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1、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
2、维持正常运行。,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。,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
3、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。,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，
4、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。,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,24伏开关电源，输入交流220伏，输出直流24伏,电容器C1、C2,YR2/泄放电阻,YR3/泄放电阻,电容量2200UF,直流输出熔断器FU1,直流输出熔断器FU2,SW1,直流输出刀闸,刀闸操作把手,YR1电阻，可控硅TM1的泄放电阻,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
5、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。,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380220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。,控制变压器T，一次380伏，二次220伏,三相整
6、流器TM,电源板DYB，输入交流24伏，输出+15伏,开关电源SM，输入交流220伏，输出直流24伏,控制电源开关KK,控制回路滤波电容C,霍尔传感器，电压测量,三相整流器,KM，直流输出控制,储能电容,霍尔传感器，电流测量,电感,预充电电阻，防止直流对电容器充电时的冲击电流,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。,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：
7、“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；,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
8、，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。,装置控制模式,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
9、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。,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
10、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
11、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
12、。 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。,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
13、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,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,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。,电源进线空开,变频器控制电源，取自UPS,插座电源,照明电源,控制变压器低压侧熔断器,
