DLT1648-2016 发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越技术规范.pdf

ICS 27.100 F23 备案号I57200-2017 中华人民共和国电力行业标准 DL/T 1648 -2016 发电厂及变电站辅机变频器 高低电压穿越技术规范 Technical specification of high and low voltage ride through for inverter in power plant and substation 2016-12-05发布2017-05-01实施 国家能源局发布 DL IT 1648-2016 目欠 前言.II 1 范围 2 规范性引用文件. 3 术语和定义. 4 辅机变频器高低电压穿越能力要求.2 5 辅机变频器高低电压穿越技术措施要求.4 6试验检测要求. 附录A（资料性附录短时断电后转速跟踪再启动控制方式. .6 附录B（资料性附录采用降转速恒磁通问f控制方式.7 DL / T 1648一2016 目Ij 本标准按照GB!f1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC厅C446）归口。 本标准主要起草单位：国家电网公司国家电力调度控制中心、中国电力科学研究院、中国南方电 网电力调度控制中心、神华国华电力研究院技术中心、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国电 南瑞科技股份有限公司、深圳市汇川技术股份有限公司、深圳市英戚腾电气股份有限公司等。 本标准主要起草人：于钊、攒钧、李明节、庄伟、许涛、张剑云、常青、王超、何凤军、叶俭、 贺静波、施秀萍、刘洪涛、杨文超、陈训、孙玉军、邵广惠、贾京华、齐军、汤伟、周成、霍承样、 陶向宇、夏潮、王宫宏、吴涛、肖洋、陈强、李华强、徐明宇、吴跨宇、丁凯、柏子平、刘兵、 陈文波、李诗永。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市自广路二 条一号，100761)。 II DL /T 1648一2016 发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越技术规范 1 范围 本标准规定了发电厂一次风机、给煤机等友电厂一类辅机变频器、变电站主变压器冷却风机变频 器以及换流站阀冷却设备变频器高低电压穿越能力、技术措施及试验要求。 本标准适用于新建发电厂和变电站中的辅机变频器。对于现有变颇器，可通过参数优化达到本标 准要求的，应优先选择参数优化方法。对于经过安全性和经济性评估后确实需要改造的，应按本标准 的技术要求进行改造。q 2规范性引用文件二， F列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其新版本（包括所有的修改单适用于本文件。 GBrr 12325 电能质量供电电压偏差 GB厅12326电能质量也压波动和闪变 GB厅18481电能质量暂态过电压和瞬态过电压 GB厅19963风电场接入电力系统技术规定 GB厅31464电网运行准则 DL/T 684 火型发电机变压器继电保护整定计算导则 DL 755 电力系统安全稳定导则 DL厅838发电企业设备检修导则 DL/T 5153-2014火力发电厂厂用电设计技术规定 3 术语和定义、弓C 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 发电厂一类辅机the first class auxiliary in power plant 发电厂一类辅机是短时（小子5s）中断供电将会造成机组停机或机组输出功率火幅下降，影响电 网安全运行的辅机，包括给煤机、给粉机、空气预热器、窑冷岛冷却风机等。 3.2 变频器高低压穿越high and low voltage ride through of inverter 当外部故障或扰动引起辅机变频器电源进线电压瞬时、短时或长时间升高或降低时，在规定的电 压变动范围和时间间隔肉，变频器应采用可靠工作方式，保附供电对象的安全运行。 3.3 变频器瞬时低电压穿越区instantaneous sag ride through duration of inverter 变频器电源进线电压幅值小F额定电压，且大于或等于20%额定电压值，持续时间不大于0.5s的 电压及时间区域（见图I）。当外部故障或扰动1I起变频器电源进线电压跌落到该区域内时，变频器应 可靠供电，保障供电对象的安全运行。 DL/T 1648-2016 时间。） 0.0 100 90 80 0.1 0.5 1.0 5.0 10.0 100.0 70 _ . 凶】 持续低电压穿越区 I ！短时低电压穿越区 ( 麟时低电压穿越区 . AUAUAHVOUAUnn ZOZJAA 哼句 3 句，h A （汉埋堕理 HW回昂Hr 图1发电厂及变电站辅机变频器il电压穿越区 3.4 变频器短时低电压穿越区momentasag ride through dura创onof inverter 变频器电源进线电压幅值小于额定电压，且大于或等于60%额定电压，持续时间不大于5s的电压 及时间区域（见图1)。当外部故障或扰动引起变频器电源进线电压跌落到该区域内时，变频器应可靠 供电，保障供电对象的安全运行。 3.5 变频器持续低电压穿越区sustained sag ride through duration of inverter 变频器电源进线电压幅值小于额定电压，且大于或等于90%额定电压，持续时间5s以上的电压及 时间区域见图1)，当变频器电源进线电压跌落到该区域内时，变频器应可靠供电，保障供电对象的 安全运行。 4 辅机变频器高低电压穿越能力要求 4.1 基本原则 4.1.1 对于电网中的主力发电厂、枢纽变电站及换流站，其辅机变频器的技术条件应按本标准执行， 以确保不因变频器故障而引发电网严重事故。 4.1.2 对于现有变频器，可通过参数优化达到本标准要求的，应优先选择参数优化的方法。 4.1.3 对于新建的厂站，其辅机变频器应按本标准的技术要求进行设计选型、试验调试。 4.1.4 在变频器改造中，应兼顾安全性和经济性。 4.1.5 发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越能力应符合GB厅31464中对发电厂及变电站设备的规 定，能够抵御外部系统故障引起的电压扰动。 4.1.6 发电厂一类辅机变频器的低电压穿越能力应满足DL!f5153-2014中第9.6节和第9.7节关于电 动机低电压保护的要求。 4.1.7 发电厂及变电站辅机变频器高低电压穿越能力应满足DL755中电力系统全停后恢复的要求以及 第三级安全稳定标准。 4.1.8 变电站主变压器冷却风机变频器应满足本标准提出的持续高低电压穿越区的要求，宜满足本标 准提出的瞬时高低电压穿越区和短时低电压穿越区的要求。对不满足瞬时高低电压穿越区和短时低电 压穿越区要求的，应采用短时断电再自动启动的方式，确保主变压器不跳闸。 4.1.9 发电厂一类辅机变频器的高低电压保护动作定值应符合DL厅684的规定。 2 DL/T 1648-2016 4.1.10 己投产发电厂及变电站应评估辅机变频器高低电压穿越失败引起的机组负荷大幅波动以及跳机 风险，并明确辅机变频器的改造范围。新投产辅机变频器选型、己投产辅机变频器改造时，都应选用 通过变频器高低电压穿越型式试验或入网检测的产品。 4.1.11 为保证变频器高低压穿越过程的无扰动，变频器控制电源部分宜采用双电源，一路可从变频器 工作电源直接取电，另一路控制电源应由四S或直流统一供电，由UPS供电时掉电保持时间不小于 5mino控制电源应满足本标准提出的高低电压穿越要求。 4.1.12 辅机变频器的电源开关采用交流接触器时，应防止瞬时低压脱扣。 4.2 技术指标 4.2.1 对于电网中重要厂站的辅机变频器，其技术指标应达到本标准要求。其他厂站的辅机变频器可 参照本标准执行。 4.2.2 辅机变频器低电压穿越区指标 变频器低电压穿越区见图1。当外部故障或扰动引起的变频器进线电压跌蔼幅值和持续时间在低电 压穿越区内时，变频器应能够保障供电对象的安全运行。 变频器低电压穿越区分为瞬时低电压穿越区、短时低电压穿越区、持续低电压穿越区三个区域。 持续低电压穿越区的幅值范围与GB厅19963的规定一致。 a) 变频器瞬时低电压穿越区。变频器进线电压幅值小于额定电压，且大于或等于20%额定电 压，且持续时间t三0.5s的区域。见图1中长虚线标注的区域。 b) 变频器短时低电压穿越区。变频器进线电压幅值小于额定电压，且大于或等于60%额定电 压，且持续时间t在0.5s0.5s的区域。见图2中点虚线标注的区域。 5 辅机变频器高低电压穿越技术措施要求 5.1 低电压穿越措施 5.1.1 短时断电后转速跟踪再启动 引风机、送风机、一次风机、二次风机、给水泵、凝结水泵、空气预热器、增压风机等设备的变 频器在瞬时和短时低电压穿越区内允许功率下降，可短时中断输出保护自身设备，在电源恢复之后， 若电动机仍在运转，应跟踪电动机转速再启动。采用此方法，应保证在低电压穿越区内，辅机运行波 动引起机组有功功率摆动幅值不大于10%20%额定功率。给煤机、给粉机等设备的变频器应谨慎采, , 用上述方法，根据设备特性整定参数，并进行现场试验验证，避免辅机运行状态波动影响机组和电网 安全稳定运行（见附录A）。 5.1.2 采用降转速恒磁通问f控制方式 采用本方法，变频器在电源电压瞬时和短时大幅度跌落期间可持续运行。采用本方法时应考虑三 相电压瞬时和短时跌落最大幅值、跌落最长持续时间、生产过程中允许的转速降低程度和负载特性 （见附录B）。 采用本方法时，应保证低电压穿越期间，辅机运行波动引起机组有功功率摆动幅值不大于10% 20%额定功率。 5.1.3 外加串联交流不间断电源（UPS) 采用本方法，应考虑谐波对电能质量的影响，以及UPS的容量限制。 5.1.4 外加井联直流电源 在变频器直流母线上外加一路直流电源（可以是防电压跌落旁路直流电源、蓄电池电源或电厂直 流保安电源），当外部扰动引起常用电源短时中断或电压降落时，由夕阳口直流电源向变频器不间断供 电，保障一类辅机的正常运行：当常用电源恢复正常供电时，变频器切回常用电源供电。给煤机、给 粉机等设备的变频器可采用本方法。 5.1.5 适当降低频率 在变频器瞬时和短时低电压穿越区，发电厂辅机变频器可适当降低频率，以防止变颇器损伤，但 不得因降低频率导致发电机组跳机、升压站主设备停运或主设备损坏。 5.1.6 应急措施 辅机变颇器如不具备本标准规定的低电压穿越能力，辅机应临时采用工频电源供电，待变频器消 除缺陷后才可将其投入使用。 5.2 高电压穿越措施 5.2.1 低压变频器的高电压穿越措施 发电厂及变电站应选用满足瞬时和持续高电压穿越要求的低压变频器，应将变频器的过电压保护 定值整定为1.3倍，延时0.5s动作。 4 DL /T 1648一2016 5.2.2 中压变频器的高电压穿越措施 发电厂及变电站应选用满足瞬时和持续高电压穿越要求的中压变频器，并应将变频器的过电压保 护定值整定为1.3倍，延时O.Ss动作。当中压变频器不能满足瞬时和持续高电压穿越要求时，可根据 辅机特性，经过现场参数整定、现场试验验证后，采用短时断电后转速跟踪再启动措施。 5.2.3 应急措施 辅机变颇器如不具备本标准规定的高电压穿越能力，辅机应采用工频电源供电，待变频器消除缺 陷后才可将其投入使用。- - 5.3 其他措施r,_,/ 发电厂及变电站应采用本标准中的高低电压穿越措施，也可采用其他经过型式试验或入网检测认 证的高低电压穿越措施。 6试验检附留 6.1 基本要求f 1。， 6.1.1 变频器高、低电压穿越能力应通过型式试验、入网检测试验以及现场交接试验进行确认。本标 准规定的发电厂及变电钻辅机变频器在投运、改造时，发电厂及变电站需向电力调度机构提供变颇器 高、低电压穿越能力测试报告。 6.1.2 测试结果应满足本标准提出的要求，并满足GB厅12325、GBff12326和GBff18481的要求。 6.1.3 测试工作应该由电力调度机构认可的有资质的测试机构完成，测试机构应在现场测试前一周将 现场测试方案报试验所在地区的电力调度机构备案 6.1.4 通过型式试验以及入网检测试验全面检验装置的设计、材料和制造等方面是否满足本标准规定 的性能。型式试验的产品应是通过出厂试验的合格产品，型式试验的全部项H应在同一装置上进行。 型式试验在新产品定型制出肘进行。在生产中当装置的结构、材料或工艺E有改变，且其战变可能影响 装置性能时也应进行型式试验，此时可只进行与这些改变有关的试验项目。型式试验应由具有资质的 第三方承担。 6.1.5 装置在现场投运前应进行现场交接试验。试验同的是检验装置在运输和安装中是否受到损伤， 检验装置的功能、性能是否满足规范要求，检验装置的整定参数是否与负载特性协调一致。 6.2 试验报告要求 6.2.1 测试结果应以测试报告的形式确认。测试报告应明确与试验相关的所有信息，如负载条件、试 验接线等。测试报告应包含制造厂提供的功能说明及相关定值的定义，以及参数整定值及整定说明。 6.2.2 测试报告内容应包括以下试验项曰： a) 外部电源电压暂降和突升时变频器穿越能力测试。 b) 变频器高低电压穿越装置与锅炉保护系统，变电站、换流站保护系统的连锁测试。 c) 变频器高低电压穿越装置内部故障时低电压穿越闭锁测试。 5 DL/ T 1648-2016 附录A （资料性附录 短时断电后转速跟踪再启动控制方式 A.1 应用范国 风机、水泵等大惯性辅机变频器。 A.2 具体措施 当电源电压降低时，变频器将停止输出但不跳闸，这时电动机处于自由制动状态，转速逐渐降 低，若在低电压穿越区域内电源电压恢复正常，变频器将按照“跟踪转速再启动”方式再启动（“跟踪 转速再启动”方式即变频器根据停电前的工作频率和停电时间、电动机的自由制动特性估算出跟踪频 率，电源恢复时，从估算的跟踪频率开始工作，可以使衔接过程较为平稳，从而躲过电源电压的瞬间 波动：若电源电压未恢复正常，变频器可跳闸停车。变频器再启动次数可以为多次。 当故障类型为瞬时性时，母线电压一般降低一次，而永久性故障时，由于重合闸后故障仍然存 在，造成母线电压再次下降，因此变频器再启动的时间应能够躲过永久性故障时的电压波动时间。应 结合变频器供电对象的具体情况和继电保护的整定值进行分析，设置最佳的“等待时间”，使变频器能 恰好躲过母线低压波动的时间，并在最佳时间再启动，最大限度发挥再启动的作用，提高供电安全水 平。“等待时间”一般为O.lsIOs。 对于变频器来说，设置再启动功能后，当电源电压降低时，变频器停止输出但不跳闸，此时电动 机处于自由制动状态，转速逐渐降低，转速下降程度与电动机所带负载和自身阻尼系数的大小密切相 关，应根据实际的电动机参数和负载情况绘出，根据具体生产情况给出变频器停止输出、电动机转速 下降时可以接受的最低转速，从而计算相应的时间，选择最佳的再启动设置时间，使变频器再启动功 能发挥最大作用。 A.3 安全措施 控制电源部分应由可靠的UPS供电。 A.4 安全风险点 给粉机等负载较豆、自身转动惯量较低的变频器再启动时间定值躲不开锅炉熄火到阳T实际动作 延时的情况下，会影响机组安全运行。 6 附录B （资料性附录 采用降转速恒磁通F控制方式 B.1 应用范围 给煤机、给粉机等小惯性重负载辅机变频器。 B.2 具体措施 电动机的转速： n=6Q命 式中z f一一电源频率： p一一电动机极数。 根据电动机定子的磁感应电动势公式： f=E/(4.44Kw1皿W1）自叨（4.44KwrmWi) 式中： Kw1一一绕组系数： 也一一每极最大磁通： f一一电源频率； W1一一定子绕组臣数： E一一电动机的磁感应电动势； U一一电动机的机端电压。 DL I T 1648 -2016 CB.I) (B.2) 电动机定子电阻和漏电抗的压降较小，可以忽略，电动机的机端电压和电动机的磁感应电动势近 似相等。 当电压下降时，变频器降低频率，磁通不变，同时在负载允许的范围内降低转矩，从丽既不损伤 变频器，也不损伤电动机。 可以根据实际负载率降低变频器低压保护值。 7