火電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器低電壓穿越改造技術(shù)研究

   隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器技術(shù)也日趨完善，無論是從方便起動和控制輔機(jī)的角度，還是從節(jié)能環(huán)保的角度，設(shè)計(jì)單位和發(fā)電企業(yè)都提倡和傾向于使用變頻器。但是，由于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致變頻器在使用中產(chǎn)生了新的問題：變頻器低壓保護(hù)跳閘(即低電壓穿越)[1]。

多數(shù)輔機(jī)變頻器低電壓穿越能力差，有些甚至不具備這種能力。對江蘇省火電廠正在使用的輔機(jī)變頻器調(diào)查顯示，當(dāng)輸入電壓低于60%UN時， 90%以上的給煤機(jī)變頻器會立即斷電，不立即斷電的也僅能繼續(xù)工作1s;各類風(fēng)機(jī)變頻器在90%UN以下65%UN以上時會降額運(yùn)行，電壓小于65%UN時會立即跳閘停機(jī)。

近年來，由于低電壓穿越能力的缺失，全國火電廠陸續(xù)發(fā)生了多起系統(tǒng)瞬時故障造成火電機(jī)組停機(jī)的事件，引起系統(tǒng)震蕩或解列、大范圍停電減負(fù)荷等，造成了一定的社會和經(jīng)濟(jì)影響。

江蘇省也出現(xiàn)了多次事故，最近一次為2014年5月15日，南京地區(qū)一變電所220kV出線電纜故障，引起系統(tǒng)電壓波動，造成2臺600MW機(jī)組、一臺300MW機(jī)組和幾臺地區(qū)小機(jī)組因給煤機(jī)變頻器低電壓保護(hù)動作閉鎖輸出，聯(lián)動鍋爐全爐膛滅火保護(hù)(MFT)動作，機(jī)組跳機(jī)。

因此，開展火電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器低電壓穿越改造迫在眉睫。

1低電壓穿越相關(guān)概念和技術(shù)指標(biāo)

國家電網(wǎng)對變頻器低電壓穿越的定義是：變頻器及供電對象設(shè)備外部故障或擾動引起的暫態(tài)、動態(tài)或長時間電源進(jìn)線電壓降低到規(guī)定的低電壓穿越區(qū)內(nèi)時，能夠可靠供電，保障供電對象的安全運(yùn)行。

目前，在國際上已建立起的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如圖1所示。

圖1電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)圖

根據(jù)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我國對低電壓穿越區(qū)進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定，在《大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器高、低電壓穿越技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》中，提出了三個低電壓穿越區(qū)，并指出變頻器在這三個穿越區(qū)內(nèi)應(yīng)能穩(wěn)定工作。如表1和圖2所示。

表1大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器低電壓穿越區(qū)