辽阳热电厂变频器低电压穿越实施方案书

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1、变频器低电压穿越项目可行性研究报告项目名称：辽阳热电厂变频器低电压穿越建设单位：报告日期：2011年12月8日编制：审核：批准：16一．项目背景电厂给煤机系统，由变频器和拖动电机组成。各种故障造成的电力系统电压跌落，会导致给煤机系统停运，进而造成发电机组停机脱网的恶劣事故。分析给煤机系统脱网的过程，有两个原因可诱发此问题：变频器功率回路和控制电源。首先，直流动力电源跌落会造成给煤机变频器停机。变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成，如下图1所示。图1.变频器结构示意图变频器的进电端

2、子(R/L1，S/L2，T/L3)，经不控整流（TM1，TM2，TM3）到直流DC，再经过逆变(TM4，TM5，TM6)到U/T1，V/T2，W/T3交流，实现频率变换。当低电压发生时，R/L1，S/L2，T/L3电压变低，直流母线电压随之降低，无法提供逆变模块所需要的能量，触发变频器保护。此保护为变频器内置的硬件保护，无法通过修改定值进行规避。其次，控制电源掉电也会造成变频器系统的停运。在给煤机系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均

3、需稳定的控制电源供电。电力系统发生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，给煤机系统停运。由如上分析可知，运行中的变频器在电力系统暂降时16会停止输出，并向机组DCS发出变频器停机信号，最终导致机组MFT停炉，为解决这一问题，部分电厂尝试通过调试变频器，投入了失压再启动功能，期望于系统电压恢复后，变频器系统的快速重新启动来解决此问题，然而相关试验结果表明：通常变频器均能在失电2s后启动成功，但通过对多台给煤机同时失电再启动的锅炉燃烧试验，发

4、现炉膛负压波动较大，影响锅炉运行安全，不能采取此方法解决给煤机系统的低电压穿越问题。由此，如何保证变频器及其拖动系统在电网电压降低时不停机，成为解决问题的关键。北京四方继保自动化股份有限公司针对此问题，专门开发研制了变频器低电压穿越电源装置（InverterLowvoltagethroughPower,ILP），可以成功的实现给煤机系统在系统低电压出现时不脱网，转速、转矩、功率等指标均维持不变，从而实现完美的低电压穿越功能。二．辽阳热电厂需求概要根据对辽阳热电厂的现场情况统计，得出以下统计表：给

5、粉机1电机功率2.2kW变频器功率2.2kW变频器型号ABPowerFlex40上级开关型号C65N，D10A控制电源电压等级AC220V控制电源容量2.2kVA连接线距离50cm7台炉，每台炉12台给粉机，12台变频器分别安装在两面柜子里，每面柜子两路电源进线，一路工作、一路备用。全厂总共84台变频器。根据现场情况，设计如下的改造方案：1）#1号炉每4台给粉机共用一套GLT-20C装置,12台给粉机配3台装置。2）其他炉与#1号炉类似，每4台给粉机共用一套GLT-20C装置3）7台炉总计84台

6、变频器，总计需要配21套GLT-20C装置16GLT-20C为一拖四机型，即一台ILP连接四台给煤机变频器。三．ILP装置介绍1．装置构成变频器低电压穿越电源（ILP）的详细拓扑如下图2所示。图2变频器低电压穿越电源拓扑图ILP的主功率输入为系统三相交流电源，主功率输出包括一路三相交流电源和一路直流电源。交流输入电源分为两路分别为变频器进行供电。一路为交流供电通路，其将三相交流电经旁路刀闸15SW直接送入变频器A/B/C三相交流输入端子；另一路为直流供电通路，三相交流电能经断路器QF1、电控开关

7、KM1送入由电感L1和二极管整流桥D(TM1、TM2、TM3)构成的整流回路，变换为直流电能并储存于电容C1和C2，电感L2与IGBT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，并送入变频器的直流输入端子。电动开关KM2与电阻R1-3构成预充电回路，实现在ILP初始上电时为电容C1/C2/C3/C4的平稳充电功能。装置中的电容器选用了德国EPCOS品牌的长寿命电容器，40℃环境温度时使用寿命长达250000小时（约合28年）。在现

8、场改造施工中，变频器低电压穿越电源串接在系统三相380V电源与变频器之间，无需对变频器的配置、设置做任何改动，并可利用现场已铺设的电缆，无需新增任何电力线缆。16此外，ILP装置包含一套独立的UPS不间断电源输出，用于满足低电压穿越器件给煤机变频器系统的控制电源供电。2.工作原理变频器低电压穿越电源（ILP）装置的控制目标为在系统电压跌落时保证变频器及其拖动电机系统的转速、功率、转矩不变。其工作原理介绍如下。装置挂网运行时，断路器QF1与电动开关KM1、KM3均处于闭合状态，KM2在完成预充电功