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高压变频调速系统电动机保护方案分析

周琦

(广州市番马区职业技术学校广东广州511400)

合工程实例提出配置各自独立、保护范图相互交又的新型保护方案,仅供参考. 摘要:随者科学技术的发展,变频技术已经得到了越来越多的推广和应用,本文通过分析高压变频调速系统的组成及各组成设备的工作特性,结

关键词:变频技术电动机保护

中图分类号:TM9 文献标识码:A

文章编号:1007-9416(2013)03-0235-02

随着人们环保意识的增强,节能环保已成为时代发展的主题,并且得到的大力提倡,很多发电企业通过对等级大功率电动机进行频装置的应用对传统电动机保护装置及保护配置带来很大的影响、 变频调速技术改造达到节能效果,同时取得良好的经济效益.但变目前所配置的微机型电动机差动保护和综合保护,保护范围,工作器必须配置完善的保护功能,变频器保护一般集成在变频器内控制 原理以及设计选用的TA(电流互感器)等,都已经不符合高压变频电动机系统实际要求,严重威赫着电气一次设备的安全可靠运行.因此系统地研究变频电动机的保护,配置和实现方法具有非常重要的 现实意文.

规的基于50Hz的变压器微机综合保护即可.

22变频单元保护配置

磁干找.元器件质量、环境温度、空气洁净度等影响很大,因此变频 变频器是一个复杂的大功率电力电子装置,其运行可靠性受电电路中,应配置以下几种保护功能:

过流保护:变频器内部控制回路、驱动回路变干扰或其他原因误动作,就会造成造变器上、下桥臂直通短路事故,短路电流导致逆 变器的开关元件烧级,需在极短的时间内封锁PWM(脉冲宽度调制驱动信号输出,停止逆变器工作,同时将电源输人的高压开关跳开.

1变频调速系统的保护配置及存在问题

1.1变频调速系统

过载保护:电动机过载会使道变器输出电流达1.5倍额定电流以上,造成IGBT(绝缘双极型品体管)的损坏,过载保护应具有反

领率的电能控制装置,目前应用在发电厂中的高压电机变频器一般时限特性,并应配置合适的过载保护. 变频器是利用电力半导体的通断作用将工频电源变换成另一以都采用高-高结构,整个系统由移相变压器、变频器、电机三部分设备组成,为确保变频器元件故障不影响机组发电,大多设置务路运 行模式.

过电压保护:变频器输入电压长时间过高或电动机快速减速时,造成再生功率直流电路电压降升高.当电压超过IGBT的安全工 作电压时,会损坏IGBT,需立即关闭逆变器.

1.2保护的配置

欠压保护:当输人电源发生低电压,缺相,断相,或者变频器内关用逆变器. 部电容损坏时,IGBT会使其驱动功率不足而造成元件损坏,需立即

动机设计,在加装了变额设备后,对应的电动机保护已不能同时润 传统的微机差动保护和综合保护装置都是基于工频运行的电频运行时电流正确传输,也需分析计算. 足电动机工频、变频两种运行工况要求.且原装设的TA能否满足低

2.3电动机保护配置及算法

取消原常规的电动机差动保护和构成差动保护的常规TA后,在变 保护配置仍要遵循《继电保护及安全自动装置技术规程》规定,频器输出端增加能适应频率宽范围调整的差动保护,同时在变频器输出端和电动机中性点处分别装设能适应频率宽范围调整的TA, 实现差动保护和后备保护,保留原综合保护,作为变频器退出而旁路运行时的保护,也可作为变频运行时移相变压器的保护,又因变虑不再配置长延时、堵转、过负荷、低电压的保护. 频调速改善了电动机的工作环境,避免了一些异常运行方式,可考

1.3变频工况下存在的问题

机机端和中性点电流构成的相量,计算差动电流和制动电流.当变 高压电动机在变颜工况下无主保护,电动机差动保护基于电动频运行时,2组TA分处于变频器的两侧,运行频率不同.不同频率的需退出差动保护, 电流无法实现电气量差动保护,会导致差动保护误动,变频运行时

高压电动机在变额工况下无可靠的后备保护,高压变频调速系隔离作用,使综合保护的范围缩小到变顾器前的交流部分,变频器输 统的等效阻抗发生很大的变化,由于变领器的交-直一交环节中直流出电缆及电动机基本处于无保护状态,只能依赖变频器内的保护.

确定性和存在大量谐波分量,传统的继电保护算法中,三采样值算 变频系统下电动机保护的主要技术难点是采样电流频率的不法与频率无关,但该算法受谐波分量影响大,计算结果离散值大且无法检测信号的相位信息,故三采样值算法不适用于变频电机保 护,目前有一种HHT(希尔伯特-黄变换)理论,可以获得非平稳信号的各个频率分量的幅值和相位信息,选取其中幅值最大的频率成分作为信号的主频率,考虑变频电动机的实际运行情况,可以认为 主频率成分占据信号的主要成分,其他领率分量可以视为谐波分量,取变频器输出端和电动机中性点三相电流HHT变换的主成分护, 频率分量进行相量计算,形成基于HHT变换的差动保护和后备保

磁感应原理通过铁心合实现一、二次电流变换,由于铁心具有磁 常规配置的TA存在低频饱和现象.传统的电磁式TA是利用电饱和特性,不适合在宽频工况下运行,特别是在低顾工况下非常容 易饱和,从而影响保护装置动作的正确性.

2高压变频调速系统电动机保护整体方案分析

2.1移相交压器保护配置

50Hz,故移相变压器可看成常规变压器设备.按&继电保护及安全 在电动机变频调速工作整个过程中,移相变压器始终工作在自动装置技术规程》要求,根据变压器额定电压和额定容量,配置常

2.4对TA的要求

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为润足变频电动机保护的数据采样正确性,必须解决TA低频铁心饱和间题,另外现场的高压开关柜、电动机中心点TA箱一般都下综合保护的对象不同,应设置2套定值,一套保护定值适用工频运 存在空间小结构紧凌特点对穿心式TA提出体积小穿线孔直径大行时,作为6kV电源电缆和电动机的后备保护,另一套适用变频运率铁心线图,其额定功率远远小于常规TA,可作为首选.

3变频调速系统电动机保护应用实例

3.1脱硫增压风机TA及保护原配置情况

kW:额定电压6kV,变领器为PowerFlex7000装置,移相变压器 某发电厂A的3号炉脱硫增压风机电动机额定容量为3300为ZTSFG-4600/6干式变压器.在脱硫增压风机6kV开关柜中装设有3组TA(ILH 2LH 3LH),电动机的中性点TA箱中装设1组TA (4LH),井在开关柜中装设了常规的CSC系列的差动保护装置和综合保护装置.工频运行时,差动保护和综合保护装置均投入,变频运行工况下,差动保护退出运行,仅保留综合保护运行.

3.2电动机保护改造方案

通过具体方案分析,开发研制了基于就地采样的CSC236D数套的就地采集单元设备,井成功地应用到发电厂A的3号炉脱硫增 字式变频电动机保护装置,JLSGB-6型变频电动机电子式TA及配压风机上

型电子式TA(6LH和7LH),在变频输出至电动机的电端安装处变顾会很快推广应用,为高压变频调速电动机的安全运行提供保障. 在6kV开关柜和电动机的中性点TA箱分别加装1组JLSGB-6旁路刀用柜内也加装1组JLSGB-6型TA(5LH) 3组TA通过就地采 样装置完成采样后,经过光纤传输到变频保护装置,加装1台CSC-236D数字式变频电动机保护装置.装置能提供频率在5-65Hz宽范围变动的差动保护,还能根据旁路柜的变频器进线闸刀和出线用刀 的状态变化自动切换至工频差动保护,当检测到变运行时,由5LH和6LH电流互感器构成变频差动保护,当检测到工频运行时,由6LH和7LH电流互感器构成工频差动保护.

.上接第234页

仍停暂在服务器端,管理复杂,需要专业技术人员维护,

SAN存储技术根据其传输介质的不同又可以细分为FC-SAN和IP-SAN 所谓FC-SAN即采用光纤传输,其主流产品带宽目前一般提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,IP-SAN中所采用通信协议 实际上是-个互联协议,通过将SCSI协议封装在IP包中,使得协议能够在LAN/WAN中进行传输,即通过IP网络来实现.

5iSCSI存储

传输SCSI数据实现和SAN相似的功能,提高系统的灵活性.它将原 该存储使用专门的存储区域网成本很高,利用普通的数据网来来用存储区域网来传输的SCSI数据块改为利用普通的TCP/IP网 来传输,成本相对SAN来说要低得多.目前该项技术存在的主要问题是:

取速度等受网络运行状况的影响. (1)通过普通网卡存取iSCSI数据时,解码复杂,增加成本,(2)存

6发展趋势

NAS SAN IP-SAN是当前网络存储技术的发展方向,其技术版社 2005.90-104.化,网络化,系统集成化等方向发展,数字化首先应该是将系统中所共安全.2009.(22):129-135.指的是系统的结构将由集中式向分布式过溅.系统集成则是在前两 信息采集、信息处理、传输,系统控制等的方式和结构形式,网络化

3.3 现场调试

4结语

参考文献

7网络存储新技术

参考文献

保留6kV开关柜内原配置的综合保护,考虑在工频和变频工况变频过流保护、负序保护和采样值热过负荷保护、作为变频器输出电缆和电动机的后备保护,电流采样取自5LH.变频器功率单元由集成在变频器控制电路的保护来实现.

利用测试仪向保护装置施加数字模拟量,从装置液品界面查看模拟量的幅值、相序、通道正确:对装置所提供的各个保护功能校 验,校验结果保护功能良好,精度满足要求.在全开脱硫烟气进、出口挡板和脱硫烟气旁路挡板,增压风机前导叶开至70%的模式下,监测脱硫增压风机工频、变频启动过程中对应的差动保护可靠不误 动,电动机带裁后,在工颁、不同频率工况下检查保护装置的动作行为和各侧电流的采样值,均正确.

新技术研究却才刚刚开始.本文介绍的保护配置还需完善,新型保 电动机的高压变频调速已经非常普及,面与之相应的继电保护护装置及其TA还有待运行时间的考验,相信经继电保护科技人员的努力,完善的保护配置方案及先进,可掌,稳定的新型保护装置将

[1]许资视,杨惠民,火电厂辅机高压变颜调速系统的保护配置探讨 [J].电力设务.2012(04).[2]李飞,王志明.华能电厂高压电动机变频调速技术应用情况分析[J].自动 化博筑.201 2(06) [3]刘磊.高压变频器运行情况分析及应对措施[J].电气自动化设备.201 2(02)

者基础上,利用软件技术,通过开放式的协议、统一操作平台,实现信息和软硬件资源的充分共享,这也催生了许多新兴技术.

(I)NAS网关:它不是直接和安装在专用设备中的存储相连接,而是经由外置的交换设备,连接到存储阵列上.无论是交换设备还是磁盘阵列,通常都是采用光纤通道接口.

(2)NVR:即网络硬盘录像机,最主要的功能是通过网络接收IPC(网络摄像机)设备传输的数字视频码流,可在网络任何位置接受视频并进行存储、管理,从面实现分布式架构优势.但在应用中依 赖网络条件,主要通过自动网络填补技术(ANR)来确保网络畅通,实现数据的连续性.

件系统.集群应用等功能,将不同类型的存储设备通过应用软件加 (3)云存储:与云计算类似,其作用是通过网络技术,分布式文以整合,协同对外提供数据存储和访间.

[1]周敬立,余胜生《网络存储原理与技术[M].北京:清华大学出横 201 2.(19):66、68.

也在不断融合.随着各项技术的不断进步,视频监控系统将朝数字[2]需玉堂.网络存储技术及其在视额蓝控系统中的应用[].中国公

有信息流从模拟状态转为数字状态,从根本上改变视频监控系统从[3]吴桂华,探讨几种常见的网络技术及其发展趋势[].中国科技织

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