白延飞
中国电建集团甘肃能源投资有限公司巴基斯坦分公司 甘肃省兰州市 730060
摘要：火电厂机组设备运行过程中容易受到多方面因素的影响而出现设备跳闸机组停运等问题。如果不及时加以预防处理，往往会对火电厂机组设备的安全运行构成威胁。其中，相关技术人员应该重点针对火电厂低压变频器低电压穿越问题产生的影响进行明确把握与分析，并在此基础上，结合相关原理提出针对性的运行管理对策。针对于此，本文主要立足于火电厂低压变频器低电压穿越的具体影响，提出火电厂低压电压穿越的具体实现方式及管理措施，以供参考。
关键词：火电厂；低压变频器；低电压穿越；影响
前言：常规异步电机变频器以发挥自身的监视功能，对其直流母线电压运行情况进行监督管理，当直流母线电压存在过低情况时，变频器会采取相应动作提供保护功能。举例而言，变频器会主动采取保护动作如闭锁变频器输出，以确保变频器自身运行安全。另外，当电力系统发生短路故障时，系统会触发一定的交流电压跌落现象。在这一过程中，受到整流桥的整流作用，内部直流母线电压跌落问题明显，会进一步触发变频器发挥保护功能，拖动电机停转。对于某些需要连续运行的关键负载而言，尤其是火电厂机组设备，如果出现电网低电压问题，往往会对火电厂安全生产作业构成威胁。为防止这一问题的出现，我们需要在理论上寻求一种新型的供电电源系统，可以满足跨越系统低电压跌落要求，确保机组设备的安全可靠运行。
1 火电厂低压变频器低电压穿越影响分析
所谓的低电压穿越主要是指变频器与供电对象设备受到外部故障因素的干扰影响引起的暂态、动态现象，或者是长时间电源进线电压降低达到规定的低电压穿越区域，实现安全可靠的供电过程。一般来说，火电厂机组设备长期需要在可靠的供电环境下不间断运行，一旦出现突发风险事故，尤其是电网低电压穿越或者瞬间掉电等事故，不仅会对火电厂机组设备安全运行构成威胁，同时也会对火电厂运行效益构成威胁。
最重要的是，火电厂各辅机与系统之间的连锁较为复杂，如果某个变频控制辅机存在跳闸问题，往往就会对整个机组设备的安全运行造成不利影响。除此之外，当电网存在电压波动或者厂内用电系统故障问题时，也会导致变频器出现跳闸问题。从上述内容不难看出，低电压穿越现象主要体现于变频器当中。为防止火电厂机组设备运行过程出现安全隐患问题，建议技术人员应该对火电厂低压变频器低电压穿越影响问题进行明确把握。并根据具体成因表现采取针对性措施并加以及时处理，以期可以从根本上确保火电厂机组设备运行安全。
2 火电厂低压电压穿越的实现方式分析
2.1 变频器低电压穿越区分
关于变频器低电压穿越区分问题，我们可以从以下三个方面进行研究与分析：
一是变频器暂态低电压穿越区。当变频器进线电源电压跌落到不小于20%额定电压时且持续不超过0.5s的时间实现安全可靠供电过程。
二是变频器动态低电压穿越区。当变频器进线电源电压跌落到不小于60%额定电压时且持续时间不超过5s的区域范围内，可实现安全可靠供电过程，且确保供电对象的安全运行。
三是变频器稳态低电压穿越区。变频器进线电源电压跌落到不小于90%额定电压且持续时间不小于5s时，可以实现可靠供电过程，同时可以确保供电对象的安全运行。
2.2 低电压穿越实现措施
2.2.1 基于短时断电条件下的转速跟踪、启动处理
对于低电压穿越区域而言，变频器可以在短时间内中断并输出保护自身设备。当电源恢复之后，电动机仍保持运转状态。此时，机组也保持运行状态。
运行人员可以跟踪电动机转速之后再进行启动处理。在进行上述处理的过程中，运行人员可以利用速度传感器设施实现对电动机设备的全周期监督管理。其中，在变频器控制电源的设置方面，应该与UPS电源相连接。
除此之外，在设计参数的确定方面，应该主要以电源恢复到电动机返回原有转速的时间参数、电动机所能承受的最长扰动持续时间参数等数据为主进行研究与分析。需要注意的是，对于被传动设备与电动机惯量以及负载等持续时间的相关参数应该加以高度重视，以确保可以为后续管理工作提供良好的数据支持。
2.2.2 利用降转速恒磁通控制方式
如果可以满足降低转速的运行条件，运行人员可以利用降转速恒磁通控制方式，确保三相电压可以在较大幅度暂态环境中保持运行状态。需要注意的是，采取这种方式进行操作处理的过程中，运行人员应该对三相电压暂态跌落最大幅值表现情况进行明确把握。并在此基础上，结合扰动最长持续时间参数，确定机组设备生产过程中所能允许的转速降低程度以及相关负载特性。
2.2.3 外加并联直流电源
所谓的外加并联直流电源方式主要是指工作人员可以在变频器直流母线上外加一路直流电源。其中，在直流电源的选择方面，可以选择防电压跌落旁路直流电源、蓄电池电源等方式以及安装低电压穿越装置。当受到外部扰动因素影响导致常用电源短时中断时，系统内所使用的外加直流电源可以继续为变频器供电。结合现场应用反馈情况来看，外加并联直流电源的方式，并不会对终端电动机的安全运行产生不良影响。除此之外，当工频电源再度恢复正常供电状态时，变频器可以切换为工频电源供电方式正常运行。一般来说，上述操作方式可以在空预器、给煤机以及给粉机等设备中得到良好应用，利于进一步优化相关设备变频器的应用性能，提高设备运行可靠性。
3 相关建议
结合以往火电厂机组设备运行管理经验来看，低压变频器低电压穿越能力的缺失往往会对机组设备系统造成不利影响。如会引起多起系统瞬时故障问题，导致火电机组停机事故频繁发生。严重时，甚至会出现大范围停电减负荷问题。为防止类似问题的反复出现，我们除了需要借助上述方法之外，还可以对变频器动力系统进行改造优化。
一方面，可以根据变频器控制运行要求，适当改变变频器控制策略。如运行人员可以适当降低变频器输出频率，确保电机可以在较低转速中运行。与此同时，积极利用负载惯性回馈负载动能优势，确保变频器所接辅机工作可以始终保持良好运行状态。
另一方面，可以根据火电厂机组设备运行需求，对当前变频器硬件结构情况进行适当改变。如技术部门可以将原有变频器中的二极管不可控整流转化为可控整流，目的在于全面提高直流母线电压的稳定性。必要时也可以增加直流母线处电容容量，减少故障隐患问题出现。
除此之外，还可以利用并联直流供电系统与串联交流供电系统两种方式，为变频器提供可靠的电源供应。以串联交流供电系统为例，火电厂可以采取不间断电源或者动态电压恢复器等方式为变频器供电。
结论：总而言之，低压变频器作为电压敏感型设备的领域范畴，容易受到电压波动等因素的干扰影响而导致设备跳闸、机组停机事故。为防止对火电厂生产经营效益造成不利影响，火电厂技术人员应该立足于机组设备的运行需求，结合变频器低电压穿越技术应用原理及要求，从多个方面针对变频器应用问题以及火电厂机组设备运行问题进行统筹规划与合理部署。并在此基础上，确立科学合理的技术方案，提高火电厂机组设备低电压穿越能力。
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