火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备和方法技术

本发明专利技术公开了火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，包括三相输入电源、被测设备、电压暂降发生装置和负载，所述三相输入电源与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置与被测设备电连接，所述被测设备与负载电连接；所述被测设备为低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统；所述电压暂降发生装置包括通过“背靠背”的连接方式构成的两个三相电压型PWM变换器，所述电压暂降发生装置用于产生电压暂降，所述电压暂降包括平衡电压暂降和不平衡电压暂降，所述负载为模拟负载或实际负载；本发明专利技术能有效准确测定火电厂低压辅机变频器的低电压穿越能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火电厂低压辅机
，尤其涉及一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备和方法。
技术介绍
变频器因其在控制和节能方面无法替代的优势，在各行业得到了广泛的应用。但由于电网电压不稳定，导致变频器在使用中产生了新的问题：变频器高低压保护跳闸（即低电压穿越）。多数变频器高低电压穿越能力差，有些甚至不具备这种能力。近年来，全国火电厂陆续发生了多起系统瞬时故障造成火电机组停机的事件，引起系统震荡或解列、大范围停电减负荷等，造成了重大社会和经济影响。因此，对不具有低电压穿越能力的低压辅机变频器进行改造便显得尤为重要，也成为提高火电厂低压辅机变频器运行可靠性的重要方法。许多火电厂已开始针对火电机组低压辅机变频器不具备低电压穿越能力的问题进行了改造，但却没有相关试验方法和试验设备来验证改造后的系统低电压穿越能力是否符合相关要求或低电压穿越能力的高低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备和方法，本火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备和方法能有效准确测定火电厂低压辅机变频器的低电压穿越能力，为火电厂进一步提高变频器低电压穿越能力提供数据支持。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，包括三相输入电源、被测设备、电压暂降发生装置和负载，所述三相输入电源与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置与被测设备电连接，所述被测设备与负载电连接；所述被测设备为低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统；所述电压暂降发生装置包括通过“背靠背”的连接方式构成的两个三相电压型PWM变换器，所述电压暂降发生装置用于产生电压暂降，所述电压暂降包括平衡电压暂降和不平衡电压暂降，所述负载为模拟负载或实际负载。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述三相输入电源通过开关Q1与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置通过开关Q2与被测设备电连接，所述被测设备通过开关Q3与负载电连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述模拟负载为由电动机和发电机构成的能量回馈式电动机负载，所述被测设备通过开关Q3与能量回馈式电动机负载中的电动机电连接，所述电动机与发电机电连接，所述发电机与三相输入电源电连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述模拟负载为由电动机和阻尼转动轮构成的能耗式电动机负载，所述被测设备通过开关Q3与能耗式电动机负载中的电动机电连接，所述电动机与阻尼转动轮电连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述模拟负载为由通过“背靠背”连接的两个三相电压型PWM变换器构成的的电力电子模拟负载，所述被测设备通过开关Q3与电力电子模拟负载电连接，所述电力电子模拟负载与三相输入电源电连接。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述实际负载为给煤机。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述低压改造辅机变频器系统为相互电连接的低压辅机变频器和低电压穿越装置。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述平衡电压暂降包括三相对称短路的电压暂降，所述不平衡电压暂降包括两相接地短路的电压暂降、两相相间短路的电压暂降和单相接地短路的电压暂降。为实现上述技术目的，本专利技术采取的另一个技术方案为：一种火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备的方法，包括以下步骤：（1）确认开关Q1、开关Q2和开关Q3均处于断开状态；（2）合上开关Q1，检查电压暂降发生装置的工作状态，将电压暂降发生装置的输出电压设为380V；（3）合上开关Q2和开关Q3，启动被测设备和负载；（4）电压暂降发生装置根据电压暂降特征量依次进行低电压测试，每两次测试之间的时间间隔不限，使用示波器采集低电压时被测设备的输入交流电压的波形、输出交流电压的波形、被测设备的直流母线电压的波形和被测设备的控制电路的输入交流电压的波形；（5）给被测设备发出停止指令，观察被测设备是否正常停止输出；（6）如果被测设备为低压辅机变频器，执行步骤（7）；如果被测设备为低压改造辅机变频器系统，则令低电压穿越装置发出故障信号，观察低压辅机变频器是否正常停止输出；（7）如果步骤（4）中示波器采集的所有波形均未异常波动，被测设备正常工作，且步骤（5）和步骤（6）中的被测设备正常输出，则得出被测设备符合低电压穿越能力技术规范的要求，否则，则得出被测设备不符合低电压穿越能力技术规范的要求。作为本专利技术进一步改进的技术方案，还包括以下步骤：将电压暂降发生装置的输出故障类型分别依次设为三相对称短路、两相接地短路、两相相间短路和单相接地短路，检测被测设备是否发出欠压故障信号，检测被测设备的低电压穿越能力，绘制被测设备的低电压穿越能力曲线，根据低电压穿越能力曲线得出被测设备的低电压穿越能力的高低。本专利技术能有效准确测定火电厂低压辅机变频器是否符合低电压穿越能力技术规范的要求，通过低电压穿越能力曲线准确的得出被测设备的低电压穿越能力的高低，为火电厂进一步提高变频器低电压穿越能力提供数据支持；被测设备为低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统，因此对于低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统，均能测量出其低电压穿越能力；负载为模拟负载或实际负载，模拟负载可实现负载转矩变化、并模拟火电厂电气特性；电压暂降发生装置包括通过“背靠背”的连接方式构成的两个三相电压型PWM变换器，电压暂降发生装置属于电力电子式的，可以产生平衡电压暂降和不平衡电压暂降，为检测被测设备的低电压穿越能力提供了基础。附图说明图1是电压暂降发生装置的电路拓扑图，也可以作为电力电子模拟负载的电路拓扑图。图2是低电压穿越能力测试时准备阶段的接线图，也是对未改造的低压辅机变频器进行低电压穿越能力测试时的电路接线图。图3是并联低电压穿越装置且低电压穿越装置无外接储能时低电压穿越能力检测的电路接线图。图4是串联低电压穿越装置且低电压穿越装置有外接储能时低电压穿越能力检测的电路接线图。图5是串联UPS/DVR作为改造装置时低电压穿越能力检测的电路接线图。图6是使用能耗式电动机负载的电路接线图。图7是使用能量回馈式电动机负载的电路接线图。图8是使用能量回馈式电力电子模拟负载的电路接线图。图9是测试方式二中绘制出的低电压穿越能力曲线。具体实施方式下面根据图1至图9对本专利技术的具体实施方式作出进一步说明：火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，包括三相输入电源、被测设备、电压暂降发生装置和负载，所述三相输入电源与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置与被测设备电连接，所述被测设备与负载电连接；被测设备可以为未经过改造即本身具有低电压穿越能力的低压辅机变频器，也可以为经过低电压穿越改造后的低压改造辅机变频器系统。低压改造辅机变频器系统主要有如下几种：（1）如图3所示，在低压辅机变频器上并联低电压穿越装置，低电压穿越装置中的升压电路将三相输入电源的残压升压至380V，输入低压辅机变频器。（2）如图4所示，在低压辅机变频器上串联低电压穿越装置，并外接储能，外接储能可以是蓄电池，也可以是厂用220V直流动力电源，三相输入电源输出的电压出现暂降时，低电压穿越装置中的升压电路将外接储能的输出电压升压至380V输入低压辅机变频器。（3）如图5所示，在低压辅机变频器与电压暂降发生装置之间串联UP本文档来自技高网...

【技术保护点】
火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：包括三相输入电源、被测设备、电压暂降发生装置和负载，所述三相输入电源与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置与被测设备电连接，所述被测设备与负载电连接；所述被测设备为低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统；所述电压暂降发生装置包括通过“背靠背”的连接方式构成的两个三相电压型PWM变换器，所述电压暂降发生装置用于产生电压暂降，所述电压暂降包括平衡电压暂降和不平衡电压暂降；所述负载为模拟负载或实际负载。

【技术特征摘要】
1.火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：包括三相输入电源、被测设备、电压暂降发生装置和负载，所述三相输入电源与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置与被测设备电连接，所述被测设备与负载电连接；所述被测设备为低压辅机变频器或低压改造辅机变频器系统；所述电压暂降发生装置包括通过“背靠背”的连接方式构成的两个三相电压型PWM变换器，所述电压暂降发生装置用于产生电压暂降，所述电压暂降包括平衡电压暂降和不平衡电压暂降；所述负载为模拟负载或实际负载。2.根据权利要求1所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：所述三相输入电源通过开关Q1与电压暂降发生装置电连接，所述电压暂降发生装置通过开关Q2与被测设备电连接，所述被测设备通过开关Q3与负载电连接。3.根据权利要求2所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：所述模拟负载为由电动机和发电机构成的能量回馈式电动机负载，所述被测设备通过开关Q3与能量回馈式电动机负载中的电动机电连接，所述电动机与发电机电连接，所述发电机与三相输入电源电连接。4.根据权利要求2所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：所述模拟负载为由电动机和阻尼转动轮构成的能耗式电动机负载，所述被测设备通过开关Q3与能耗式电动机负载中的电动机电连接，所述电动机与阻尼转动轮电连接。5.根据权利要求2所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：所述模拟负载为由通过“背靠背”连接的两个三相电压型PWM变换器构成的的电力电子模拟负载，所述被测设备通过开关Q3与电力电子模拟负载电连接，所述电力电子模拟负载与三相输入电源电连接。6.根据权利要求1所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于：所述实际负载为给煤机。7.根据权利要求2所述的火电厂低压辅机变频器低电压穿越能力检测设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学良，顾文，姚新阳，王正齐，胡伟，徐贤，范立新，徐钢，李辰龙，唐一铭，杜先波，吴涛，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司，江苏方天电力技术有限公司，东南大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32