CN104833879B - 一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，包括电压暂降发生仪（２）、电力电子负载（４）、低压辅机变频器（１）和测试设备。本发明检测系统中，电压暂降发生仪的输入端通过开关Q2和开关Q1连接380v厂用母线（６）；电压暂降发生仪的输出端通过开关Q3连接低压辅机变频器；低压辅机变频器的输出端通过开关Q4连接电力电子负载的输入端；电力电子负载的输出端通过开关Q5连接380v厂用母线；数字存储录波器（３）通过电流互感器采集低压辅机变频器输入、输出端的交流信号；给煤机控制系统（５）通过开关Q6连接220V电源。本发明通过火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统可模拟低压辅机变频器的实际工况，提高低压辅机变频器的低电压穿越能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，属火电设备技术领域。
背景技术
由于变频器在火电厂辅机设备上的应用很普遍，以前我们很少注意到其在电网故障中给机组和电网带来的危害。火电厂中，一类辅机变频器尤其是给煤（粉）机变频器是重要的辅机设备，目前大多数采用变频调速方式运行，由于缺乏对变频器低电压闭锁保护方面的知识，很多电厂并没有认识到变频器会在电网低电压时闭锁输出，而引起全炉膛灭火保护（MFT）动作跳机现象。
火力发电厂的低电压故障一般发生在系统内部或外部，雷击、电气设备短路或接地等都会引起厂用电瞬间电压降低。由于变频装置对电压波动非常敏感，即使是在系统发生瞬时故障导致电压暂降时，相关辅机也可能因变频器低电压穿越能力不足而停止运转而发生低电压闭锁保护, 由于在火电厂大联锁中，采用的是停炉停机联锁，锅炉灭火后汽轮机联跳，发电机主开关断开，失去与电网的连接，需重新启动后再并网运行。 事故处理过程繁琐且需要的时间长，与电网的稳定需求是不相匹配的。
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降低到规定的低电压穿越区内时，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。即保障关键设备在电网波动时持续、稳定的工作。
发明内容
本发明的目的是，根据现有火电厂变频设备存在的问题，本发明提出一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，以保障关键设备在电网波动时持续、稳定和安全运行。
实现本发明的技术方案是，一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，包括电压暂降发生仪、电力电子负载、低压辅机变频器和测试设备。
电压暂降发生仪，用于将三相四线制电源系统转变为三相三线制，通过控制接触器的吸合、分离实现电压的瞬间切换；
电力电子负载，用于模拟电机惯性环节，通过设置有功功率、无功功率模拟电机运行特性；
以及用于作被测对象的低压辅机变频器。
本发明一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统中，电压暂降发生仪的输入端通过电压暂降发生仪输入开关Q2和测试系统的进线开关Q1连接380v厂用母线；电压暂降发生仪的输出端通过电压暂降发生仪输出开关Q3连接低压辅机变频器；低压辅机变频器的输出端通过电力电子负载的输入开关Q4连接电力电子负载的输入端；电力电子负载的输出端通过电力电子负载能量反馈开关Q5连接380v厂用母线；数字存储录波器通过电流互感器采集低压辅机变频器输入、输出端的交流信号；给煤机控制系统通过被测辅机变频器二次电源开关Q6连接电压暂降发生仪输入开关Q2的输出端的220V电源。
所述电压暂降发生仪为特种空心变压器结构，副变为多个绕组，不会因为磁饱和而产生的瞬时励磁涌流，造成辅机变频器的损坏；所述电压暂降发生仪副变设置20%、60%、90%、100%、130%额定电压。
所述特种空心变压器通过接触器吸合/分离来改变电压，通过控制系统设置低电压穿越时间及电压。
所述电力电子负载由可控整流环节、中间直流环节和逆变环节组成。所述可控整流环节由三个桥臂，六个IGBT及缓冲电抗器组成；中间直流环节两个电容组成；逆变环节由四个桥臂，八个IGBT以及滤波电抗器组成；电力电子负载将三相电源逆变为三相四线电源，三相电源进入可控整流环节，通过可控整流环节将交流逆变为直流之后，进入中间直流环节，通过可控整流环节来稳定直流环节直流电压的稳定，待电压稳定之后，通过逆变环节将直流电源逆变为三相四线50HZ电源，并入电网，实现能量的反馈。
所述低压辅机变频器由整流器、中间直流环节和逆变器组成；不可控整流环节由三个桥臂，六个二极管及缓冲电抗器组成；中间直流环节由两组，每组两个电容器组成；逆变环节由三个桥臂，六个IGBT组成；三相电源进入不可控整流环节将交流变换为直流，进入中间直流环节，再到逆变环节，将直流电源逆变为三相可调频率的交流电源。
测试设备通过检测低压辅机变频器的输入\输出电压及电流，准确记录电压跌落的时间、幅值及变频器直流侧电压。
本发明的工作原理是，电压暂降发生仪将三相四线制电源系统转变为三相三线制，并通过继电器KM吸合/分来调节电压，向低压辅机变频器供电；低压辅机变频器通过改变输出功率及频率，以此调整电机的转速，实现系统的闭环调节。电力电子负载作为低压辅机变频器的负载，电力电子负载将低压辅机变频器输出的三相三线制电源转变为三相四线制反馈电网。电力电子负载是通过AC/DC将三相电流变换为直流之后，通过DC/AC环节转变为380V/50HZ电压反馈电网，减少能量的损耗；电子负载可以模拟电机惯性环节，通过设置有功功率、无功功率模拟电机运行特性。
本发明的有益效果是，本发明通过火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统可模拟低压辅机变频器的实际工况的运行特性，提高低压辅机变频器的低电压穿越能力；使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降低到规定的低电压穿越区内时，仍能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。
附图说明
图１为低压辅机变频器结构原理图；
图２为电力电子负载原理图；
图３为电压暂降发生仪原理图；
图４为低压辅机变频器测试系统；
图中，１是被试辅机变频器；２是电压暂降发生仪；３是数字存储录波器；４是电力电子负载；５是给煤机控制系统；６是380v厂用母线；７是变压器输入交流；８是为变压器输出交流；Q1为测试系统的进线开关；Q2为电压暂降发生仪输入开关；Q3为电压暂降发生仪输出开关；Q4为低压辅机变频器的输出即电力电子负载的输入开关，Q5为电力电子负载能量反馈开关，Q6为被测辅机变频器二次电源开关。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图４所示。
本实施例一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，包括电压暂降发生仪２、电力电子负载４、低压辅机变频器１和测试设备。
电压暂降发生仪２的输入端通过电压暂降发生仪输入开关Q2和测试系统的进线开关Q1连接380v厂用母线６；电压暂降发生仪２的输出端通过电压暂降发生仪输出开关Q3连接低压辅机变频器１；低压辅机变频器１的输出端通过电力电子负载的输入开关Q4连接电力电子负载４的输入端；电力电子负载的输出端通过电力电子负载能量反馈开关Q5连接380v厂用母线６；测试设备数字存储录波器３通过电流互感器采集低压辅机变频器１的输入、输出端的交流信号；给煤机控制系统５通过被测辅机变频器二次电源开关Q6连接电压暂降发生仪输入开关Q2的输出端的220V电源。
本实施例中电压暂降发生仪２将三相四线制电源系统转变为三相三线制，并通过继电器KM吸合/分来调节电压，向低压辅机变频器１供电；低压辅机变频器１通过改变输出功率及频率，以此调整电机的转速，实现整个系统的闭环调节。电力电子负载４作为低压辅机变频器１的负载，电力电子负载４将低压辅机变频器１输出的三相三线制电源转变为三相四线制反馈电网。电力电子负载４是通过AC/DC将三相电流变换为直流之后，通过DC/AC环节转变为380V/50HZ电压反馈电网，减少能量的损耗。
Claims (4)
1.一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，包括用于作被测对象的低压辅机变频器，其特征在于，所述系统还包括：
电压暂降发生仪，用于将三相四线制电源系统转变为三相三线制，通过控制接触器的吸合或分离实现电压的瞬间切换；
电力电子负载，用于模拟电机惯性环节，通过设置有功功率和无功功率模拟电机运行特性；
所述电压暂降发生仪的输入端通过电压暂降发生仪输入开关Q2和检测系统的进线开关Q1连接380v厂用母线；电压暂降发生仪的输出端通过电压暂降发生仪输出开关Q3连接低压辅机变频器；低压辅机变频器的输出端通过电力电子负载的输入开关Q4连接电力电子负载的输入端；电力电子负载的输出端通过电力电子负载能量反馈开关Q5连接380v厂用母线；数字存储录波器通过电流互感器采集低压辅机变频器输入和输出端的交流信号；给煤机控制系统通过被测的低压辅机变频器二次电源开关Q6连接电压暂降发生仪输入开关Q2的输出端的220V电源。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，其特征在于，所述电压暂降发生仪为空心变压器结构，副变为多个绕组，不会因为磁饱和而产生的瞬时励磁涌流，造成低压辅机变频器的损坏；所述电压暂降发生仪副变设置20％、60％、90％、100％或130％额定电压。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，其特征在于，所述电力电子负载由可控整流环节、中间直流环节和逆变环节组成；所述可控整流环节由三个桥臂，六个IGBT及缓冲电抗器组成；中间直流环节由两个电容串联组成；逆变环节由四个桥臂，八个IGBT以及滤波电抗器组成；电力电子负载将三相电源逆变为三相四线电源，三相三线制电源进入可控整流环节，通过可控整流环节将交流逆变为直流之后，进入中间直流环节，通过可控整流环节来稳定中间直流环节直流电压的稳定，待电压稳定之后，通过逆变环节将直流电压逆变为三相四线50Hz电源，并入电网，实现能量的反馈。
4.根据权利要求2所述的一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越检测系统，其特征在于，所述空心变压器通过接触器吸合/分离来改变电压，通过控制系统设置低电压穿越时间及电压。
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