發電廠變頻器低電壓穿越改造方案

毛宇

摘要：隨著人們用電需求的不斷提高，使得電力運行的穩定性也越來越重要，而變頻器的使用使得這方面的問題得到了極大程度的解決，但是低壓穿越問題將會嚴重影響變頻器應發揮的作用，應該通過相應的改造方案來提升低電壓穿越的能力。對此，文章針對發電廠變頻器低電壓穿越改造方案展開了論述。

關鍵詞：發電廠;變頻器;低電壓穿越;改造方案

引 言：

隨著社會經濟的快速發展，使得發電廠所面臨的經營壓力也不斷變大，在這種情況下變頻器廣泛的應用于火電廠當中。使得變頻器在其中的重要性體現的極為顯著，當變頻器發生故障問題的時候，勢必會嚴重影響火電廠運行的安全性。對此，電網調度中心針對各并網發電廠變頻器安全穩定運行方面提出了新的要求，必須要使變頻器低電壓穿越的能力進行提高，在性能方面必須要與DL/T1648-2016“發電廠及變電站輔機變頻器高低壓穿越技術規范”當中的相關標準相符合。

1. 發電廠變頻器中低電壓穿越存在的影響問題

低電壓穿越這一概念通常是在變頻器上使用的，通過對其使用當變頻器的輸入電源電壓處于一定時間與跌幅范圍之內的時候，是不會使變頻器出現跳閘的現象。還能夠使電廠保持正常運行狀態。變頻器工作的主要是通過對整流、直流以及逆變等部分進行組合而成的，除了上述部分還需要添加相應的控制單元，這樣才能夠對變頻器輸出功率進行良好的控制。比如，在380V的交流電源中輸入整流部分，使其轉換成為直流電，然后經過相應的大容量電容之后，再利用控制單元來針對相應的逆變部分進行精準控制，進而實現直流電源的轉換，使其形成各種不同頻率的交流電，通過這些流程能夠對電動機在調速方面的控制加以實現。低電壓穿越對于變頻器而言是具有一定危害性的。當變頻器的輸入電壓降低的時候，且變頻器正處于低壓工作的狀況下，想要使輸出的穩定性得到保證，那么很可能會使變頻器工作的電流始終處于增大的狀態，很有可能會使變頻器中的核心元件晶體管出現燒損的現象。而當控制電源電壓處于降低狀態時，可能會導致變頻器的控制失靈，為了使變頻器的安全運行得到保證，在變頻器中必須要設置相應的保護裝置，一旦上述情況出現之后，變頻器就會做出相應的保護進行自動跳閘。

2. 發電廠變頻器低電壓穿越改造方案探討

2.1常用的改造方案

火電廠變頻器在具體實施低壓穿越改造的時候，常用的方案主要有以下3個方案。⑴失壓重啟控制方式或降轉速恒磁通V/F控制方式：這種方式在實際使用中是允許存在短時負載波動現象的，而變頻器進線電壓出現瞬時大幅度下降、短時斷電現象的時候，能夠實現轉速跟蹤再啟動的目的。但是，這種方式在實際使用的時候，必須要針對電壓瞬時跌落的最大幅值、擾動的具體持續時間、生產過程中轉速降低的允許程度以及相應的負載特性等方進行全面的考慮，所以常在大慣性類負載中使用。⑵串聯交流不間斷電源方式：主要將不間斷電源串聯于變頻器的前端位置，雖然這種方式的使用能夠實現無干擾運行，但是卻會受到UPS的容量限制。⑶在變頻器中加裝低電壓穿越裝置：在進行加裝低電壓穿越裝置的時候，通常采用的方式有兩種，第一種方式是從交流側來進行裝置的引入，第二種方式則是從支流部分來進行裝置的引入。在采用第一種方式的時候，需要將抗低壓穿越擾動電源設備加裝到變頻器交流電源輸入側，當系統電壓處于正常狀態時，變頻器運行正常，當該裝置處于熱備用的狀態時，且變頻器進線電壓出現下降的時候，低電壓穿越裝置會對進線電壓的下降情況進行實時監測，并利用升壓泵來實現直流電壓的提升，使其能夠達到500V以上，促使變頻器的輸出在穩定性上得到保證。在對第二種方式進行使用時，是將隔離性電壓暫降保護裝置引入到直流電源中，經過相應隔離變化之后，高頻整流濾波會轉變成為直流電。

2.2三種方案在使用中的優缺點分析

每一種方案在實際使用的過程中，都具有相應的優點與缺點。優點：⑴第一種方案一般在大慣性類負荷當中使用，比如一次風機、給水泵等裝置的負載當中，其輔機變頻器多為6KV;⑵第二種方案在實際使用中體現出的穩定性是比較高的，但是需要對UPS裝置的容量選擇過大或改造復雜等方面的問題進行全面的考慮，在性價比方面不合適;⑶第三種方案在進行電源與負載端隔離的時候具有較高的可靠性，不管是那一方出現了故障問題，另一端都不會受到影響，不僅具有較高的可靠性，而且裝置的占地面積也較小，能夠實現故障自診斷。缺點：⑴第一種方案中不能完全將交流側進行中斷，如果完全將其中斷將會使相應的裝置失去作用;⑵第二種方案需要在裝置上加裝相應的直流系統與蓄電池組，這使得投資成本得到了大幅度增加，而且徐電視也需要長時間的進行維護;⑶第三種方式在具體實施的時候，容易出現大量變頻器使用直流電源的現象，這有可能會出現直流系統超負荷的現象，因此，在具體實施改造的初期階段，就需要針對此種情況予以考慮。

3. 發電廠變頻器低電壓穿越改造的具體現狀

3.1 針對380V低電壓穿越改造的現狀

依據全國范圍內的電網要求來看，各個并網發電廠在實施變頻器低電壓穿越能力改造時，都需要將電力行業標準DL/T1648-2016“發電廠及變電站輔機變頻器高低壓穿越技術規范”作為依據來具體實施排查，一旦發現其中存在與要求不相符的就必須要實施改造。依據對某省的調查發現，該省內各個發電廠當中的380V這類輔機設備在實施改造的時候，基本上采用的都是第三種方案，所取得的效果是非常不錯的。

3.2 針對6KV輔機低電壓穿越實施改造的現狀

以某省的某火電廠為例，該電廠投產于2016年，由于在利用機組調試來進行6KV廠用電串聯切換的時候，6KV高壓給水泵出現跳閘現象，并且備用泵聯啟成功實現。廠用電進行串聯切換的時候，6KV電壓會初選短時間的失壓。當串聯切換的時候6KV電壓出現下跌，其下跌值約為20%左右，電壓衰減的時長大致為50ms。依據電力行業標準DL/T1648-2016的標準，當變頻器進線電壓比額定電壓小，且大于60%額定電壓同時持續時間≤5s的時候，變頻器供電具有可靠性。通過上述內容可以得出相應的結論，該火電廠的高壓給水泵在變頻器低壓穿越方面體現的能力，與相關標準中的要求是不相符的。

結束語：

總而言之，當前階段的關于380V電動機變頻器低電壓穿越能力進行提高的方案有很多，而且大多都具有較高的可行性，尤其是加裝低電壓穿越裝置這種方案的使用更為廣泛，主要是由于這種方案相比于其他方案，在實際使用中的效果與優勢更加顯著，有利于火電廠變頻器低電壓穿越改造的順利實施。

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