VSP低電壓穿越裝置

　　1 產(chǎn)品特點(diǎn)

VSP低電壓穿越裝置

　　2 低電壓穿越技術(shù)要求

　　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

　　國網(wǎng)公司《大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器高、低電壓穿越技術(shù)》規(guī)定，變頻器及供電對象設(shè)備外部故障或擾動引起的暫態(tài)、動態(tài)或長時間電源進(jìn)線電壓降低到規(guī)定的低電壓穿越區(qū)內(nèi)時，能夠可靠供電，保障供電對象的安全運(yùn)行。

　　我公司參與起草的能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火電機(jī)組輔機(jī)變頻器低電壓穿越技術(shù)規(guī)范》對變頻器低電壓穿越問題做了具體要求。

　　技術(shù)要求

　　當(dāng)外部故障或擾動引起的變頻器進(jìn)線電壓跌落幅值和持續(xù)時間在低電壓穿越區(qū)內(nèi)時(如表 2-1 和圖 2-1 所示)，變頻器應(yīng)能夠保障供電對象的安全運(yùn)行。

VSP低電壓穿越裝置

　　各種原因引起的低電壓穿越對機(jī)組系統(tǒng)的危害

　　當(dāng)廠用電源系統(tǒng)發(fā)生電壓暫降時，引起火電廠輔機(jī)停運(yùn)的原因除交流接觸器跳閘外，還有輔機(jī)變頻器因低壓保護(hù)動作閉鎖輸出，退出運(yùn)行，輕則導(dǎo)致機(jī)組RB(輔機(jī)故障減負(fù)荷)，重則造成機(jī)組MFT(主燃料跳閘)，嚴(yán)重危及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

VSP低電壓穿越裝置

　　如能保證重要輔機(jī)變頻器低電壓時正常輸出，輔機(jī)低壓跳閘問題也就迎刃而解。

　　我公司提出的VSP低電壓穿越裝置并聯(lián)接入變頻器直流母線，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生電壓暫降時，維持變頻器直流母線電壓，使變頻器具有低電壓穿越能力。通過合理的隔離措施，不會因為本身的故障，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，且裝置成本低，無須維護(hù)。裝置主要由VSP低電壓穿越功率單元、智能控制器、相關(guān)邏輯和保護(hù)器件組成，功率單元數(shù)量根據(jù)需求進(jìn)行配置。

　　3 變頻器低電壓問題解決方案

VSP低電壓穿越裝置

　　其他的解決措施：一是解決變頻器工頻輸入電源低電壓問題，通常在變頻器前端串接在線式UPS，或者串接動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)。二是解決變頻器直流母線電壓跌落問題，通常在變頻器直流母線側(cè)并接低電壓穿越裝置，或者直接并接儲能裝置維持直流母線電壓。

　　采用交流串接方式時，當(dāng)UPS或者DVR本身發(fā)生故障，不僅不能保證輔機(jī)具有低電壓穿越能力，同時也會給系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來隱患。

　　儲能裝置并聯(lián)接入變頻器直流母線，如就地安裝，維護(hù)成本較高，集中安裝時一旦出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)喪失低電壓穿越能力。

VSP低電壓穿越裝置

　　4 功能及原理

　　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

VSP低電壓穿越裝置

　　工作原理

　　低電壓穿越裝置的主功率電路為由電感(L1，L2)與橋式IGBT模塊構(gòu)成雙重BOOST型式的升壓斬波電路，通過調(diào)整下橋臂IGBT的導(dǎo)通占空比，可將直流輸入電壓泵升為等級更高的直流電壓，并儲存于直流電容(C1,C2)上。繼電器KM1、KM2與電阻YR1構(gòu)成預(yù)充電回路，實現(xiàn)在初始上電時電容C1、C2的平穩(wěn)充電。

　　基于多重化并聯(lián)的BOOST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可有效減小電感電流和電容電壓的紋波，降低IGBT的電流應(yīng)力。

　　廠用直流電源作為低電壓穿越裝置的輸入，輸出端經(jīng)內(nèi)部防反二極管D1、D2接變頻器直流母線;

　　變頻器工頻輸入電源正常時，由原工頻電源為變頻器供電，裝置處于熱備狀態(tài)(輸出DC490V)。

　　變頻器工頻輸入電源發(fā)生低電壓穿越區(qū)內(nèi)的短時中斷或電壓暫降時，裝置自動切入，為變頻器供電，維持變頻器直流母線電壓穩(wěn)定(DC490V)并提供能量，保證變頻器及所拖動的輔機(jī)正常工作。

　　待變頻器工頻輸入電源恢復(fù)正常之后，裝置自動切出保持熱備狀態(tài)，變頻器仍然由工頻電源供電。

　　試驗波形

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