发电厂变频器低电压穿越改造方案

毛宇

摘要：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。

关键词：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。

2. 发电厂变频器低电压穿越改造方案探讨

2.1常用的改造方案

火电厂变频器在具体实施低压穿越改造的时候，常用的方案主要有以下3个方案。⑴失压重启控制方式或降转速恒磁通V/F控制方式：这种方式在实际使用中是允许存在短时负载波动现象的，而变频器进线电压出现瞬时大幅度下降、短时断电现象的时候，能够实现转速跟踪再启动的目的。但是，这种方式在实际使用的时候，必须要针对电压瞬时跌落的最大幅值、扰动的具体持续时间、生产过程中转速降低的允许程度以及相应的负载特性等方进行全面的考虑，所以常在大惯性类负载中使用。⑵串联交流不间断电源方式：主要将不间断电源串联于变频器的前端位置，虽然这种方式的使用能够实现无干扰运行，但是却会受到UPS的容量限制。⑶在变频器中加装低电压穿越装置：在进行加装低电压穿越装置的时候，通常采用的方式有两种，第一种方式是从交流侧来进行装置的引入，第二种方式则是从支流部分来进行装置的引入。在采用第一种方式的时候，需要将抗低压穿越扰动电源设备加装到变频器交流电源输入侧，当系统电压处于正常状态时，变频器运行正常，当该装置处于热备用的状态时，且变频器进线电压出现下降的时候，低电压穿越装置会对进线电压的下降情况进行实时监测，并利用升压泵来实现直流电压的提升，使其能够达到500V以上，促使变频器的输出在稳定性上得到保证。在对第二种方式进行使用时，是将隔离性电压暂降保护装置引入到直流电源中，经过相应隔离变化之后，高频整流滤波会转变成为直流电。

2.2三种方案在使用中的优缺点分析

每一种方案在实际使用的过程中，都具有相应的优点与缺点。优点：⑴第一种方案一般在大惯性类负荷当中使用，比如一次风机、给水泵等装置的负载当中，其辅机变频器多为6KV;⑵第二种方案在实际使用中体现出的稳定性是比较高的，但是需要对UPS装置的容量选择过大或改造复杂等方面的问题进行全面的考虑，在性价比方面不合适;⑶第三种方案在进行电源与负载端隔离的时候具有较高的可靠性，不管是那一方出现了故障问题，另一端都不会受到影响，不仅具有较高的可靠性，而且装置的占地面积也较小，能够实现故障自诊断。缺点：⑴第一种方案中不能完全将交流侧进行中断，如果完全将其中断将会使相应的装置失去作用;⑵第二种方案需要在装置上加装相应的直流系统与蓄电池组，这使得投资成本得到了大幅度增加，而且徐电视也需要长时间的进行维护;⑶第三种方式在具体实施的时候，容易出现大量变频器使用直流电源的现象，这有可能会出现直流系统超负荷的现象，因此，在具体实施改造的初期阶段，就需要针对此种情况予以考虑。

3. 发电厂变频器低电压穿越改造的具体现状

3.1 针对380V低电压穿越改造的现状

依据全国范围内的电网要求来看，各个并网发电厂在实施变频器低电压穿越能力改造时，都需要将电力行业标准DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”作为依据来具体实施排查，一旦发现其中存在与要求不相符的就必须要实施改造。依据对某省的调查发现，该省内各个发电厂当中的380V这类辅机设备在实施改造的时候，基本上采用的都是第三种方案，所取得的效果是非常不错的。

3.2 针对6KV辅机低电压穿越实施改造的现状

以某省的某火电厂为例，该电厂投产于2016年，由于在利用机组调试来进行6KV厂用电串联切换的时候，6KV高压给水泵出现跳闸现象，并且备用泵联启成功实现。厂用电进行串联切换的时候，6KV电压会初选短时间的失压。当串联切换的时候6KV电压出现下跌，其下跌值约为20%左右，电压衰减的时长大致为50ms。依据电力行业标准DL/T1648-2016的标准，当变频器进线电压比额定电压小，且大于60%额定电压同时持续时间≤5s的时候，变频器供电具有可靠性。通过上述内容可以得出相应的结论，该火电厂的高压给水泵在变频器低压穿越方面体现的能力，与相关标准中的要求是不相符的。

结束语：

总而言之，当前阶段的关于380V电动机变频器低电压穿越能力进行提高的方案有很多，而且大多都具有较高的可行性，尤其是加装低电压穿越装置这种方案的使用更为广泛，主要是由于这种方案相比于其他方案，在实际使用中的效果与优势更加显著，有利于火电厂变频器低电压穿越改造的顺利实施。

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