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火电厂中防晃电措施分析
防晃电接触器,抗晃电设备,晃电治理厂家丨郑州泰普科技有限公司   发布时间:2021-07-22   点击次数:145

生产现场低压电动机电源系统容易受到多种因素影响,发生晃电致使运行中的重要负荷停电,甚至导致电网故障范围扩大,因此有必要在电厂中采取有效的防晃电措施。

 

晃电是指因电力系统遭遇雷击、短路、大电动机集中直接启动、电源故障切换或其他原因所引起的电网瞬间断电或电压波动,致使用电设备运行状态发生异常的现象,不可预见是晃电的基本特性。

 

电压短时间内大幅度波动、供电短时中断、电压闪变等现象都属于常见的晃电类型。生产现场典型的电压波动表现为幅值骤降,时间一般在0.0160 s,(电压下降至标称电压的10%90%);一般供电中断时间在0.013 s 内则为短时断电;电压发生闪变时,电压波形一般呈规律性变化而电压幅值则呈不确定性变化,直观现象则是照明异常。

 

在火电厂中,主辅机系统低压电动机安全稳定运行是确保火电厂安全高效运行的基础。在发电机组运行期间不允许出现重要负荷因为供电原因导致设备停车事故。在生产现场低压电动机电源系统容易受到多种因素影响,发生晃电致使运行中的重要负荷停电,造成机组快速减负荷、机组非计划停机甚至造成电网故障范围扩大等恶性事故。因此,必须采取有效的防晃电技术来解决设备晃电再启动、辅机变频器防晃电等问题。

 

1 晃电对火电厂低压电动机供电回路的影响

1.1 晃电对交流接触器的影响

在火电厂中,交流接触器被广泛应用在机组电动机控制中心(Motor Control CenterMCC)段、动力中心(Power CenterPC)段等低压电动机控制回路中。当其供电系统发生晃电时,交流接触器将会偏离其正常工作电压范围,致使接触器线圈对于铁心的吸力由于电流的减少而减弱,这会使控制回路中的接触器释放断开,造成运行中的电动机停车,严重威胁燃料制粉及汽机润滑等主辅机系统设备的安全稳定运行。交流接触器在其额定控制电源电压的85%110%之间任何值应可靠闭合,当交流接触器线圈电压在降到其额定电压的50%时将会发生抖动;降到30%40%时接触器释放断开;在电压降低到额定电压的75%及以下时,一般持续几个周期后接触器也会释放断开。

 

1.2 晃电对辅机变频器的影响

火电厂生产指标日趋苛刻,部分一类辅机比如给煤机、给粉机、空气预热器等重要设备需要满足软启动、精准调速、经济运行等能耗要求,故需采用变频器回路供电。变频器一般采用“交流—直流—交流”的工作链路,主要由控制电源回路和动力回路2部分组成,当供电系统发生晃电现象时,低压变频器将会受到晃电影响触发低电压保护跳闸,从而导致给煤机等一类辅机设备停机,进而造成机组停机或机组输出功率大幅下降。因此,火电厂辅机变频器不具备高、低电压穿越能力的问题已经成为威胁火电厂安全运行的重大隐患。

 

2 防晃电措施

火电厂生产过程具有设备不间断运行的特点,完成燃料的化学能转化为电能的过程需要大量主辅机设备协同工作。磨煤机油泵、送风机润滑油泵、机组顶轴油泵、给煤机等关键辅机分别接在火电厂MCC段、PC 段上。当发生晃电时,由马达保护器与接触器组合的电动机控制回路会自动停车,采用变频器控制的给煤机等辅机设备也会停车。在这种情况下电动机供电电源第一时间恢复正常后其不会自行启动,必须人为介入启动。火电厂相关生产设备缺乏相应的防晃电措施,导致设备跳闸后无法继续保证连续生产。

 

在发电机组运行期间,生产现场一类辅机运行中停车后,一方面将会触发相关逻辑保护动作,进而造成机组跳闸或出力大幅降低;另一方面不利于系统故障的快速消除,会使电网故障范围扩大,增加潜在风险隐患。此外,文献[3]对火电厂辅机低电压穿越提出明确技术要求。基于此,火电厂相关设备采取防晃电措施是十分必要的。

 

2.1 交流接触器防晃电措施

1)方案1为采用防晃电交流接触器。

如图所示,TPM-K防晃电接触器与普通接触器接线方式相同,安装接线简单。该接触器是为解决设备在连续生产过程中由于电网电压不稳定造成停机事故而研发的一种专用接触器,它能够实时检测设备运行中的电压状态,如果电网电压突然发生晃电现象,在设定时间内电网电压又快速恢复正常,该接触器可以保持不脱扣,从而使设备继续,避免生产事故的发生。


2)方案2为为串联动态电压恢复装置交流补偿。

TPM-QSDVR 电压暂降治理系统以超级电容器作为储能元件,采用先进的电力电子变换技术和数字控制技术,提供后备式短时能量存储解决方案,有效治理电压暂降、电压暂升、短时中断等问题,具有强稳定性、高可靠性、高效率等特点。广泛应用于半导体制造、石油石化、化工、汽车制造、精密加工、制药、造纸、医疗卫生、科研院所、烟草、冶金、钢铁、印刷、玻璃、纺织等对电能质量要求严格的行业。

 

主要特性:

响应速度快,典型响应时间为1ms;

补偿时间灵活,典型补偿时间为3s,更多后备时间可根据客户需求定制;

采用超级电容作为储能元件,充放电次数达100万次;

设备冗余设计,可靠性高;

可同时治理电压暂降、电压暂升、短时中断等问题;

逆变器满功率设计,支持输入三相电压跌落100%;

电压调整目标值可现场设定,出厂默认-15%~+15%;

电子旁路工作状态下效率达99%以上,大幅减少电能损耗费用;

免维护,免值守,节约人工成本。

3)方案3为加低电压穿越装置直流补偿。

又叫DC-BANK直流不间断电源,目前,广泛应用的交流电动机调速控制的变频器是相当成熟的技术和产品,变频器无论是频率控制型,还是矢量控制型或者是转矩控制型,都具有变频软启动功能,变频器的容量在380V电压等级上,功率范围从2.2~150OKW的产品几乎可以覆盖目前所有应用范围。

一般的变频器都具有过压、失压、和瞬间停电的保护功能。变频器在失压或停电时,逆变元件是IGBT的变频器将允许变频器继续工作一段时间(td ),若失压或停电时间to

,变频器将平稳过渡继续运行,若to > td变频器将保护停机,所以当交流电源变化较大或低电压时间较长时都会造成变频器的运行停止。

目前,常用的变频器都是交--交的电压源型变频器,其中间直流回路是三相交流整流得到的,电压大约在510~620V左右,所以若给变频器提供一路510~620V左右的直流电源就能实现变频器不间断保持运行。基于这个原理我们开发出了一种不间断的电源DC-BANK

4 结语

火电厂给煤机等辅机变频器加装低电压穿越装置(直流补偿),可以有效避免由于厂用电源系统发生晃电造成的变频器保护动作闭锁输出,从而避免机组出力大幅降低甚至机组跳闸事故。防晃电技术的广泛应用,夯实了火电厂主辅机系统设备安全稳定运行的基础,减小了设备因晃电而造成的不良影响,可有效提高火电厂及电网运行的安全性、经济性、稳定性。

郑州泰普科技有限公司生产的TPM-K防晃电接触器、TPM-QSDVR电压暂降治理系统、DC-BANK直流不间断电源等防晃电系列产品,已在化工、石油、冶金、电力、水泥、市政设施等领域广泛应用,为企业的生产保驾护航。

 
 
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