穿越能力的检测工作的必要性和可行性做一个讨论。
关键词：辅机变频器低电压穿越0引言电力系统运行中瞬时故障会造成电压波动，厂用电短暂的电压降低会触发变频器保护装置的动作，使辅机停运。
辅机停机一般会造成发电机机组RB，严重的时候会造成机组MFT，对电网造成更大的冲击，威胁电网的稳定性。
国家电网公司发出文件并制订了低电压穿越能力的技术要求和规范，大型发电厂特别是新建的大型火电厂普遍对变频器做了低电压穿越能力的设备改造以提高发电厂对瞬时故障造成的低电压的抗干扰能力。
对于设备改造后的效果是否满足《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（征求意见稿）》的要求，就需对低电压穿越装置做检测。
本文结合实际产品说明该检测的必要性和可行性。
1低电压穿越能力检测的必要性1.1低电压穿越能力检测的必要性正常并网情运行况下发电厂辅机接在高压厂用变压器上。
可能导致电网电压出现震荡原因很多，导致低电压的情况大致分为以下几类[4-5]：（1）高压、特高压直流、交流输电电网，电网跨度大，电压等级高，电网发生故障跳闸时，会产生潮流巨大的突然变化。
潮流发生巨大变化的同时电网局部出现无功的短时的不足或者过剩。
（2）火力发电厂高压母线靠近厂区的输电线路出现故障。
常见的故障有接地故障和短路故障。
发生故障时厂区辅机变频器输入电压出现低电压。
（3）发电厂内部存在大量大容量辅机，大容量辅机启动给厂用电系统造成很大冲击。
厂用电切换过程也会出现短时的供电波动。
厂区低电压设备出现的短路故障。
这些都会引起发电厂内电压骤降，引起辅机变频器跳闸。
2低电压穿越能力检测的可行性2.1低电压穿越能力检测的案例和可行性本文河南洛阳大唐发电公司发电机组给煤机变频器低电压穿越能力检测试验为例对发电机一类辅机低电压穿越能力检测的过程给以说明。
低电压穿越保护能力改造在电厂辅机上的作用
2018年新疆有色金属DOI：10.16206/ki.65-1136/tg.2018.增刊.040低电压穿越保护能力改造在电厂辅机上的作用张伟（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013）摘要本文主要针对某厂150MW发电机组辅机变频器低电压穿越引发机组跳闸实例,分析了低电压原因及内在机理，探讨了火电机组辅机变频器低电压穿越保护改造的措施和建议。
关键词变频器辅机跳闸低电压穿越保护低电压穿越能力是指发电系统在确定时间内承受一定限值电网低电压而不退出运行的能力，目前多以火电厂辅机、风电场和光伏电场为研究对象，进行低电压穿越能力的研究，本文针对火电厂辅机的低电压穿越能力和作用进行分析。
如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地等引起电网和电厂发生故障或厂用电短时电压降低65%-70%时，将造成变频器动力电源低电压和变频器控制电源低电压，致使变频器低电压保护动作，安装有变频器的辅机电动机（给煤机）会停止运行，造成燃料中断MFT动作，会造成锅炉灭火，停炉、停机事故，使发电机失去对电网稳定支撑的能力，从而使局部电网失去稳定，造成事故扩大。
尤其是在电网发生故障时，会造成事故给进一步扩大。
现就某电厂2014年已发生多起因系统内机组故障造成周边电厂辅机低电压保护动作，致使发电机组跳闸。
某电厂升压变电站220kV成材一线、成材二线出线接至220kV新材料变电站I、II母线，而北区新材料变220kVI、II母线又接入系统220kV甘泉堡南变220kV母线，两台百万机组也接入至甘泉堡南变220kV母线。
2011年至今，由于该地区电源集中（多为企业自备电厂，个别电厂单机容量大，有两台容量达到1100MW）、用电负荷较为集中，且多数电力用户与新疆电网联接于同一座枢纽变电站。
起初由于各电力用户用电负荷低，系统电压较高，当系统发生故障时，电压突变降低不致于影响电厂辅机跳闸，但随着该地区用电负荷不断增长，正常运行时，系统电压已由最初的239kV下降至233kV，加上系统增加了两台1100MW的发电机组（因是企业自备电厂，同时用电负荷也随之增长），新投产机组不稳定，经常出现非停情况，据统计2014年2月-2015年2月期间共发生电压突降11次，其中因1100MW机组非停影响8次，占72.73%，每次百万机组非停均造成周边其他电厂和某电厂用电压跌落或电压波动导致设备或系统内其他电厂辅机或发电机组跳闸的事故。
低电压穿越能力
低电压穿越能力是什么？低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。
风电机组应该具有低电压穿越能力：a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行；c）风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。
风电机组低电压穿越（LVRT）能力的深度对机组造价影响很大,根据实际系统对风电机组进行合理的LVRT能力设计很有必要。
对变速风电机组LVRT原理进行了理论分析,对多种实现方案进行了比较。
在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及LVRT功能模型。
以地区电网为例,详细分析系统故障对风电机组机端电压的影响,依据不同的风电场接入方案计算风电机组LVRT能力的电压限值,对风电机组进行合理的LVRT能力设计。
结果表明,风电机组LVRT能力的深度主要由系统接线和风电场接入方案决定。
设计风电机组LVRT能力时,机组运行曲线的电压限值应根据具体接入方案进行分析计算。
解决：需要改动控制系统，变流器和变桨系统。
我国的标准将是20%电压，625ms，接近awea的标准。
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,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。
风电制造商采用得较多的方法，其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（释能电阻）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（此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行）。
火电厂给煤机变频器低电压穿越技术的改造实例
火电厂给煤机变频器低电压穿越技术的改造实例摘要：本文分析了低电压穿越故障对机组安全运行的危害、影响，分析给煤机变频器低电压穿越的原因以及提升给煤机变频器低电压穿越能力的具体改造实例和效果。
关键词：给煤机；变频器；低电压穿越；壁挂式0 引言随着电力电子技术的发展和应用，变频技术以其调速精准、操作简单、可靠性高等优点而得到广泛应用，特别是近年来国家对节能降耗指标要求的提升，使各电厂在辅机设备上广泛应用变频技术。
而变频器对电压波动是非常敏感，在电网发生故障导致低电压穿越时，相关辅机设备可能会应为变频器低电压穿越能力不足而导致停运。
低电压过程通常都是短暂的，主要是因为电网晃电、负荷不平衡、短时故障重合、备自投装置切换时间较长以及大型设备启动和线路过载等问题引起。
当出现低电压穿越时，存在导致变频器停运，给煤机跳闸的风险，多台同时跳闸时可导致锅炉MFT动作，这给电厂安全生产带来极大威胁，同时也带来很大的经济损失。
1 给煤机带变频调速典型设计我厂2*330MW机组，采用单元接线，锅炉采用中速磨煤机正压冷一次风直吹式制粉系统。
每台炉5 台沈阳施道克电力有限公司生产的（EG2490）电子称重皮带式给煤机，控制器型号DT-9，动力电源使用ABB公司生产的ACS510系列变频器。
为降低干扰，变频器与给煤机控制器分别设柜布置。
5台给煤机动力电源分别取自厂用400V A段和B段，其中A、C给煤机动力电源取自厂用400V A段，B、D、E给煤机动力电源取自厂用400V B段，符合电源配置设计原则。
在出现低电压穿越问题时，可能导致给煤机控制器和给煤机变频器电源下降，引起控制器或者变频器误发停止信号而跳闸，甚至引发锅炉MFT动作。
2016年发布最新标准：DL/T-2016 《发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越技术规范》，具体要求：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。
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。
火电厂低压变频器低电压穿越的影响
火电厂低压变频器低电压穿越的影响摘要：火电厂机组设备运行过程中容易受到多方面因素的影响而出现设备跳闸机组停运等问题。
如果不及时加以预防处理，往往会对火电厂机组设备的安全运行构成威胁。
其中，相关技术人员应该重点针对火电厂低压变频器低电压穿越问题产生的影响进行明确把握与分析，并在此基础上，结合相关原理提出针对性的运行管理对策。
针对于此，本文主要立足于火电厂低压变频器低电压穿越的具体影响，提出火电厂低压电压穿越的具体实现方式及管理措施，以供参考。
关键词：火电厂；低压变频器；低电压穿越；影响前言：常规异步电机变频器以发挥自身的监视功能，对其直流母线电压运行情况进行监督管理，当直流母线电压存在过低情况时，变频器会采取相应动作提供保护功能。
举例而言，变频器会主动采取保护动作如闭锁变频器输出，以确保变频器自身运行安全。
另外，当电力系统发生短路故障时，系统会触发一定的交流电压跌落现象。
在这一过程中，受到整流桥的整流作用，内部直流母线电压跌落问题明显，会进一步触发变频器发挥保护功能，拖动电机停转。
对于某些需要连续运行的关键负载而言，尤其是火电厂机组设备，如果出现电网低电压问题，往往会对火电厂安全生产作业构成威胁。
为防止这一问题的出现，我们需要在理论上寻求一种新型的供电电源系统，可以满足跨越系统低电压跌落要求，确保机组设备的安全可靠运行。
1火电厂低压变频器低电压穿越影响分析所谓的低电压穿越主要是指变频器与供电对象设备受到外部故障因素的干扰影响引起的暂态、动态现象，或者是长时间电源进线电压降低达到规定的低电压穿越区域，实现安全可靠的供电过程。
一般来说，火电厂机组设备长期需要在可靠的供电环境下不间断运行，一旦出现突发风险事故，尤其是电网低电压穿越或者瞬间掉电等事故，不仅会对火电厂机组设备安全运行构成威胁，同时也会对火电厂运行效益构成威胁。
最重要的是，火电厂各辅机与系统之间的连锁较为复杂，如果某个变频控制辅机存在跳闸问题，往往就会对整个机组设备的安全运行造成不利影响。
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。
低压变频器低电压穿越功能
低压变频器低电压穿越功能低压变频器低电压穿越功能：增强电机的稳定性和适应性导语：近年来，随着科技的不断发展，低压变频器在电机控制领域扮演着越来越重要的角色。
其中，低电压穿越功能作为低压变频器的一项重要特性，被广泛应用于各个行业中。
本文将对低压变频器低电压穿越功能进行全面评估，并探讨其对电机的稳定性和适应性的影响。
1. 低压变频器低电压穿越功能的定义和原理（主题文字：低压变频器低电压穿越功能）低压变频器低电压穿越功能是指在低电压条件下，低压变频器具有足够的适应性和稳定性，能够保证电机正常运行的一种功能。
在电力供应不稳定或断电的情况下，低压变频器低电压穿越功能可提供连续稳定的电源，并通过调整电机的电压和频率，使其适应低电压环境，从而保证电机的正常运行。
2. 低压变频器低电压穿越功能的应用领域和重要性（主题文字：低压变频器低电压穿越功能的应用领域和重要性）低压变频器低电压穿越功能广泛应用于各个行业，特别是对于电力供应不稳定的工业生产环境尤为重要。
制造业中的生产线，在电力突然中断或电压降低的情况下，低压变频器低电压穿越功能可以保证生产线的持续运行，避免生产中断和电机损坏。
在建筑行业中，低压变频器低电压穿越功能也可以应用于电梯、空调等关键设备，确保设备在供电异常情况下的正常运行，提高人们的生活质量和安全性。
3. 低压变频器低电压穿越功能对电机稳定性的影响（主题文字：低压变频器低电压穿越功能对电机稳定性的影响）低压变频器低电压穿越功能对电机的稳定性起到了关键作用。
通过及时检测电压下降的情况，低压变频器能够自动调整输出的电压和频率，使电机在低电压环境下保持稳定运行。
这样可以避免电机因电压下降而出现过载或过热的情况，保护电机的安全运行。
4. 低压变频器低电压穿越功能对电机适应性的影响（主题文字：低压变频器低电压穿越功能对电机适应性的影响）低压变频器低电压穿越功能能够提高电机的适应能力。
在供电电压降低时，低压变频器可以通过增加电压和调整频率来保证电机的正常运行。
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。
全功率变频器低电压穿越控制策略设计与硬件实现_邓琛
全功率变频器低电压穿越控制策略设计与硬件实现_邓琛电力与能源１４２科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS1 引言2006年以来,随着风力发电机组技术的发展,目前风力发电机组的机型特点开始从双馈型向全功率直驱型发展,对于使用全功率变频器并网的风电机组,当电网发生故障时,会导致变频器产生过电流和直流过压故障停机,所以为了满足风电机组具有低电压穿越能力的要求,保证系统故障后风电机组能不间断并网运行,变频器有必要采用合适的软件控制方式和硬件结构配合来渡过低电压穿越过程,满足中国的相关标准要求。
2 变频器需要实现低电压穿越功能所面临的问题由于直驱风电机组采用的全功率变频器并网技术与传统同步发电机并网技术相比有着不同的特性,尤其是在电压控制和稳定性方面无法与传统发电技术相比,因此在目前的技术水平下风电都会对接入地区电网的电压稳定性带来一定的影响,所以满足低电压穿越能力是一个重要的指标。
因电网发生三相或两相短路故障时,变频器的电网侧逆变器的输出会引起暂态的过电流;从能量守恒的方面来分析,电网的系统短路引起电网电压骤降,变频器此时无法继续向电网输送能量,变频器输入和输出之间不平衡的能量会引起变频器的直流电容的电压升高。
所以,不管是过电流故障还是直流侧的电容过电压故障都会造成变频器的停机保护。
所以如何使变频器在电网电压下降过程中顺利穿越低电压故障,并能保护其电力电子器件不受损坏,这样的改进方案显得尤为重要。
3 变频器实现低电压穿越能力的基本方案对于采用全功率变频器并网的发电机组,在电网系统发生故障时,电网电压降低,发电机的电流流经机侧变频器整流后不能及时通过网侧变频器输送到电网,此时直流环节出现的过电压会对变频器的直流侧电容以及IGBT 模块产生很大的冲击,出于保护变频器的目的,需要在发生故障时,及时采取对应的控制方式来限制变频器网侧逆变器过电流和直流电容的过压。
从节约生产成本的角度出发,最好的办法是不改变系统硬件结构,而是通过修改软件的控制方法来达到低电压穿越目的:在电网故障时,使变频器和控制系统能安全度过故障,同时变频器继续维持在安全工作状态。
发电厂变频器低电压穿越改造方案探讨
2019.9 EPEM 47发电运维Power Operation近年发电厂经济经营压力逐渐变大，出于节能的目的变频器在发电厂得到了大量的使用。
而电厂很多重要辅机使用变频器时，一旦变频器发生故障也会给电厂安全运行带来很大的威胁，比如当变频器进线电源异常、电压降低，会引起变频器自身保护动作跳闸。
电网调度中心也对各并网发电厂变频器的安全稳定运行提出了具体要求，要求提高在用变频器低电压穿越能力，性能要满足DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”的相关标准。
1 低电压穿越对辅机变频器的影响电压穿越。
用在变频器使用上的概念就是当变频器输入电源电压在一定时间、一定跌幅范围内，不会导致变频器跳闸，还可以继续维持运行。
变频器工作原理。
变频器主要由整流部分、直流部分、逆变部分组成，此外还有控制单元，用于控制变频器输出的频率。
如图1，380V 交流电源输入整流部分，转换成直流电，经过大容量电容，然后通过控制单元对逆变部分进行控制，将直流电源转换成各种频率的交流电，实现对电动机的调速控制。
低电压穿越对辅机变频器的危害。
由变频器的图1 变频器原理图发电厂变频器低电压穿越改造方案探讨江苏国信淮安第二燃气发电有限责任公司 朱乐平摘要：本文对目前发电厂常用的变频器低电压穿越改造方案进行了优劣分析，以及对不足点提出了一些建议。
关键词：低电压穿越；变频器；发电厂工作原理可知，当输入电压降低时，则变频器整流部分输出的直流电压也会降低，而变频器在低压工作情况下，如果要保证输出稳定，有可能会导致变频器工作电流一直增大，严重时会烧损变频器的核心原件晶体管，而当控制电源电压降低时，又有可能会使变频器失去控制，为了保证变频器安全运行，变频器都会设置相关保护，出现上述情况时，变频器会保护动作跳闸。
所以重要辅机使用变频器时，上述情况会对电厂的安全运行造成很大的影响。
2 变频器低电压穿越的改造方案探讨2.1 变频器低电压穿越常用改造方案方案一：失压重启或降转速恒磁通V/F 控制方式。
高压变频器低电压穿越功能的实现
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。
火电厂辅机变频器低电压穿越能力测试及改造技术研究
置低 电压保护有两方面原因：一是 当电源 电压下降时 ，变 频器输出电压下降，可能引起变频器逆变元件过流 ，同时 电机 的转矩不足 ，发热增加 ；二是 电压降低将 导致变频器 控制 电路停止 向驱动 电路输 出信号 ，驱动电路停止工作 。
对 于 未经 变 频改 造 的 给煤 机 ，根据 Ｄ Ｌ ５ １ ５ ３ －２ ０ １ ４ ｛ 火
停 机事 件 ，既有 外 部 原 因 ，也有 内部 原 因 。外 部 原 因可 归
试 、改造及改造后验收工作 。
２ 变频 器 低 电压 穿越 能 力 测试 方 案
测试方案如下 ：将 电压暂 降发生仪 串接 于 ３ ８ ０ Ｖ 厂用
母 线 与 变频 器 交 流输 入 电 压 之 间 ，模 拟 ３ ８ Ｏ Ｖ 厂 用母 线 电
辅 机停 机 ，进 而 引 发 电 厂 锅 炉 停 炉 、机 组 停 机 事 故 。 为
于主机保 护 （ 全 炉 灭火 保 护 ＭＦ Ｔ） 动作 引起 的，不 满 足
Ｄ Ｌ ／ Ｔ １ ３ ０ ９ －２ ０ １ ３ ｛ 大 型发 电 机组 涉 网保 护 技 术 规 范 》 针 对
此 ，需对变频器低电压穿越问题原 因、测试 、改 Ｏ 并持续 ０ ． ５ ｓ 后恢 复； 电压暂降至额定值 ６ ０ 并持 续 ５ ｓ 后恢复 ；电压暂降至额 定值 ９ Ｏ 并持续 ６ ０ ｓ 后恢复 。 需要注意的是 ，被试辅机 的负载情况 直接影 响测试结
果 ，在 有 条 件 的情 况下 ，应创 造 条 件 模 拟 电 厂实 际运 行 时 给煤 机 、给 粉机 等 的带 载情 况 。然 而 ，该 试 验一 般 在 停 机
力发 电厂厂用电设计 技术 规定》 ，Ｉ 类电机 （ 如给煤机 、给
变频器低电压穿越能力
低电压穿越能力低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。
具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间,故障切除后恢复正常运行。
这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数,减少对电网的冲击。
具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 ,尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力，减少电网波动。
一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障，在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ，LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。
低电压穿越能力的具体实现方式目前实现低电压穿越能力的方案一般有三种：1).采用了转子短路保护技术，2).引入新型拓扑结构，3）.采用合理的励磁控制算法。
1、转子短路保护技术（crowbar电路）这是目前一些风电制造商采用得较多的方法，其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（释能电阻）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（此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行）。
2、新型拓扑结构包括以下几种：1).新型旁路系统 2).并联连接网侧变流器 3).串联连接网侧变流器3、采用新的励磁控制策略从制造成本的角度出发，最佳的办法是不改变系统硬件结构，而是通过修改控制策略来达到相同的低电压穿越效果：在电网故障时，使发电机能安全度越故障，同时变流器继续维持在安全工作状态。
百万机组吸风机变频器低电压穿越性能的综合治理
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低电压穿越能力
低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压
降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系
统恢复电压的能力。
具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间,故障切除后恢
复正常运行。
这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数,减少对电网的冲击。
具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 ,
尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力，减少电网波动。
一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障，在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ，LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。
低电压穿越能力的具体实现方式
目前实现低电压穿越能力的方案一般有三种：1).采用了转子短路保护技术，2).引入新型拓扑结构，3）.采用合理的励磁控制算法。
1、转子短路保护技术（crowbar电路）
这是目前一些风电制造商采用得较多的方法，其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（释能
电阻）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（此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行）。
2、新型拓扑结构包括以下几种：1).新型旁路系统 2).并联连接网侧
变流器 3).串联连接网侧变流器
3、采用新的励磁控制策略
从制造成本的角度出发，最佳的办法是不改变系统硬件结构，而是通
过修改控制策略来达到相同的低电压穿越效果：在电网故障时，使发电机
能安全度越故障，同时变流器继续维持在安全工作状态。
让火电厂辅机也具备低电压穿越能力
——东北电网公司敏锐发现并组织解决火电厂对电网重大安全运行隐患
东北电网历史悠久，有着辉煌的过去。
然而近年来，老电网不断遭遇新能源对于安全运行的考问。
东北电网公司除积极应对外，还多次与国内外同行进行研讨。
最近的一次是11月3日，美国西北太平洋国家实验室逯帅博士应邀拜访，介绍了美国在太阳能和风电接纳领域的一些应用和研究成果。
让风电场具备低电压穿越能力是保障风电安全入网的核心条件之一，在这项工作上东北电网公司投入了不少的精力，也得到了可观的成绩。
不过，将电网安全作为第一要务的东北电网公司敏锐地发现，如果火电厂辅机不具备低电压穿越能力将给电网安全带来更大的威胁。
10月25日，内蒙古东部呼伦贝尔市秋寒渐浓。
东北电网公司与东北地区各大电力单位专家齐聚伊敏发电厂，就东北电网火电厂辅机低电压穿越能力改造工作举行现场工作会。
国内五大发电集团在东北地区派驻机构，辽宁、吉林、黑龙江三省公司调度通信中心，蒙东调度筹备组以及火电、科研、制造等单位专家和工作人员都参加了研讨。
通过6个月以来对给煤机变频器抗低电压穿越改造，华能伊敏发电厂研讨时认为：电厂采用抗低电压穿越设备改造是必要的，从技术角度解决低电压穿越问题也是可行的，通过对以上两种方案的改造试验来看，改造是成功的、有效的。
东北电网公司指出，经过近半年多的研究、试验和技改，内蒙古东部呼伦贝尔送端新建火电机组成功完成了火电机组辅机低电压穿越能力改造工作，两种成熟的技术改造方案均通过了实际检验，值得推广和借鉴。
今年1月2日，东北电网500千伏伊换1号线发生单相故障时，伊敏发电厂、呼伦贝尔发电厂机组给煤机停止运行，锅炉灭火，导致发电机组跳闸。
由于火电厂辅机不具备低电压穿越能力，给电网安全稳定运行带来严重影响。
事故发生8天后，东北电网公司组织有关单位召开伊敏发电厂、呼伦贝尔发电厂机组事故跳闸分析会，要求两厂抓紧落实火电机组辅机低电压穿越能力改造工作，并对东北电网内火电机组辅机低电压穿越能力情况展开调查。
低电压穿越是指，小型发电系统在确定时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。
风电场若不具备低电压穿越能力，同样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。
5月19日和6月10日，东北电网公司两次组织研讨，确定火电机组辅机低电压穿越能力技术改造工作思路和改造技术方向。
8月31日，又对伊敏电厂、呼伦贝尔电厂辅机低电压穿越能力改造工作进行了阶段性总结。
9月7日，在2011年东北电网安全稳定领导小组年中工作会议上，东北电网公司研究确定将组织有关单位在试点火电厂召开现场工作会议，全面部署辅机不具备低电压穿越能力的火电厂进行技术整改工作，由网调及各省调度负责督促有关整改工作的完成。
近年来，东北全网电源建设速度明显超过负荷增长速度，发电供大于求的局面日益凸显，火电机组利用小时数下降明显，而风电的快速发展进一步加剧了这种状况。
截至今年9月末，全网装机已达9473万千瓦，火电机组装机约7355万千瓦，风电机组运行装机约1360万千瓦。
在火电厂，给煤机（给粉机）变频器是重要的辅机设备，目前大多采用变频调速方式运行。
因缺乏对变频器低电压闭锁保护方面的认识，很多电厂并没有认识到变频器会在电网低电压时闭锁输出，而引起全炉膛灭火保护（MFT）动作跳机。
如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地等引起电网和电厂厂用电短时电压降低，造成变频器动力电源低电压和变频器控制电源低电压，这些变频器低电压闭锁保护会动作，安装
有变频器的辅机（电动机）会停止运行，造成停炉、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，亟须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，后果非常危险。
火电厂采用抗低电压穿越设备改造是必要的，从技术角度解决问题是可行的。
近年来，发电公司和设计单位在许多火电厂辅机的设计上都越来越倾向于采取变频器技术。
但是，多数变频器低电压穿越能力差，甚至根本不具备这种能力。
可以说，火电厂辅机不具备低电压穿越能力的问题在全国范围内普遍存在。
在东北电网出现因火电厂辅机不具备低电压穿越能力机组跳闸前，这个涉及网厂协调的问题并未引起国内电网公司的足够重视。
仅通过一次电网故障分析，东北电网公司便率先敏锐地发现了问题所在，并在国内最先提出了有效解决的方法，极大消除了电网安全运行隐患。
经东北电网公司组织研究，最可行的、易于实现的措施有两种：第一种是在给煤机变频器交流电源输入部分加装由东北电网公司与北京四方公司共同研发的抗低电压扰动设备；第二种是在变频器整流和逆变中间的直流环节（DC BUS）加装蓄电池组解决方案。
前者突出的优点是节省电缆，后者在技术上相对来说更加成熟一些。
今年10月25日的这次会议上，专家们达成共识：并入东北电网火电厂将参照伊敏电厂经过实践检验的两种技术改造方式，结合实际情况尽快确定技术改造方案，并在2012年6月1日前完成已并网火电厂辅机低电压穿越能力的改造工作。
东北网省调度将提前掌握各并网火电厂改造计划，按照调度管辖范围，分别督促火电厂辅机低电压穿越能力改造工作。
各发电公司和设计单位也纷纷表态：立即核查正在建设和处于可研设计阶段的火电机组的辅机情况，及时修正火电机组辅机的设计方案，达到新建火电机组并网前其辅机具备低电压穿越能力的要求，并在今后的火电机组辅机设计中，充分考虑火电机组辅机对电网故障的适应性。