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        300Mvar調(diào)相機(jī)SFC啟動(dòng)方式并網(wǎng)對(duì)策研究

        2018-10-27 11:15:44鄭少恒馮超李偉
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2018年25期
        關(guān)鍵詞:大容量調(diào)壓勵(lì)磁

        鄭少恒 馮超 李偉

        摘 要:文章以新一代300Mvar調(diào)相機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)系統(tǒng)為例,對(duì)300Mvar調(diào)相機(jī)并網(wǎng)的原理進(jìn)行了研究論述,分析了基于SFC啟動(dòng)的調(diào)相機(jī)惰轉(zhuǎn)并網(wǎng)方式的優(yōu)缺點(diǎn),提出了原則性并網(wǎng)步驟方案。

        關(guān)鍵詞:300Mvar調(diào)相機(jī);并網(wǎng);SFC啟動(dòng)

        中圖分類號(hào):TM342 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2018)25-0146-02

        Abstract: Taking a new generation of 300 Mvar compensator start-up and grid-connection system as an example, this paper discusses the principle of 300Mvar compensator's grid-connection system, analyzes the advantages and disadvantages of the grid-connection mode based on SFC start-up, and puts forward a principled grid-connection scheme.

        Keywords: 300 Mvar compensator; grid-connection; SFC boot

        引言

        隨著特高壓直流輸電工程的陸續(xù)投運(yùn),我國(guó)電網(wǎng)逐漸步入交直流混合輸電網(wǎng)時(shí)代,樞紐換流站區(qū)域電網(wǎng)的“直強(qiáng)交弱”矛盾突出,無(wú)功支撐能力較弱,形成電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行重大隱患。為了提高交直流混合輸電網(wǎng)的無(wú)功支撐能力、提高電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行能力,在電網(wǎng)交直流樞紐站部署建設(shè)大容量同步調(diào)相機(jī)組成為提高電網(wǎng)無(wú)功支撐的有效途徑。本文重點(diǎn)對(duì)我國(guó)新一代300Mvar調(diào)相機(jī)組的啟動(dòng)方式進(jìn)行了闡述研究,并提出了原則性改進(jìn)方案—分步啟動(dòng)并網(wǎng)方案。

        1 技術(shù)特點(diǎn)

        對(duì)于新一代300Mvar大型調(diào)相機(jī),一般采用靜止變頻SFC 啟動(dòng)方式(Static Frequency Converter),利用晶閘管變頻器產(chǎn)生頻率可變的交流電源對(duì)調(diào)相機(jī)進(jìn)行變頻啟動(dòng),并在其并網(wǎng)后退出運(yùn)行。該方式在多機(jī)啟動(dòng)時(shí)可互為備用,多機(jī)共享,也降低了投資成本。

        2 系統(tǒng)構(gòu)成

        SFC啟動(dòng)并網(wǎng)系統(tǒng)由SFC拖動(dòng)系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)和同期系統(tǒng)三部分構(gòu)成。SFC拖動(dòng)系統(tǒng)由入口斷路器ICB、整流變TR1、靜態(tài)整流設(shè)備SFC和出口斷路器IPB及部分構(gòu)成;勵(lì)磁系統(tǒng)由主勵(lì)磁系統(tǒng)、輔助勵(lì)磁系統(tǒng)和勵(lì)磁線圈等三部分構(gòu)成。調(diào)相機(jī)一次系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。

        3 SFC系統(tǒng)啟動(dòng)原理及優(yōu)缺點(diǎn)

        3.1 SFC啟動(dòng)原理

        給SFC系統(tǒng)上電,通過(guò)SFC系統(tǒng)變頻啟動(dòng)調(diào)相機(jī)至105%額定轉(zhuǎn)速,然后退出SFC系統(tǒng),使調(diào)相機(jī)進(jìn)入惰走狀態(tài),同時(shí)啟動(dòng)勵(lì)磁快速切換至主勵(lì)磁,調(diào)相機(jī)開(kāi)始升壓,對(duì)主變充電至額定電壓,調(diào)相機(jī)升壓完成后,投入同期裝置,被動(dòng)捕捉調(diào)相機(jī)惰走減速的同期并網(wǎng)點(diǎn)并網(wǎng),實(shí)現(xiàn)調(diào)相機(jī)的同期并列。

        SFC啟動(dòng)并網(wǎng)分為三個(gè)階段:調(diào)速階段、建壓階段、并網(wǎng)階段。調(diào)速階段:通過(guò)啟動(dòng)電源10kV母線對(duì)SFC系統(tǒng)上電,并拖動(dòng)調(diào)相機(jī)按照預(yù)設(shè)程序逐漸拖動(dòng)調(diào)相機(jī)達(dá)到105%的額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程;建壓階段:通過(guò)自并勵(lì)系統(tǒng)對(duì)調(diào)相機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁,建立機(jī)端額定電壓的過(guò)程;并網(wǎng)階段:調(diào)相機(jī)惰走減速至額定轉(zhuǎn)速時(shí),投入同期裝置,被動(dòng)捕捉通氣并網(wǎng)點(diǎn)的過(guò)程。三個(gè)階段相互獨(dú)立、互為條件。

        3.2 SFC啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

        通過(guò)SFC變頻啟動(dòng),避免了調(diào)相機(jī)直接啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠度,提高了設(shè)備的使用壽命。

        SFC系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、日常維護(hù)方便,具有較高的運(yùn)行可靠性。

        SFC的調(diào)速范圍比較寬廣,頻率控制精度高,有效滿足了調(diào)相機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速的高標(biāo)準(zhǔn)要求。另外,SFC一般都具有軟啟動(dòng)性能,可以實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng),啟動(dòng)操作方便快捷。

        3.3 SFC啟動(dòng)的缺點(diǎn)

        SFC啟動(dòng)并網(wǎng)方式存在不可控的薄弱環(huán)節(jié)。在SFC拖動(dòng)調(diào)相機(jī)至105%額定轉(zhuǎn)速隨即退出,調(diào)相機(jī)處于墮性降速階段,轉(zhuǎn)速不可以調(diào)節(jié),調(diào)相機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間間隔很短,一旦并網(wǎng)失敗,只能重新再來(lái),這就大大降低了調(diào)相機(jī)組的可靠投入率,關(guān)鍵時(shí)刻可能會(huì)使調(diào)相機(jī)發(fā)揮不了應(yīng)有的作用,這個(gè)隱患將導(dǎo)致顛覆性的后果。

        4 對(duì)策方案

        4.1 并網(wǎng)成功充要因素分析

        4.1.1 轉(zhuǎn)速與電壓的有效配合

        調(diào)相機(jī)慣性惰走狀態(tài)為不可控狀態(tài),轉(zhuǎn)速為緩慢下降的單向不可逆過(guò)程,當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至100%額定轉(zhuǎn)速前,調(diào)相機(jī)必須建立了額定電壓,具備同期調(diào)壓狀態(tài),方可有同期并網(wǎng)成功的可能。

        4.1.2 同期裝置參數(shù)的有效設(shè)定

        “導(dǎo)前時(shí)間”和“調(diào)壓脈寬”是同期裝置的關(guān)鍵參數(shù)?!皩?dǎo)前時(shí)間”不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致較大的沖擊電流,對(duì)系統(tǒng)和調(diào)相機(jī)有沖擊破壞作用;“調(diào)壓脈寬”不適宜,會(huì)導(dǎo)致“過(guò)調(diào)”和“欠調(diào)”,大大降低機(jī)端電壓調(diào)節(jié)效率,錯(cuò)失并網(wǎng)時(shí)間窗口,導(dǎo)致同期并網(wǎng)失敗。

        4.2 對(duì)策方案

        4.2.1 合理安排調(diào)試步驟

        SFC系統(tǒng)拖動(dòng)調(diào)相機(jī)達(dá)到105%額定轉(zhuǎn)速后,斷開(kāi)SFC系統(tǒng)前,一定要確認(rèn)勵(lì)磁系統(tǒng)工作狀態(tài),杜絕勵(lì)磁系統(tǒng)不具備條件時(shí)使調(diào)相機(jī)進(jìn)入惰走狀態(tài)。

        4.2.2 控制好勵(lì)磁系統(tǒng)投入時(shí)機(jī)

        調(diào)試階段,反復(fù)多次進(jìn)行調(diào)相機(jī)惰走特性試驗(yàn),獲取準(zhǔn)確的調(diào)相機(jī)的惰走特性曲線圖,并確定調(diào)相機(jī)惰走到100%額定轉(zhuǎn)速時(shí)刻t3;通過(guò)調(diào)相機(jī)空載升壓試驗(yàn),確定調(diào)相機(jī)空載升壓到105%額定電壓時(shí)的時(shí)間Δt,對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整,確保Δt≤t3-t1。通過(guò)t1≤t3-Δt原則確定勵(lì)磁系統(tǒng)最遲建壓的時(shí)刻t1,盡可能將t1時(shí)刻提前,給同期裝置留有足夠的調(diào)壓并網(wǎng)時(shí)間窗口。

        4.3 控制好同期裝置投入時(shí)間

        同期裝置的投入時(shí)刻t2=t1+Δt,提前計(jì)算好投入時(shí)間t2,確保同期裝置在t2時(shí)刻準(zhǔn)時(shí)投入,確保t2

        4.4 準(zhǔn)確設(shè)定同期裝置的并網(wǎng)參數(shù)

        在調(diào)相機(jī)首次并網(wǎng)調(diào)試階段,對(duì)同期裝置至少進(jìn)行三次實(shí)際并網(wǎng)試驗(yàn),調(diào)整勵(lì)磁調(diào)節(jié)脈沖到適當(dāng)寬度,確保同期裝置調(diào)壓平穩(wěn)和“導(dǎo)前時(shí)間”準(zhǔn)確,提高調(diào)相機(jī)的一次并網(wǎng)成功率。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        本文從SFC啟動(dòng)方式的原理出發(fā),分析了調(diào)相機(jī)并網(wǎng)成功的關(guān)鍵因素,確定了勵(lì)磁裝置投入時(shí)間t1,同期裝置投入時(shí)間t2和調(diào)相機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)間t3三個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn),并采取了同期裝置的參數(shù)優(yōu)化設(shè)置,提高了調(diào)相機(jī)的一次并網(wǎng)成功率,對(duì)300Mvar調(diào)相機(jī)的并網(wǎng)操作有積極的指導(dǎo)意義。

        參考文獻(xiàn):

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