火電機組輔機變頻器高低電壓穿越裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力行業,尤其涉及一種變頻器及供電對象設備外部故障或擾動引起的暫態、動態或長時間電源進線電壓升高或降低到規定的高、低電壓穿越區內時,實現火電機組輔機變頻器的高低電壓穿越下的不間斷運行、可靠供電、保障供電對象安全運行的火電機組輔機變頻器高低電壓穿越裝置。
【背景技術】
[0002]近年來火電廠陸續發生了幾起由系統低電壓故障造成火電機組跳機的事故。在此類事故中,電廠內部或外部故障(雷擊、電氣設備短路、接地等),引起電網電壓短時跌落,跌落幅度超過15%、持續時間較短,此類故障的發生,原本不應引起輔機的退出,但由于火電廠關鍵輔機的變頻器設備不具備低電壓功能,觸發了輔機拖動變頻器的低電壓保護,變頻器閉鎖輸出,輔機停機,最終導致了發電機組的跳機。此類故障期間的非計劃跳機,一方面影響發電廠發電連續性和經濟性,并造成電廠發電設備損壞,另一方面會進一步對電力系統造成沖擊,加劇系統故障程度,嚴重影響電力系統的安全穩定運行。
[0003]火電廠由電壓暫降引發跳機的問題,引起了電網公司的高度重視,國家電網公司和南方電網公司調度中心,均下發了火電機組輔機安全隱患排查的通知。東北電網公司首先對發電廠重要運行輔機低電壓穿越能力提出了具體的要求:要求重要輔機的變頻拖動系統,在系統電壓跌落至20%且持續1s的情況下,具備完備可靠的低電壓穿越能力,確保系統故障時發電機組不因低電壓穿越能力不足而跳閘。
[0004]目前現有技術和產品能夠解決低電壓下變頻器的不間斷運行,但高電壓下變頻器自身不具備寬電壓范圍運行條件下無法解決高電壓下變頻器的不間斷運行。而直流側母線并聯電容器方案理論上簡單,實現起來存在沖擊過大,可靠性較低的問題。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種一體化實現火電機組輔機變頻器的高低電壓穿越下的不間斷運行,與現有系統無縫接口的具有較高可靠性的火電機組輔機變頻器高低電壓穿越裝置。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:一種高低電壓穿越裝置,包括保護用斷路器、軟起動電路、快速切換用靜態開關sts、高低電壓穩壓控制電路,其中軟起動電路由兩個接觸器1KM、2KM和電阻R組成,高低電壓穩壓控制電路由三相電抗器LA、三相整流橋RB、電容器Cl、高壓斬波降壓電路、平波電感LD,低壓斬波升壓電路、電容器C2、防反二極管D3和D4、輸出保護熔絲F構成,高壓斬波降壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Ql和二極管Dl,低壓斬波升壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Q2和二極管D2,保護用斷路器的觸點QF與快速切換用靜態開關sts相連,同時通過軟起動電路連接高低電壓穩壓控制電路;
[0007]在高低電壓穩壓控制電路中,三相電抗器LA與三相整流橋RB的交流輸入端相連接,直流輸出端上并聯電容器Cl,電容器Cl的正極連接絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極,負極連接二極管Dl的陽極,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極和二極管Dl的陰極相連接,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極還同時連接平波電感LD,平波電感LD的另一端連接二極管D2的陽極,二極管D2的陽極同時和絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極相連接,二極管D2的陰極和絕緣柵雙極型晶體管Q2的發射極并聯連接電容器C2,電容器C2連接防反二極管D3和D4,經輸出保護熔絲F輸出直流電壓。
[0008]與現有技術相比,本實用新型具有如下突出優點:
[0009]1、現有的變頻器低電壓穿越裝置都不具備高電壓穿越功能,本實用新型既能實現低電壓穿越,又能實現高電壓穿越。
[0010]2、電路簡單可靠,可實現在20%_180%的額定輸入電壓范圍內,保證變頻器的安全可靠運行。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖與具體實施實例對本實用新型作進一步詳細描述:本實施實例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施,給出了實施方式和操作過程,但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0013]如圖1所示,本實用新型公開了一種高低電壓穿越裝置,包括保護用斷路器、軟起動電路、快速切換用靜態開關sts、高低電壓穩壓控制電路,其中軟起動電路由兩個接觸器1KM、2KM和電阻R組成,高低電壓穩壓控制電路由三相電抗器LA、三相整流橋RB、電容器Cl、高壓斬波降壓電路、平波電感LD,低壓斬波升壓電路、電容器C2、防反二極管D3和D4、輸出保護熔絲F構成,高壓斬波降壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Ql和二極管Dl,低壓斬波升壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Q2和二極管D2,保護用斷路器的觸點QF與快速切換用靜態開關sts相連,同時通過軟起動電路連接高低電壓穩壓控制電路;
[0014]在高低電壓穩壓控制電路中,三相電抗器LA與三相整流橋RB的交流輸入端相連接,直流輸出端上并聯電容器Cl,電容器Cl的正極連接絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極,負極連接二極管Dl的陽極,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極和二極管Dl的陰極相連接,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極還同時連接平波電感LD,平波電感LD的另一端連接二極管D2的陽極,二極管D2的陽極同時和絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極相連接,二極管D2的陰極和絕緣柵雙極型晶體管Q2的發射極并聯連接電容器C2,電容器C2連接防反二極管D3和D4,經輸出保護熔絲F輸出直流電壓。
[0015]運行原理:三相交流輸入電源經過可控硅組成的靜態開關sts后,接到變頻器的交流輸入端,控制系統不斷檢測三相交流輸入電壓,當電壓低于120%額定電壓時,靜態開關導通,當電壓高于120%額定電壓時,靜態開關關斷,進入高電壓穿越模式。
[0016]一個二極管的整流橋,電感,2個絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和2個二極管組成BUCK-BOOST電路,完成高低電壓穿越功能。當三相交流輸入低于額定電壓120%的時候,BUCK的IGBT —直開通,當交流輸入電壓低于額定電壓90%的時候,BOOST的IGBT開始PWM工作,維持變頻器的直流輸入電壓在510V左右,實現低電壓穿越,最低的低電壓穿越電壓為20%額定輸入電壓。穿越時間可以設置。當交流輸入電壓高于120%額定電壓的時候,BOOST的IGBT關斷,BUCK的IGBT開始PWM工作,維持變頻器的直流輸入電壓在510v左右,實現高電壓穿越。最高的穿越電壓為額定電壓的180%,穿越時間可以設置。
[0017]仿真結果:先將輸入電壓設置為20%的額定輸入電壓,然后再把輸入電壓突變到130%的額定輸入電壓,觀看直流母線電壓,能穩定在510V左右,實現變頻器的高低電壓穿越。
【主權項】
1.一種火電機組輔機變頻器高低電壓穿越裝置,包括保護用斷路器、軟起動電路、快速切換用靜態開關Sts、高低電壓穩壓控制電路,其中軟起動電路由兩個接觸器1KM、2KM和電阻R組成,高低電壓穩壓控制電路由三相電抗器LA、三相整流橋RB、電容器Cl、高壓斬波降壓電路、平波電感LD、低壓斬波升壓電路、電容器C2、防反二極管D3和D4、輸出保護熔絲F構成,高壓斬波降壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Ql和二極管D1,低壓斬波升壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Q2和二極管D2,其特征在于: 保護用斷路器的觸點QF與快速切換用靜態開關sts相連,同時通過軟起動電路連接高低電壓穩壓控制電路; 在高低電壓穩壓控制電路中,三相電抗器LA與三相整流橋RB的交流輸入端相連接,直流輸出端上并聯電容器Cl,電容器Cl的正極連接絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極,負極連接二極管Dl的陽極,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極和二極管Dl的陰極相連接,絕緣柵雙極型晶體管Ql的發射極還同時連接平波電感LD,平波電感LD的另一端連接二極管D2的陽極,二極管D2的陽極同時和絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極相連接,二極管D2的陰極和絕緣柵雙極型晶體管Q2的發射極并聯連接電容器C2,電容器C2連接防反二極管D3和D4,經輸出保護熔絲F輸出直流電壓。
【專利摘要】本實用新型涉及一種火電機組輔機變頻器高低電壓穿越裝置,包括斷路器,軟起動電路,快速切換用靜態開關sts,由三相電抗器LA、三相整流橋RB、電容器C1、高壓斬波降壓電路、平波電感LD,低壓斬波升壓電路、電容器C2、防反二極管D3和D4、輸出保護熔絲F構成的高低電壓穩壓控制電路,由兩個接觸器1KM、2KM和電阻R組成的軟起動電路,高壓斬波降壓電路包括低壓斬波升壓電路包括絕緣柵雙極型晶體管Q2和二極管D2,斷路器觸點QF與快速切換用靜態開關sts相連,通過軟起動電路連高低電壓穩壓控制電路;既能實現低電壓穿越,又能實現高電壓穿越,電路簡單可靠,可實現在20%-180%的額定輸入電壓范圍內,保證變頻器的安全可靠運行。
【IPC分類】H02J3/38
【公開號】CN204706895
【申請號】CN201520087491
【發明人】關戰偉, 何曉峰, 王學強, 祁澤旺, 郝戰鐸
【申請人】河南柏特電氣設備有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年2月9日