東汽低電壓穿越

1、保護(hù)定值及低電壓穿越東汽風(fēng)電事業(yè)部東汽風(fēng)電事業(yè)部 目目 錄錄 前言前言 低電壓穿越要求低電壓穿越要求 風(fēng)機(jī)保護(hù)定值風(fēng)機(jī)保護(hù)定值 東汽低電壓穿越功能現(xiàn)狀東汽低電壓穿越功能現(xiàn)狀 伴隨著風(fēng)電事業(yè)的快速增長(zhǎng)，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全已及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)友好伴隨著風(fēng)電事業(yè)的快速增長(zhǎng)，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全已及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)友好型運(yùn)行成為東汽風(fēng)電的頭等大事。型運(yùn)行成為東汽風(fēng)電的頭等大事。 為更好地服務(wù)用戶，東汽風(fēng)電服務(wù)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了依托四川、天津、酒為更好地服務(wù)用戶，東汽風(fēng)電服務(wù)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了依托四川、天津、酒泉三大整機(jī)總裝基地，構(gòu)建完成通遼服務(wù)公司、張北片區(qū)、包頭片區(qū)、泉三大整機(jī)總裝基地，構(gòu)建完成通遼服務(wù)公司、張北片區(qū)、包頭片區(qū)、酒泉公司

2、及沿海片區(qū)五大區(qū)域服務(wù)基地的總體戰(zhàn)略布局，已形成區(qū)域服酒泉公司及沿海片區(qū)五大區(qū)域服務(wù)基地的總體戰(zhàn)略布局，已形成區(qū)域服務(wù)子公司或分公司做為服務(wù)執(zhí)行主體、區(qū)域總裝基地做為服務(wù)重要支撐務(wù)子公司或分公司做為服務(wù)執(zhí)行主體、區(qū)域總裝基地做為服務(wù)重要支撐部門的服務(wù)新模式，貼近用戶、就近部門的服務(wù)新模式，貼近用戶、就近“屬地屬地”式管理，實(shí)現(xiàn)大片區(qū)服務(wù)式管理，實(shí)現(xiàn)大片區(qū)服務(wù)2424小時(shí)工作圈，集中地形成小時(shí)工作圈，集中地形成8 8小時(shí)工作圈，更有效、更快速解決現(xiàn)場(chǎng)生小時(shí)工作圈，更有效、更快速解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的問(wèn)題，切實(shí)提高用戶滿意度。產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的問(wèn)題，切實(shí)提高用戶滿意度。一、前言一、前言東汽風(fēng)電分布圖（片區(qū)、

3、服務(wù)基地、制造基地）東汽風(fēng)電分布圖（片區(qū)、服務(wù)基地、制造基地） 二二 、 低電壓穿越要求低電壓穿越要求 其中：Level 1=0.9， Level 2=0.2； T1=0.625s ，T2=2sT1T2Level 1Level 21.01.1并網(wǎng)點(diǎn)電壓（Pu）0當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓高于（Max.Volt Un）1.1Un，按參數(shù)Max. Volt T（0.2)延時(shí)后，報(bào)電網(wǎng)電壓過(guò)高停機(jī)。風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)電壓在黃色區(qū)域保持與電網(wǎng)的連接，超出該區(qū)域允許（即在淺蘭色區(qū)域）風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓低于（No grid Un）0.2Un，報(bào)電網(wǎng)缺相（Phase drop）停機(jī)。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落，根據(jù)電壓跌落深度

4、（最低0.2Un）計(jì)算對(duì)應(yīng)允許的跌落時(shí)間（最長(zhǎng)3S），如果超時(shí)電網(wǎng)電壓未恢復(fù)到正常范圍（暫態(tài)電壓Transient m. Un*和最高工作電壓Max.Volt Un的區(qū)間）內(nèi)，報(bào)電網(wǎng)電壓低（報(bào)電網(wǎng)電壓低（Voltage low）停機(jī)。）停機(jī)。三、風(fēng)機(jī)保護(hù)定值三、風(fēng)機(jī)保護(hù)定值1. 風(fēng)機(jī)基本參數(shù)：風(fēng)機(jī)基本參數(shù)： 額定電壓 690V 視在功率 1579kVA(在cos=0.95(cap.) 額定功率 1500kW 功率因數(shù) 0.95(cap.)10.95(ind.) 最大有功 1560kW 最大無(wú)功 493kVar(額定工況) 最小有功 0kW 最小無(wú)功 0kVar 電壓范圍 690V10%2 .

5、電網(wǎng)故障時(shí)，風(fēng)機(jī)提供短路電流：電網(wǎng)故障時(shí)，風(fēng)機(jī)提供短路電流： 單臺(tái)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)沖擊電流：三相短路時(shí),風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相短路電流IkF=3.4KA； IkFch=5.51KA。電力系統(tǒng)側(cè)（變壓器690V 側(cè)）的三相短路電流IkXch=22.32KA。 風(fēng)機(jī)內(nèi)部斷路器（風(fēng)機(jī)內(nèi)部斷路器（CONVERTEAM變頻器內(nèi)）保護(hù)定值（低電壓穿越功能開(kāi)放）：變頻器內(nèi)）保護(hù)定值（低電壓穿越功能開(kāi)放）： In=1600A, 長(zhǎng)延時(shí)：Ir=1In, 短延時(shí)：Iisd=4In, 時(shí)間：Tsd=0.1 短路瞬斷：Ii=6In, 風(fēng)機(jī)內(nèi)部斷路器（風(fēng)機(jī)內(nèi)部斷路器（EMERSON變頻器內(nèi)）保護(hù)定值（低電壓穿越功能開(kāi)放）：變頻器

6、內(nèi)）保護(hù)定值（低電壓穿越功能開(kāi)放）： 并網(wǎng)開(kāi)關(guān)額定電流In=1600A 過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)L 整定值Ir=1In=1*1600=1600A，時(shí)間36s 短路短延時(shí)S 整定值1.2Ir=1.2*1600=1920A ，時(shí)間0.1s 瞬時(shí)脫扣I 整定值4In=4*1600=6400A 箱變低壓斷路器設(shè)置：箱變低壓斷路器設(shè)置： 要求業(yè)主將箱變低壓斷路器電流保護(hù)參數(shù)進(jìn)行修改，修改值參考變頻器內(nèi)內(nèi)低壓斷路器（并網(wǎng)開(kāi)關(guān)）參數(shù)，進(jìn)行1.051.1倍放大即可。3. 風(fēng)機(jī)保護(hù)參數(shù)風(fēng)機(jī)保護(hù)參數(shù) 出現(xiàn)下列情況時(shí)，如有必要立刻斷開(kāi)發(fā)電機(jī)、變頻器與電網(wǎng)的連接，并引導(dǎo)風(fēng)機(jī)停止: 觸發(fā)事件 觸發(fā)值 觸發(fā)時(shí)間 過(guò)壓 1.1UnG 2

7、00ms AWE/KU（自動(dòng)重接/短路中斷） 93ms 單相或3相電網(wǎng)故障 不對(duì)稱電流 70A 5s 相位移動(dòng)（相位角偏差） 三相同時(shí)偏差4 0s；兩相偏差6 10s風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)參數(shù)設(shè)置風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)參數(shù)設(shè)置1. 電網(wǎng)電壓控制電網(wǎng)電壓控制 正 常 工 作 電壓（Nom. grid）：690V； 最 低 工 作 電壓（Min. Volt Un）：0.2Un；(未投入低電壓穿越功能時(shí)為0.9Un )； 最低電壓持續(xù)時(shí)間（Min. Volt T）：0.2s注1； 最 高 工 作 電壓（Max. Volt Un）：1.1Un； 最高電壓持續(xù)時(shí)間（Max. Volt T）：0.2s。2 . 電網(wǎng)頻率控制電

8、網(wǎng)頻率控制 正常工作頻率：50Hz； 系統(tǒng)頻率f 48H時(shí)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間0.1s； 系統(tǒng)頻率48Hz f 49.5Hz時(shí)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間30min; 系統(tǒng)頻率49.5Hz f 51Hz時(shí)，可保持連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行； 系統(tǒng)頻率f 51Hz時(shí)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間0.1s3 . 低電壓穿越參數(shù)低電壓穿越參數(shù) (發(fā)電機(jī))暫態(tài)轉(zhuǎn)速(G)transient rpm ：1500rpm； 暫 態(tài) 電 壓 Transient m. Un*：0.9Un； 電 網(wǎng) 無(wú) 電 No grid Un* ：0.2Un注2； 臨 界 頻 率 Critical freq. Hz ：50.25Hz。 注注1：當(dāng)不采用LVRT功能時(shí)

9、，Min. Volt T設(shè)置為0.2s；當(dāng)采用LVRT功能時(shí)，Min. Volt T設(shè)置為2s。 注注2：當(dāng)不采用LVRT功能時(shí)，No grid Un*設(shè)置為0.9 Un；當(dāng)采用LVRT功能時(shí)，No grid Un*設(shè)置為0.2 Un。4. LVRT（低電壓穿越）過(guò)程中主控制系統(tǒng)的處理（低電壓穿越）過(guò)程中主控制系統(tǒng)的處理 LVRT的電壓信號(hào)采集來(lái)自于主控制系統(tǒng)的電能監(jiān)測(cè)模塊，測(cè)量信號(hào)響應(yīng)時(shí)間20ms。 當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓低于當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓低于0.9Un，TCount開(kāi)始計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)入低電壓穿越，開(kāi)始計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)入低電壓穿越，報(bào)暫態(tài)電網(wǎng)故障警告，按下列公式計(jì)算對(duì)應(yīng)電壓報(bào)暫態(tài)電網(wǎng)故障警告，按下列公式計(jì)算對(duì)

10、應(yīng)電壓UActual最大可持續(xù)的時(shí)最大可持續(xù)的時(shí)間：間： Txms=（UActual/Un-0.015785）/0.000294737(注注3)同時(shí)，主控系統(tǒng)以最高變槳速率將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在參數(shù)同時(shí)，主控系統(tǒng)以最高變槳速率將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在參數(shù)(G)transient xxxx rpm（同步轉(zhuǎn)速）處。（同步轉(zhuǎn)速）處。 主控制系統(tǒng)每主控制系統(tǒng)每20ms檢測(cè)一次當(dāng)前電壓，并計(jì)算一次檢測(cè)一次當(dāng)前電壓，并計(jì)算一次Tx。 一旦風(fēng)機(jī)進(jìn)入低電壓穿越，相角偏差（一旦風(fēng)機(jī)進(jìn)入低電壓穿越，相角偏差（L1-L2-L3 120 +/-）、電流偏差（）、電流偏差（I1-I2-I3）、頻率限制（）、頻率限制（Min.Fr

11、eq:Fn-、Max.Freq:Fn+）參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的保）參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的保護(hù)被屏蔽。護(hù)被屏蔽。 注注3：UActual為當(dāng)前電壓值；為當(dāng)前電壓值；Tx為當(dāng)前電壓為當(dāng)前電壓UActual允許的持續(xù)時(shí)間允許的持續(xù)時(shí)間。5. LVRT過(guò)程后主控制系統(tǒng)的處理過(guò)程后主控制系統(tǒng)的處理當(dāng)TCount Tx，并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓全部恢復(fù)到暫態(tài)電壓（Transient m. Un*）以上，并且都在最高工作電壓（Max. Volt Un）以下，風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行，并按10%（可修改參數(shù)）額定有功功率上升率恢復(fù)到故障前功率（或當(dāng)前風(fēng)速對(duì)應(yīng)可發(fā)電的功率），暫態(tài)電網(wǎng)故障警告復(fù)位。當(dāng)TCount Tx，并網(wǎng)點(diǎn)三相電壓全部恢復(fù)到暫態(tài)電

12、壓（Transient m. Un*）以上，并且都在最高工作電壓（Max. Volt Un）以下，風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行，LVRT成功。相角偏差（L1-L2-L3 120 +/-）、電流偏差（I1-I2-I3）、頻率限制（Min.Freq:Fn-、Max.Freq:Fn+）參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的保護(hù)即刻生效。當(dāng)TCount Tx，穿越超時(shí)，報(bào)電壓低（Voltage low）停機(jī)；當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)電壓低于0.2 Un，報(bào)缺相（Phase drop），立即停機(jī)。6. 風(fēng)場(chǎng)功率控制（風(fēng)場(chǎng)功率控制（PPM）時(shí)最大）時(shí)最大/最小有功功率變化限值最小有功功率變化限值 7. 監(jiān)控及通訊正常的遙信遙測(cè)種類及傳輸方式監(jiān)控及通訊正常

13、的遙信遙測(cè)種類及傳輸方式 東汽與電網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸使用OPC/ModBUS協(xié)議，通過(guò)風(fēng)場(chǎng)的綜自系統(tǒng)接口 后傳輸。8. 故障信息記錄及傳輸方式故障信息記錄及傳輸方式 東汽的風(fēng)機(jī)故障記錄信息記錄在監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）中，可以 通過(guò) OPC/ModBUS協(xié)議傳輸?shù)斤L(fēng)場(chǎng)綜自系統(tǒng)接口或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綐I(yè)主 的遠(yuǎn)方總監(jiān)控中心風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行容量（MW） 10M最大變化量（MW） 1M最大變化量（MW） 30 10 3 30150 運(yùn)行容量/3 運(yùn)行容量/10 150 50 15 四、東汽低電壓穿越功能現(xiàn)狀四、東汽低電壓穿越功能現(xiàn)狀1. 酒泉風(fēng)電（酒泉風(fēng)電（）期工程（）期工程（380萬(wàn)萬(wàn)KW） 東汽供貨的酒泉風(fēng)

14、電（東汽供貨的酒泉風(fēng)電（）期工程對(duì)應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)，嚴(yán)格按照合同）期工程對(duì)應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)，嚴(yán)格按照合同要求，已具備低電壓穿越功能。要求，已具備低電壓穿越功能。 3月底，中廣核干河口風(fēng)電場(chǎng)全面開(kāi)放低電壓穿越功能（僅月底，中廣核干河口風(fēng)電場(chǎng)全面開(kāi)放低電壓穿越功能（僅5臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻器主板故障，使用舊扳子而缺未開(kāi)放），在器主板故障，使用舊扳子而缺未開(kāi)放），在4月月17日的電網(wǎng)故障中，在運(yùn)的日的電網(wǎng)故障中，在運(yùn)的已開(kāi)通低電壓穿越功能的風(fēng)機(jī)全部成功實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。已開(kāi)通低電壓穿越功能的風(fēng)機(jī)全部成功實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。 東汽在東汽在5月底前，對(duì)酒泉風(fēng)電（月底前，對(duì)酒泉風(fēng)電（）期工程對(duì)應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)，全部開(kāi)

15、放低電）期工程對(duì)應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)，全部開(kāi)放低電壓穿越功能。壓穿越功能。 下面是東汽風(fēng)機(jī)在下面是東汽風(fēng)機(jī)在4月月17日的電網(wǎng)故障后截取的波形。日的電網(wǎng)故障后截取的波形。 4月17日的電網(wǎng)故障波形（電壓）穿越過(guò)程中風(fēng)場(chǎng)電功率的變化 穿越過(guò)程中風(fēng)機(jī)電功率的變化 穿 越過(guò)程中風(fēng)機(jī)電功率及轉(zhuǎn)速的變化從波形圖中可以得知：從波形圖中可以得知： 低電壓跌落深度：86.18%； 低電壓持續(xù)時(shí)間截止后，電功率恢復(fù)上升，與跌落前比較僅降低 4.4761MW（正好為3臺(tái)在運(yùn)的未開(kāi)放風(fēng)機(jī)）；恢復(fù)率為96.93%; 從電壓恢復(fù)到0.9Un后，到1.1Un的時(shí)間僅0.36s; 分析：分析： 從低電壓跌落到恢復(fù)到0.9Un，電功率

16、恢復(fù)到跌落前的96.93%分析，已開(kāi) 放低電壓穿越功能的風(fēng)機(jī)低壓穿越成功； 電網(wǎng)故障后的風(fēng)機(jī)停機(jī)，是由高電壓引起； 電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)而言，（具備低電壓穿越功能后）高電壓的危害電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)而言，（具備低電壓穿越功能后）高電壓的危害 遠(yuǎn)大于低電壓。遠(yuǎn)大于低電壓。2. 西北地區(qū)早期風(fēng)機(jī)的改造西北地區(qū)早期風(fēng)機(jī)的改造 變槳控制系統(tǒng)所有風(fēng)機(jī)均滿足低電壓穿越要求（設(shè)計(jì)時(shí)已自帶低電壓穿越變槳控制系統(tǒng)所有風(fēng)機(jī)均滿足低電壓穿越要求（設(shè)計(jì)時(shí)已自帶低電壓穿越 功能）；功能）； 風(fēng)機(jī)主控制器硬件不進(jìn)行任何改動(dòng)，近需更新軟件后，設(shè)置參數(shù)開(kāi)通即可；風(fēng)機(jī)主控制器硬件不進(jìn)行任何改動(dòng)，近需更新軟件后，設(shè)置參數(shù)開(kāi)通

17、即可； 變頻器需要進(jìn)行改造，由于東汽風(fēng)機(jī)在引進(jìn)時(shí)本身自帶低電壓穿越變頻器需要進(jìn)行改造，由于東汽風(fēng)機(jī)在引進(jìn)時(shí)本身自帶低電壓穿越 功功能，早期合同中作為選項(xiàng)，但因當(dāng)時(shí)電網(wǎng)沒(méi)有要求，故業(yè)主均未選擇。能，早期合同中作為選項(xiàng)，但因當(dāng)時(shí)電網(wǎng)沒(méi)有要求，故業(yè)主均未選擇。 下面以下面以CONVERTEAM變頻器為例（最復(fù)雜的變頻器改造），簡(jiǎn)單介紹變頻器為例（最復(fù)雜的變頻器改造），簡(jiǎn)單介紹改造的內(nèi)容。改造的內(nèi)容。加裝如上圖所示的低電壓穿越FRT模塊（有源Crow-Bar）左圖所示的位置原來(lái)安裝的是無(wú)源Crow-Bar 取下原來(lái)的無(wú)源取下原來(lái)的無(wú)源Crow-Bar，加裝低電壓穿越，加裝低電壓穿越FRT模塊（有源模塊（有源 Crow-Bar）；）； 更換兩塊主控制板及一塊信號(hào)測(cè)量測(cè)量板