摘要：为防止火电厂厂用电瞬间低电压时给煤机变频器跳闸，引起机组MFT的情况，徐州华润电力对4×320MW、2×1000MW机组均进行给煤机进行防低电压穿越改造。本文主要对防低电压穿越改造方案进行介绍，分析给煤机低电压穿越装置投运操作与注意事项，提升机组运行安全性能。
关键词：给煤机变频器；防低电压穿越；投运操作；注意事项
1引言
目前，国内外各变频器制造商生产的通用变频器属电压型，均设置“电源电压异常波动”保护功能。变频器由交流电源供电时，当电压波动值大于额定电压的±10%（少数为±15% ）时，变频器内部自身的保护功能将启动继而停止变频器输出，由此引发给煤机的跳闸。另外，在外部故障或常用系统故障引发电压跌落、给煤机控制电源电压下降而导致给煤机运行信号继电器复归，也会触发给煤机跳闸信号[1]。根据一般的火电厂机组逻辑，当全部给煤机跳闸且未投油时将造成“全燃料丧失”导致锅炉MFT保护动作；部分火电厂机组虽然不直接触发MFT，但给煤机全停仍然会对运行机组造成极大影响，后续引发跳机。根据江苏省电力调度控制中心要求，为避免出现发生低电压穿越时给煤机跳闸，可能造成机组MFT的情况，火电机组给煤机变频器需进行防低电压穿越改造。
2给煤机变频器失电分析
2.1低电压的原因[2]
2.1.1来自电源输入侧的低电压
电源输入侧的低电压主要是由于电网电压的波动或主电力线路切换、雷击使电源正弦波幅值受影响、电厂本身的变压器超载或负荷不平衡等引起的瞬间低电压。
2.1.2来自负载侧的低电压
来自负载侧的低电压主要是由大型设备启动和应用、线路过载或启动大型电动机等引起的低电压。
2.2给煤机变频器改造原理
为了产生可变的电压和频率首先要将对交流电源进行整流。对变频器电源的改造就是利用变频器的直流环节，在变频器整流和逆变中间的直流环节，即直流扩展端子上外加后备电源，实现交直流冗余供电[3]。
3徐州华润给煤机变频器防低电压穿越技改方案
3.1徐州华润对给煤机控制回路中给煤机控制器电源的改造
徐州华润原给煤机控制柜内的主要控制电源有两个：控制柜内的控制回路电源、控制柜内的测量板件电源。上述两路电源均由给煤机380VAC总电源通过柜内变压器变为110VAC后提供。
为防止低电压时造成给煤机控制回路中控制器电源低电压使给煤机跳停，徐州华润对给煤机控制回路中控制器电源改造方式为：控制电源直接由厂级UPS系统直接引接。
3.2徐州华润对给煤机主回路中变频器电源的改造
徐州华润对给煤机主回路中变频器电源的改造方案为：利用系统残压升压。这种改造方案是考虑系统低电压时，其电压降低幅度基本不可能达到100%，甚至不可能达到50%。如果当系统电压降低到50%甚至更低时，除给煤机变频器外的其他辅助设备也基本无法正常运行，此时单独维持给煤机的正常工作已没有意义。
基于这种考虑，利用给煤机380VAC主动力回路，引接一条旁路，安装低电压穿越控制装置，其电源由给煤机主动力回路380VAC电源供给。当主回路380VAC电压降低时，该旁路回路中的低电压穿越控制装置利用降低后的系统残压进行升压、整流，变为直流电源，作为后备电源供给给煤机变频器。
图3-1低电压穿越电源装置原理图
低电压穿越装置设置主控回路，实时监控装置运作故障、动作等状态并反馈系统信号。为保证在机组正常停运或MFT时防低电压穿越装置能够自动退出，确保给煤机正常停运，敷设机组DCS机柜至低电压穿越装置电缆，将机组MFT、跳磨等信号通过硬接线方式发送给低电压穿越控制柜，并把低电压穿越控制柜相关检测信号传送给DCS用于监视。
4低电压穿越装置投运操作、注意事项及动作案例
4.1低电压穿越装置常规操作步骤
1、检查低电压穿越装置柜内一次保险FU已送上，低电压穿越装置出口刀闸SW已合上。
2、400V MCC母线上给煤机电源送电，检查低电压穿越装置就地控制柜“电源”指示灯亮。
3、旋出低电压穿越装置就地控制柜“急停”按钮，对装置工作回路充电。
4、低电压穿越装置就地复位，装置工作电源开关QF自动合闸，装置控制面板“运行”指示灯亮。
4.2低电压穿越装置投入及运行期间注意事项
1、若拍下“急停”按钮，低电压穿越装置“停机”指示灯亮。
2、若低电压穿越装置“故障”报警，按下“自检”按钮，系统自动分析故障原因。
3、给煤机停电前，先将低电压穿越装置停运：按下“急停”按钮，确认装置工作电源开关QF自动分闸后，再对给煤机动力电源停电。
4、若对给煤机进行停电，除将低电压穿越装置停机、MCC母线上开关停电外，还应将UPS上给煤机控制电源停电。
5、低电压穿越装置动作一次后，需要复位后重新投入。
4.3低电压穿越装置动作案例
某1000MW机组，负荷520MW，B引风机、B、C磨煤机运行，所有给煤机变频器低电压穿越装置投入，400V PC A段电压为400V。运行人员启动A引风机，DCS上显示启动瞬间电流为1498A，此时400V PC A段电压DCS上仍显示为400V。同时，DCS上B、C给煤机低电压穿越装置“运行信号”触发，B、C给煤机低电压穿越装置运行。400V PC A段电压DCS上显示下降为330V。检查B、C给煤机运行正常。20秒后，400V PC A段电压DCS上显示恢复为395V。A引风机启动电流回落至211A。运行人员至就地确认、复位B、C给煤机低电压穿越装置报警信号，重新投入B、C给煤机低电压穿越装置。
5总结
本文主要介绍了徐州华润给煤机变频器防低电压穿越改造及应用。利用系统残压升压方案，所需附属设备较少，改造费用相比较低。最后介绍了低电压穿越装置投运操作、注意事项及动作案例。给煤机变频器防低电压穿越改造为火电机组变频器设备安全稳定运行提供了有力保障。
参考文献：
[1]赵建中，350MW机组给煤机变频器电源瞬停时维持连续运行的方法，中国电力 ,2010 , 43 (3) :51-54
[2]周道军，变频器防低电压穿越分析，江苏电机工程 , 2015 , 34 (2) :37-40
[3]张红红，张永军，给煤机低电压穿越，内蒙古科技与经济 , 2017 (9) :73-74
论文作者:赵志伟,谢方喜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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