火电厂给煤机变频器低电压穿越的技术改造分析

火电厂给煤机变频器低电压穿越的技术改造分析

米云飞

华电潍坊发电有限公司  山东省 潍坊市  261200

摘要：火电厂给煤机的变频器在运行过程中可能会遇到低电压穿越现象，这会对给煤机的稳定运行造成影响。本文首先介绍了给煤机变频器低电压穿越现象及其对给煤机运行的影响，然后分析了产生低电压穿越的原因，最后提出了针对性的技术改造措施。本研究对于提高火电厂给煤机变频器的抗低电压穿越能力具有一定的参考价值。

关键词：给煤机；变频器；低电压穿越；技术改造；原因分析

0引言

随着工业自动化程度的提高，变频器在火电厂辅机控制中得到广泛应用。但是，较多变频器的低电压穿越能力较差，甚至不具备低电压穿越能力的问题日益突出，因系统瞬间故障低电压引发的跳机事件时有报道。因此，对给煤机变频器低电压穿越现象进行分析，并研究相应的技术改造措施，对于提高给煤机的运行稳定性具有重要意义。本文旨在对火电厂给煤机变频器低电压穿越现象进行分析，探讨产生低电压穿越的原因，并提出技术改造措施，以提高给煤机变频器的抗低电压穿越能力。

1给煤机变频器低电压穿越现象及其影响

1.1低电压穿越现象的定义

低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）是指在电力系统发生电压跌落时，风电机组、光伏电站等新能源发电设备以及部分电力电子设备能够保持不脱网运行，并在电网电压恢复后继续正常运行的能力。对于火电厂给煤机变频器而言，低电压穿越现象是指在电网电压出现一定程度的跌落时，变频器能够维持给煤机的运行，不发生跳闸等异常情况。

1.2低电压穿越对火电厂安全的影响

低电压穿越对火电厂安全的影响主要体现在以下几个方面：给煤机是火电厂的重要辅机设备，其稳定运行对机组的安全稳定运行至关重要。如果给煤机在电网电压跌落时跳闸停机，可能会导致锅炉燃烧不稳定，影响机组的出力和运行效率。严重时，甚至可能引发机组跳闸，对火电厂的安全造成威胁。低电压穿越过程中，给煤机电机和变频器可能会承受较大的电流冲击和转矩波动，这会增加设备损坏的风险。例如，电机绕组可能会因过流而发热，导致绝缘损坏；变频器的功率模块可能会因过压或过流而损坏。火电厂是电力系统的重要电源点，其稳定运行对电网的稳定性起着重要作用。如果火电厂的给煤机在电网电压跌落时大量跳闸停机，可能会导致电网频率和电压的波动，影响电网的稳定性。

2给煤机变频器低电压穿越的原因分析

2.1电网电压波动的原因

电网电压波动是导致给煤机变频器低电压穿越的主要原因之一。电网电压波动主要由以下因素引起：电力系统中的故障，如短路故障、接地故障等，会导致电网电压瞬间跌落。故障的类型、位置和严重程度不同，电压跌落的幅度和持续时间也会有所不同。电力系统中的负荷变化会引起电网电压的波动。当负荷突然增加时，电网电压会下降；当负荷突然减少时，电网电压会上升。负荷变化的幅度和速度越大，电网电压波动的幅度也会越大。无功功率是影响电网电压的重要因素之一。如果电力系统中的无功补偿不足，会导致电网电压下降。特别是在重负荷情况下，无功功率需求较大，如果无功补偿不足，电网电压可能会出现较大幅度的跌落。

2.2变频器自身故障的原因

变频器自身故障也可能导致给煤机变频器低电压穿越。变频器自身故障主要由以下因素引起：变频器的硬件故障，如功率模块损坏、控制电路故障等，会导致变频器无法正常工作。在电网电压跌落时，变频器可能无法及时调整输出电压，从而导致给煤机跳闸停机。变频器的软件故障，如控制算法错误、参数设置不当等，也会影响变频器的性能。在电网电压跌落时，软件故障可能会导致变频器无法正确响应，从而影响给煤机的运行稳定性。

2.3给煤机负载变化的原因

给煤机负载变化也可能导致给煤机变频器低电压穿越。给煤机负载变化主要由以下因素引起：煤质的变化会影响给煤机的负载。如果煤质变差，给煤机的负载会增加；如果煤质变好，给煤机的负载会减少。负载变化会导致给煤机电机的输入功率发生变化，从而影响电网电压和变频器的输出电压。给煤量的变化也会影响给煤机的负载。如果给煤量增加，给煤机的负载会增加；如果给煤量减少，给煤机的负载会减少。负载变化会导致给煤机电机的输入功率发生变化，从而影响电网电压和变频器的输出电压。

3给煤机变频器低电压穿越的技术改造措施

3.1改进变频器的设计和选型

在给煤机变频器的选型过程中，应优先选择具有低电压穿越功能的变频器。这些变频器通常具有更强的抗干扰能力和快速响应能力，能够在电网电压跌落时保持给煤机的稳定运行。可以通过改进变频器的硬件设计，提高其电压耐受能力。例如，增加变频器的输入滤波器、提高功率模块的耐压等级等，可以有效地减少电网电压波动对变频器的影响。通过优化变频器的控制算法，可以提高其在低电压穿越情况下的性能。例如，采用先进的矢量控制算法、自适应控制算法等，可以使变频器更好地适应电网电压的变化，保持给煤机的稳定运行。

3.2增加变频器的保护和监控功能

在变频器中增加低电压穿越保护功能，可以在电网电压跌落时及时采取保护措施，避免给煤机跳闸停机。例如，可以设置低电压穿越保护阈值，当电网电压低于阈值时，变频器自动调整输出电压和频率，保持给煤机的稳定运行。通过加强对变频器的监控，可以及时发现变频器的故障和异常情况，采取相应的措施进行处理。例如，可以安装变频器监控系统，实时监测变频器的输入电压、输出电压、电流、温度等参数，当参数出现异常时，及时发出报警信号。

3.3优化给煤机的运行控制策略

采用变频调速技术可以实现给煤机的无级调速，根据实际需要调整给煤量，提高给煤机的运行效率和稳定性。在电网电压跌落时，变频器可以通过调整输出频率，降低给煤机的转速，减少电机的输入功率，从而减轻电网的负担。优化给煤机的启动和停止方式，可以减少对电网的冲击。例如，可以采用软启动器或变频器的软启动功能，实现给煤机的平滑启动；在停止给煤机时，可以采用逐渐降低给煤量的方式，避免突然停机对电网造成冲击。合理调整给煤机的负载，可以减少给煤机电机的输入功率，降低电网电压的波动。例如，可以根据煤质和给煤量的变化，及时调整给煤机的转速和给煤量，保持给煤机的负载在合理范围内。

4结论

给煤机变频器低电压穿越现象对给煤机的稳定运行和火电厂的安全构成威胁。通过对给煤机变频器低电压穿越现象及其原因进行分析，本文提出了针对性的技术改造措施，以提高给煤机变频器的抗低电压穿越能力。这对于保障火电厂给煤机的稳定运行和提高发电效率具有重要意义。在实际应用中，应根据火电厂的具体情况，综合考虑各种因素，选择合适的技术改造措施，确保给煤机变频器能够在电网电压跌落时保持稳定运行。同时，还应加强对给煤机变频器的维护和管理，定期进行检测和维护，及时发现和处理故障，确保设备的安全可靠运行。

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