300MW燃煤机组给煤机变频系统抗低电压穿越系统应用

【摘 要】针对电网系统故障引起火电厂厂用电压降低时，存在可能导致火电厂给煤机全停机组跳闸的安全隐患，介绍了某火电厂300MW机组进行低电压穿越改造应用情况。经过现场试验结果证明，采用该低电压穿越改造设计是可行的，并具有普遍实用性，适用于火电厂燃煤机组的低电压穿越改造，具有一定的理论意义和指导价值。

【关键词】燃煤机组 煤机变频 系统 抗低电压 穿越系统 应用

300MW燃煤机组的给煤机驱动系统，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，会导致给煤机驱动系统停运，进而造成发电机组停机脱网的恶劣事故。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。

变频器的进电端子（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。

1 系统组成

GC-SGS低电压穿越系统由监控及显示单元、电源保护装置、GC-MASTER主监控单元、电力监测专用软件V1.0、压差控制系统、直流配电回路、控制回路不间断电源、储能及储能管理系统等组成。

1.1监控及显示

显示交流电源、直流输出电流、运行指示、故障指示、低电压穿越SOE记录、充电电压、单只电池电压等。

1.2电源保护装置

将蓄电池串接，经过DC/DC变换将直流输出电压维持在DC500V左右，电压保护装置不会对锅炉辅机变频器直流母线供电；当厂用电跌落到90%以下时，电压暂降保护装置瞬时输出，保证负载正常运行。

1.3主监控（GC-MASTER）

PLC的作用，监控整个低电压穿越系统，监测交流输入电压、直流输出电流、低电压穿越时间、充电系统运行状况、电池电压状况等等。可与HMI触摸屏或业主DCS进行通讯，显示相关数据及报警信号并可实现与业主MFT动作联锁等。可实现整套系统的智能自检功能。

1.4电力监测专用软件V1.0

整体系统的软件，可在触摸屏上显示所有系统的参数及对系统的具体参数值进行设置。

1.5压差控制系统

防止形成环流和阻止负载侧的瞬间反向电压对系统的冲击。

1.6直流配电回路

包括热磁脱扣过流保护断路器、快熔、接触器、隔离单元、放电检测等等。每个直流配电回路对应一台锅炉辅机变频器，可根据现场情况配置多个直流输出回路。

1.7储能及储能管理系统

实现和确保电网完全失电时设备能正常工作。

2 系统工作原理

系统直流输出母线由晶闸管和直流压差控制系统控制，正常运行时与变频器完全隔离。电网电压跌落到90%以内时，系统不工作，处于热备用状态；当电压跌落到0%～90%范围内系统瞬时〔

3 系统优点

（1）分布式供电，模块化设计，方便安装调试；

（2）完全后备式运行方式，加装该系统不影响原有锅炉给煤粉系统的正常运行；

（3）在发生低电压穿越情况时，可由该系统保持锅炉辅机变频器在电网电压跌落为零的情况下连续正常运转；

（4）系统最长工作时间可以根据现场情况选择相应配置；

（5）可以设置系统实际工作时间；

（6）在发生低电压穿越情况时，该系统由后备方式切换到在线工作方式的切换时间

（7）可以扩展与炉膛安全监控系统（FSSS）联锁控制，提高供电方式安全性及锅炉运行安全性；

（8）可以扩展与锅炉给煤变频的联锁控制，提高供电方式安全性及锅炉运行安全性；

（9）系统内公司专利技术直流电源监控系统，保证系统自检功能完备，实现免维护运行；

（10）可选用大屏幕触摸屏显示，可扩展与DCS通讯，实现远程监控。

4评价结语

对给煤机变频器加装GC-SGS/VSP-22M低电压穿越系统后，给煤机变频器及其拖动系统可实现在电力系统发生短时电压跌落时，输出转矩、转速、功率均不变，进而保证低电压过程中，机组的稳定、可靠的低电压穿越。避免低电压造成的机组非计划停炉或关键设备的损坏，提高电厂整体发电的安全可靠性。

参考文献：

[1] 张宝国，李明尚，冯仁海.低氮燃烧技术在300MW发电机组的应用[J].发电与空调，2014（01）.

[2] 邢瑞江.励磁均流系数的提高与优化[J].发电与空调，2014（01）.

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