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1、大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范本标准规定了汽轮发电机组-次风机、二次风机、引风机、送风机、电动给水泵、凝结水泵，循环水泵、给煤机、给粉机、空气预热器、增压风机、空冷岛冷却风机等i类辅机变频器低电压穿越的技术规范。本标准适用于300MW及以上汽轮发电机组，其它发电机组可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注FI期的引用文件，仅所注H期的版本适用于本文件。凡是不注H期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB_12668飞2003调速电气传动系统第3部分：产品的电磁兼容性标准及其聶定的试验方法GB/T12325-2008供电电
2、压偏差GB/T12326-2008电压波动和闪变GB/T18481-2001暂态过电压和瞬态过电压DL_T_994-2006火电厂风机水泵用高压变频器DL/T9702005大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则DL/T5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T684-2010大型发电机变压器继电保护整定计算导则DL/T1040电网运行准则3术语和定义3.1一类辅机短时（小于5s）中断供电将会造成设备损坏、机组停机或机组输出功率大量下降，影响电网安全运行的辅机。3.2变频器高、低压穿越变频器及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压升高或降低到规定的高、低电压
3、穿越区内时，能够可靠供电，保障供电对彖的安全运行。3.3变频器暂态低电压穿越区变频器在进线电源电压跌落到不小于20%额定电压，持续时间不大于0.5s的区域内（见图1）,能够可靠供电，保障供电对彖的安全运行。3.4变频器动态低电压穿越区变频器在进线电源电压跌落到不小于60%额定电压，持续吋间不大于5s的区域内（见图1）,能够可靠供电，保障供电对彖的安全运行。3.5变频器稳态低电压穿越区变频器在进线电源电压跌落到不小于90%额定电压，持续吋间不小于5s的区域内（见图1）,能够可靠供电，保障供电对彖的安全运行。4变频器高、低电压穿越能力要求大型汽轮发电机组i类辅机的变频器应具备本标准提出的高、低电压
4、穿越能力。变频器制造厂应提供设备高、低电压穿越能力的技术手册、型式试验报告、参数整定报告及整定说明书等相关技术文件，电厂应在设备投运前通过试验确认变频器具备本标准规定的高、低电压穿越能力，试验结果应由技术权威部门审核，报调度部门批准后投入运行。变频器如不能满足本标准规定的高、低电压穿越能力，电厂一类辅机应采用工频电源，变频器消除缺陷后才可投入使用。电厂应根据机组检修计划，定期检验变频器的高、低电压穿越能力。4.1基本原则变频器的高、低电压穿越能力应根据电厂主设备及一类辅机设备能力、电网安全运行要求、变频器安全经济能效比等因素统筹兼顾来确定。变频器的高、低电压穿越能力不应超越主设备和供电对象的能
5、力，也不应束缚主设备和供电对象的能力，应在适当考虑变频器安全经济能效比的条件下，充分发挥变频器对电网安全的支撑能力。根据上述原则，变频器高压穿越性能应与主机过电压性能相配合。变频器低压穿越性能应与主机低压性能相配合，宜与电厂一类辅机的低电压保护定值相配合。4. 2技术指标当外部故障或扰动引起的变频器进线电压跌落幅值和持续时间在低电压穿越区内时（如表1或图1所示），变频器应能够保障供电对彖的安全运行。表1大型汽轮发电机组一类辅机变频器低电压穿越区电压跌落幅度20%额定电压$60%额定电压$90%额定电压低电压持续时间W05s0.5s,W5s5s图1大型汽轮发电机组一类辅机变频器低电床穿越区当外部
6、故障或扰动引起的变频器进线电压升高到不大于额定电压的1.3倍，持续时间不大于0.5秒，变频器应能够保障供电对彖的安全运行。表2大型汽轮发电机组一类辅机变频器高电圧穿越区电压升高幅度130%额定电压高电压持续时间W05sf4-*弓冋好由扫1%主础*11；血脯驭由済1*入-理1阳讥.右口7京挪丘TriJLJLJLJ1-J-JLJ11150145140135130!125Ii120115110105100001dll0.210.31Q41时川(s)。51图2大型发电机组一类辅机变频器低电压穿越区4.3技术措施变频器在低压穿越区内，如不采取措施，电动机输出转矩大大降低，电动机趋于停车，影响安全运行。在
7、电源恢复期间，变频器与电动机不再同步,会损伤设备。应按照提高变频器自身性能为主，附加外部电源为辅的原则，选择安全经济的方法进行防治。4.3.1低电压穿越措施4.3.1.1短时断电后转速跟踪再启动在低电压穿越区内，变频器可短时中断输出保护自身设备，在电源恢复Z后，当电动机仍在运转时，机组仍在运行时，可以跟踪电动机转速再启动。这种方法应有速度传感器，应将变频器的控制电源接到UPS电源。设计参数包括要承受的最长扰动持续时间、从电源恢复到电动机返回原有转速的时间。转速的减慢与负载转矩、被传动设备和电动机的惯量、负载以及扰动的持续时间相关。空气预热器、增压风机、凝结水泵、空冷岛冷却风机、引风机、送风机、
8、一次风机、二次风机、给水泵、凝结水泵等设备的变频器可采用这种方法，当电厂发生低电压穿越时，不会影响到机组有功的大幅波动，可以连续运行。4.3.1.2采用降转速恒磁通v/f控制方式如允许降低转速，则用本方法可使传动设备在三相电压较大幅度暂态跌落期间继续运行。采用这种方法时必须考虑三相电压暂态跌落的最大幅值、扰动最长持续时间、生产过程中允许的转速降低的程度和负载特性。4.3.1.3外加串联交流不间断电源UPS采用这种方法可做到无干扰运行，但是受限于UPS的容量。4.3.1.4外加并联直流电源在变频器直流母线上外加一路直流电源（可以是防电压跌落旁路直流电源、蓄电池电源或电厂保安电源），当外部扰动引起
9、常用电源短吋中断或短时电压降落时，外加直流电源继续供给变频器，不影响终端电动机的正常运行；当工频电源再度恢复正常供电时，变频器改为工频电源供电。给煤机、给粉机等设备的变频器可采用这种方法。4.3.2高电压穿越措施4. 3.2.1采用增加泄放电阻的方法在变频器内部中间直流回路装设控制单元和泄放电阻，为中间直流回路多余能量释放提供通道，防止过电压。采用这种方法应防备频繁投切或长时间投运，致使电阻温度升高、设备损坏。4.3.2.2在变频器中间直流回路上增加适当电容变频器中间直流回路的电容对其电压稳定、提高回路承受过电压的能力作用显著。适当增大回路的电容量或及时更换运行时间过长且容量下降的电容器可解决
10、变频器过电压，在设计阶段选用较大容量的变频器，以取得电压能力的提高。5试验5.1一般要求变频器高、低电压穿越能力可通过型式试验、入网检测试验或安装现场验证试验来确认。试验设备应能够模拟外部单一、连锁故障以及系统振荡引起的变频器电压杲常情况，应能模拟瞬时电压跌落或升高，应具备千杠级以上的带负载能力。应采取防护措施，以防试验时因试验设备故障对主设备和生产过程可能造成的危害。5. 2试验报告试验结果应以试验报告的形式确认。试验报告应明确地阐明与试脸相关的所有信息（如负载条件、试验接线等）。制造厂应提供功能说明以及相关定值的定义及整定值，并在试验报告中记录下来。附录A（资料性附录）短时断电后转速跟踪再
11、启动控制方式应用范围：送、引风机、一次、二次风机等中高压变频器.具体措施：当电源电压降低时，变频器将停止输出但不跳闸，这时电机处于自由制动状态，转速逐渐降低，如果在指定的“等待时间”内电源电压恢复正常，变频器将按照“跟踪转速再起动”方式再起动（“跟踪转速再起动”方式即变频器根据停电前的工作频率和停电时间估算出一个跟踪频率，电源恢复时，从估算的跟踪频率开始工作，可以使衔接过程较为平稳），就可以躲过电源电压的瞬间波动，如果在此“等待时间”内电源电压未恢复正常，变频器就认为出现了电源低压故障，跳闸停车。变频器中，再起动次数可以为多次。当故障类型为暂态性时，母线电压一般降低一次，而永久性故障时，由于重
12、合闸后故障仍然存在，造成母线电压再次下降，所以变频器重起动的时间要能躲过永久性故障时的电压波动时间，才能最大限度的发挥其作用。0.1一10s,般的“等待时间”为0.5s,应综合分析变频器用户的具体情况和供电部门继电保护的整定值，从而设置一个最佳的“等待吋间”，使变频器能恰好躲过母线低压波动的时间，在最佳时间重启动，最大限度地发挥再起动的作用，提高供电安全。对于变频器来说，设置了再起动功能后，当电源电压降低时，变频器停止输出但不跳闸，这吋电机处于自由制动状态，转速逐渐降低，转速下降程度随电机所带负载和自身阻尼系数的大小而有所不同，其电机转速一时间的典型1111线如图，应根据自己的电机参数和负载情
13、况绘出，然后根据具体生产情况给出当变频器停止输出电机转速下降时可以接受的最低转速，再求出相应的时间Tz,选出最佳的再起动设置时间，使变频器的再起动功能发挥其最大作用。处；s为电5疋境借6?f为许成助时的唧风铸：匚为存任理电CR妒蛟定伍的药垃功列间HEE1交頻瓷擂険师-跟住悄速再疋动-方或禅衆动.电机转速一吋间曲线安全措施：控制电源部分应由可靠的UPS供电缺陷：给粉机等负载较重、自身转动惯量较低的变频器再启动时间定值躲不开锅炉熄火到MFT实际动作的延时，会影响机组安全运行。附录B(资料性附录)采用降转速恒磁通v/f控制方式应用范围：给煤机等低压变频器，85%50%低电压具体措施：电机的转速n二60f/p,其中f为电源频率,p为电机极数。根据电机定子的磁感应电势公式：f=E/(4.44*Kwl*4)m*Wl)心U/(4.44*Kwl*4)m*Wl)其中Kwl为绕组系数，ni为每极最大磁通，f为电源频率，W1定子绕组匝数，电机电机定子电阻和漏电抗的压降较小，可以忽略，电机的端电压和电机的感应电动势近似相等。当电压下降时，变频器降低频率，磁通不变，同时在负载允许的范围内降低转矩，从而既不损伤变频器，又不损伤电动机。可以根据实际负载率降低变频器低压保护值。10
大型汽轮发电机组一类辅机变频器高低电压穿越技术规范
