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【摘 要】通过分析变频器低电压跳闸的原因，提出解决发电厂给粉机低电压跳闸具体实施
【关键词】DC-BUS；低电压穿越；直流电源；交流不间断电源
引言：技术改造的重要性和必要性
农一师电力公司成立于1995年12月，有着悠久的历史。其担负着为阿拉尔市，农一师16个农牧团场的工农业生产和居民生活供电任务，一师电力有着辉煌的过去。然而近年来，农一师主电网不断遭遇新的恶劣环境天气对电网，电厂安全运行的考问。2010年1月20日，阿拉尔市寒冬大雪天气，主力发电厂开足马力积极发电，迎接新年的到来，12：50分110千伏电网沪1线发生单相接地故障，故障期间发电机出口各相电压、6kV厂用段母线电压也相应降低。系统出现第一次单相接地故障冲击，发电厂发电机组因电网冲击后电压晃电，造成给粉机变频器故障停止运行，MFT动作锅炉灭火，导致发电机组跳闸。造成新沪热电发电厂，塔里木热电发电厂机组全部停炉停机，发电机组与110KV主网解列，造成2条110kV线路先后掉闸，并导致电网110kV系统发生振荡，最终该地区的两个主力电厂全厂停电，造成主要用户大面积停电重大安全事故，给农一师电网安全稳定运行带来严重影响。
事后召开发电厂机组事故跳闸分析会，新沪热电热控技术人员分析后发现，由于火电厂辅机不具备低电压穿越能力，将给电网安全带来重大的威胁和安全隐患。可以说，火电厂辅机不具备低电压穿越能力的问题在全国范围内普遍存在。
新沪电厂每台锅炉配有8台给煤机，每台给煤机都是由独立的西门子M440变频器带动电机，西门子变频器有着强大的，低电压保护闭锁和低电压停止输出功能，运行中的给煤机变频器在电网电压瞬间降低或消失时会停止工作，并向机组DCS发出变频器停机信号，最终导致机组MFT停炉。针对以上问题，新沪热电热控技术人员通过近3个月来对给煤机变频器抗低电压穿越技术研究，研讨分析后认为，电厂采用抗低电压穿越设备改造是必要的，从技术角度解决低电压穿越问题也是可行的，通过对西门子M440变频器低电压穿越问题方案的改造，能彻底解决低电压给粉机跳闸，MFT保护锅炉灭炉的问题。经过国内同行业比较，得出最可行的、易于实现的措施：是在变频器整流和逆变中间环节加装直流（DC-BUS）解决方案。此方案突出的优点技术上成熟安全可靠，国内已经有成功的案例。经实施技改后一次成功。
低电压穿越是指，发电系统在确定时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。电厂若不具备低电压穿越能力，会对电网安全稳定运行产生严重影响。由于火电厂单台机组功率一般比较大，威胁相对也就更大。
如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地等引起电网和电厂厂用电短时电压降低，造成变频器动力电源低电压和变频器控制电源低电压，这些变频器低电压闭锁保护会动作，安装有变频器的辅机（电动机）会停止运行，造成停炉、停机事故，导致局部电网失去稳定，对电网产生重大影响，后果非常危险。
一、技术改造方案
是在24台变频器整流和逆变中间的环节加装直流（DC-BUS）母线解决方案。在原有1#2#3#炉给粉机变频器柜扩建端各加装一台智能变频器抗低电压穿越保护柜，分别完成每台锅炉8台给粉机西门子M440变频器的低电压穿越保护，具体抗晃电系统的主要改造配置，控制原理图，性能指标要求如下：
每台锅炉抗晃电系统的主要改造设备配置：
（DC-BUS）智能抗低电压穿越保护柜一台，每组蓄电池的逆变530V的直流总输出功率不小于50KVA。
每直流源输出回路8路，通过直流母线分别提供给8台西门M4404KW变频器。采用10″触摸屏，用以完成保护柜系统的运行控制。以趋势报表和数据形式显示设备的运行状态、欠压保护过程记录，报警记录。各柜之间与HMI采用MODBUS通讯方式传递数据。欠压保护报警通过无源接点信号接至DCS系统，能记录显示欠压保护报警。
二、系统性能指标
1、输入电压：380+10%VAC，3P+N+PE频率：50HZ+1%。
2、结构：1）每组保护柜电源柜为落地安装式，防护等级：IP20进出线方式：下进下出线或按现场要求。
3）变频器主电源和控制电源允许失电时间0～120秒可设定。失电后，变频器仍保持失电前的控制方式。来电后变频器自动恢复失电前的运行状态运行，而不需要手动复位或调整。
三、功能
1）当变频器交流进线电源故障（失压或短时停电）时，变频器在该系统保护下，在设计时间120秒内连续正常运转。
2）抗晃电系统在线工作，变频器供电电源由交流三相380V逆变升压至直流530V供电时无间断冗余自动切换。另在原变频柜二次电源控制回路，变频/工频输出切换接触器二次线圈回路上加装冗余的380VAC后备电源，避免电压瞬时降的过低接触器线圈无法自保持而断电。
3）电池组的备用时间根据设计，不少于2分钟。
4）交流电源晃电时间超过最大设计时，应自动分断直流接触器和直流断路器，抗晃电系统停止工作。具备系统自诊断及故障显示功能。
5）充电系统具备“均充”与“浮充”功能，且能自動转换。均充电压、浮充电压HMI可调。在正常操作期间，电池应处于浮充状态。电池组具备以下功能：定时均充：即在每隔3个月（HMI可设定）自动均充一次。
6）采用5.7″触摸屏，用以完成系统的运行控制。以报表和数据形式显示设备的运行状态、报警记录等，并可即时修改设备的运行参数。在触摸屏上存贮每次晃电时间，记录时间精确到秒，存贮最近300次晃电记录。
四、改造后给粉机变频柜控制原理图
【关键词】DC-BUS；低电压穿越；直流电源；交流不间断电源
引言：技术改造的重要性和必要性
农一师电力公司成立于1995年12月，有着悠久的历史。其担负着为阿拉尔市，农一师16个农牧团场的工农业生产和居民生活供电任务，一师电力有着辉煌的过去。然而近年来，农一师主电网不断遭遇新的恶劣环境天气对电网，电厂安全运行的考问。2010年1月20日，阿拉尔市寒冬大雪天气，主力发电厂开足马力积极发电，迎接新年的到来，12：50分110千伏电网沪1线发生单相接地故障，故障期间发电机出口各相电压、6kV厂用段母线电压也相应降低。系统出现第一次单相接地故障冲击，发电厂发电机组因电网冲击后电压晃电，造成给粉机变频器故障停止运行，MFT动作锅炉灭火，导致发电机组跳闸。造成新沪热电发电厂，塔里木热电发电厂机组全部停炉停机，发电机组与110KV主网解列，造成2条110kV线路先后掉闸，并导致电网110kV系统发生振荡，最终该地区的两个主力电厂全厂停电，造成主要用户大面积停电重大安全事故，给农一师电网安全稳定运行带来严重影响。
事后召开发电厂机组事故跳闸分析会，新沪热电热控技术人员分析后发现，由于火电厂辅机不具备低电压穿越能力，将给电网安全带来重大的威胁和安全隐患。可以说，火电厂辅机不具备低电压穿越能力的问题在全国范围内普遍存在。
新沪电厂每台锅炉配有8台给煤机，每台给煤机都是由独立的西门子M440变频器带动电机，西门子变频器有着强大的，低电压保护闭锁和低电压停止输出功能，运行中的给煤机变频器在电网电压瞬间降低或消失时会停止工作，并向机组DCS发出变频器停机信号，最终导致机组MFT停炉。针对以上问题，新沪热电热控技术人员通过近3个月来对给煤机变频器抗低电压穿越技术研究，研讨分析后认为，电厂采用抗低电压穿越设备改造是必要的，从技术角度解决低电压穿越问题也是可行的，通过对西门子M440变频器低电压穿越问题方案的改造，能彻底解决低电压给粉机跳闸，MFT保护锅炉灭炉的问题。经过国内同行业比较，得出最可行的、易于实现的措施：是在变频器整流和逆变中间环节加装直流（DC-BUS）解决方案。此方案突出的优点技术上成熟安全可靠，国内已经有成功的案例。经实施技改后一次成功。
低电压穿越是指，发电系统在确定时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。电厂若不具备低电压穿越能力，会对电网安全稳定运行产生严重影响。由于火电厂单台机组功率一般比较大，威胁相对也就更大。
如果火电厂因雷击、电气设备短路、接地等引起电网和电厂厂用电短时电压降低，造成变频器动力电源低电压和变频器控制电源低电压，这些变频器低电压闭锁保护会动作，安装有变频器的辅机（电动机）会停止运行，造成停炉、停机事故，导致局部电网失去稳定，对电网产生重大影响，后果非常危险。
一、技术改造方案
是在24台变频器整流和逆变中间的环节加装直流（DC-BUS）母线解决方案。在原有1#2#3#炉给粉机变频器柜扩建端各加装一台智能变频器抗低电压穿越保护柜，分别完成每台锅炉8台给粉机西门子M440变频器的低电压穿越保护，具体抗晃电系统的主要改造配置，控制原理图，性能指标要求如下：
每台锅炉抗晃电系统的主要改造设备配置：
（DC-BUS）智能抗低电压穿越保护柜一台，每组蓄电池的逆变530V的直流总输出功率不小于50KVA。
每直流源输出回路8路，通过直流母线分别提供给8台西门M4404KW变频器。采用10″触摸屏，用以完成保护柜系统的运行控制。以趋势报表和数据形式显示设备的运行状态、欠压保护过程记录，报警记录。各柜之间与HMI采用MODBUS通讯方式传递数据。欠压保护报警通过无源接点信号接至DCS系统，能记录显示欠压保护报警。
二、系统性能指标
1、输入电压：380+10%VAC，3P+N+PE频率：50HZ+1%。
2、结构：1）每组保护柜电源柜为落地安装式，防护等级：IP20进出线方式：下进下出线或按现场要求。
3）变频器主电源和控制电源允许失电时间0～120秒可设定。失电后，变频器仍保持失电前的控制方式。来电后变频器自动恢复失电前的运行状态运行，而不需要手动复位或调整。
三、功能
1）当变频器交流进线电源故障（失压或短时停电）时，变频器在该系统保护下，在设计时间120秒内连续正常运转。
2）抗晃电系统在线工作，变频器供电电源由交流三相380V逆变升压至直流530V供电时无间断冗余自动切换。另在原变频柜二次电源控制回路，变频/工频输出切换接触器二次线圈回路上加装冗余的380VAC后备电源，避免电压瞬时降的过低接触器线圈无法自保持而断电。
3）电池组的备用时间根据设计，不少于2分钟。
4）交流电源晃电时间超过最大设计时，应自动分断直流接触器和直流断路器，抗晃电系统停止工作。具备系统自诊断及故障显示功能。
5）充电系统具备“均充”与“浮充”功能，且能自動转换。均充电压、浮充电压HMI可调。在正常操作期间，电池应处于浮充状态。电池组具备以下功能：定时均充：即在每隔3个月（HMI可设定）自动均充一次。
6）采用5.7″触摸屏，用以完成系统的运行控制。以报表和数据形式显示设备的运行状态、报警记录等，并可即时修改设备的运行参数。在触摸屏上存贮每次晃电时间，记录时间精确到秒，存贮最近300次晃电记录。
四、改造后给粉机变频柜控制原理图