发电厂辅机变频器高、低电压穿越---许庆贺.pdf

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1、发电厂辅机变频器高、低电压穿越许庆贺2018年07月·郑州提纲一、高低电压穿越背景二、火电厂高低电压穿越技术要求三、高低电压穿越措施四、工程应用方法五、性能测试一、高低电压穿越背景交直流混联背景下电网特点目前国家电网公司建成“八交十直”特高压工程，跨国跨区输电能力达8575万千瓦。国家电网已形成东北、西北、西南送出；华东受入；华北、华中送受并存的输电格局。单位：万千瓦跨区互联格局2010-2017年跨国跨区输电能力增长一、高低电压穿越背景交直流混联背景下电网特点1.特高压直流受端系统动态无功储备下降，电压特性恶化u根据直流设计原则，直流本身u在受端交流系统电压降低时，

2、直流电压不向系统提供动态无功，致受端相应降低，进而直流电流增加。由此导致电网动态过程中需从系统中大量受端换流器消耗无功增加。同时，受端电吸收无功。而本地发电机组，可压降低时，交流滤波器的无功出力也降低在故障下向系统提供可提供大量。即交流电压降低后换流站从系统吸收的动态无功支撑。因此，直流送端无功增加，电压易失稳。相比于传统发电系统的动态无功储备下降。机直流受端系统电压特性恶化。一、高低电压穿越背景交直流混联背景下电网特点2.特高压直流弱送端系统短路容量不足，过电压问题突出u随着大型能源基地开发向边远地区延伸，特别是风电、光伏的大规模集中开发，直流输电送端电网薄弱、短路

3、容量不足问题突出，一方面直流输送能力的提升严重依赖于送端火电的开机方式，直接影响了清洁能源消纳和电网运行方式的灵活性；另一方面直流换相失败引起送端系统暂态电压升高，严重情况下导致风机大面积脱网。一、高低电压穿越背景交直流混联背景下电网特点3.电网所受冲击增大随着直流输电、柔性输电技术快速发展，交直流、送受端、上下级电网间耦合紧密，输电网呈现三方面特征：一是交流故障易通过直流快速传导、放大，送受端电网一体化特征显著；二是直流群功率冲击大，交流通道耐受能力不足，交直流系统结构性矛盾突出；三是电力电子设备的大量并网，电力电子器件的耐高电压能力差，谐振、次/超同步振荡问题逐步

4、显现，电网“宽频”特性日益凸显。一、高低电压穿越背景火电机组辅机低电压穿越的项目背景Ø近年来，火电厂陆续发生了几起由系统低电压故障造成火电机组跳机的事故。在此类事故中，电厂内部或外部故障(雷击、电气设备短路、接地等)，引起电网电压短时跌落，相应厂用电短时电压降低，由于原来火电厂一类辅机及其变频器设备不具备低电压穿越功能，当输入电压降低，触发了辅机变频器的低电压保护，变频器闭锁输出，辅机停机，进而引发锅炉炉膛灭火保护（MFT）动作造成非计划停炉，最终导致了发电机组的跳机。一、高低电压穿越背景火电机组辅机低电压穿越的项目背景典型案例分析：大负载投入导致低电压现象，引发跳机

5、事故问题：部分电厂在投入厂内大负荷负载时，也有引起厂内供电系统低电压，导致变频器保护动作。例如：吉林白城电厂，吉林长山电厂，之前都发生过，当厂内大功率水泵投入时，出现给煤机变频器保护动作现象。厂内和厂外原因都会引起厂用电短时电压降低厂内部原因，如：大型设备起停、非平衡设备干扰等。厂外部原因，如：线路故障、雷击、电气设备短路、接地等。一、高低电压穿越背景火电机组辅机低电压穿越的项目背景典型案例分析：电厂给煤机变频器低电压闭锁，引发跳机事故起因：2011年伊敏电厂开关CT故障，造成500kV系统母线接地过程：厂用变电压跌落，给煤机变频器低电压闭锁，触发炉膛灭火保护（MFT

6、），机组跳机范围：伊敏电厂、相邻120km的呼伦贝尔电厂一、高低电压穿越背景火电机组辅机低电压穿越的项目背景典型案例分析：空气预热器变频器低电压穿越装置故障，引发跳机事故起因：通辽地区突降暴风雪，科沙线线路故障引起电压波动过程：厂用电系统电压波动，A.B空气预热器，A、B引风机，A、B送风机，A、B一次风机，A,B.C.E.F,G磨煤机及给煤机跳闸，锅炉MFT动作，发电机解列范围：通辽电厂故障危害★影响发电厂发电连续性和经济性，并造成电厂发电设备损坏★进一步对电力系统造成冲击，加剧系统故障程度，严重影响电力系统的安全稳定运行提纲一、高低电压穿越背景二、火电厂高低电压穿

7、越技术要求三、高低电压穿越措施四、工程应用方法五、性能测试二、火电厂高低电压穿越技术要求应对策略火电厂由高低电压引发跳机的问题,，引起了电网公司的高度重视，国家电网公司和南方电网公司调度中心，均下发了火电机组辅机安全隐患排查的通知。二、火电厂高低电压穿越技术要求相关文件二、火电厂高低电压穿越技术要求相关文件二、火电厂高低电压穿越技术要求文件重要条款《河南电力调度控制中心关于开展河南电网600兆瓦及以上机组低压辅机高、低电压穿越能力技术改造工作的通知》调【2014】30号文：2013年3月省调根据上级有关要求，开展了300兆瓦及以上统调火电机组一类辅机