燃機電廠啟動中消除發電機中性點迴路諧振的方法及裝置的製作方法
2023-12-05 15:08:41 4
專利名稱：燃機電廠啟動中消除發電機中性點迴路諧振的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法及裝置。屬於發電工業設備技術領域。
背景技術：
大型燃機電廠在我國屬於新型企業，對於其設計、安裝我國並沒有成熟經驗，很多附屬設備的設計安裝都是參照傳統的燃煤電廠進行。其中在發電機中性點迴路就直接採用了燃煤電廠的設計。在傳統燃煤電廠中，發電機的頻率是不變的50Hz。LNG調峰電廠中，由於SFC是靜態變頻設備，燃機啟動是發電機採用變頻電動機無級變速的方式運行，在啟動過程中，發電機承受從OHz至33. 3Hz變頻電源的拖動，當電壓互感器的電感與發電機、電纜等對地分布電容構成的LC諧振迴路的固有諧振頻率與SFC啟動過程中的某時刻的輸出頻率(或分頻、或倍頻)相等時，在電壓互感器等迴路中就會發生並聯諧振現象。諧振電壓的大小和LC迴路的品質因數Q有關，因鐵磁諧振電壓很高，在電壓互感器中的瞬態過電壓會造成瞬間磁飽和現象，因此，諧振電壓波形又會是非線性的，所以又有高次諧波產生。因高次諧波具有很強的穿透能力，其破壞性很大，使電動機發生周期性轉速變動和振動，影響輸出效率並發出噪聲。另外，發動機銅損和鐵損將增加，甚至出現過熱現象，縮短使用壽命。
發明內容
本發明的目的之一，是為了解決上述現有技術問題，提供一種燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法。本發明的目的之二，是為了解決上述現有技術問題，提供一種燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的裝置。所述裝置具有結構簡單、安全可靠，可消除發電機諧振情況，確保設備安全運行的特點。本發明的目的之一可以通過以下技術方案達到燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法，其特徵在於I)在電機中性點迴路中增加迴路電阻，具體是在電機中性點的LC串聯諧振迴路中串入消諧裝置，以吸收能量的方法阻止發生諧振；2)串入LC串聯諧振迴路中的消諧裝置具有高容量非線性電阻器結構，具有消除或阻尼由電壓互感器引起的鐵磁諧振，避免電壓互感器內、外絕緣擊穿、放電的功能；可限制系統在單相接地或弧光接地時流過互感器繞組的過電流，避免電壓互感器燒毀；可以限制電壓互感器鐵磁諧振。本發明的目的之一還可以通過以下技術方案達到進一步地，串接在LC串聯諧振迴路中的消諧裝置為非線性電阻消諧阻尼結構，安裝在電壓互感器的一次繞組上，能有效抑制間隙性弧光接地時流過繞組的過電流；限制系統單相接地消失時在一次繞組迴路中產生的湧流；防止設備損壞。進一步地，在發電機1PT、2PT的中性點各加裝一套消諧裝置，發電機1PT、2PT的中性經過消諧裝置後接地，並在消諧裝置的高、低壓之間並聯旁路開關；通過並聯旁路開關使消諧裝置與發電機中性點刀閘聯動，實現消諧裝置自動「投入」或「退出」；當發電機中性點刀閘分閘(起機)時，聯動消諧裝置投退開關分閘，投入消諧裝置；當發電機中性點刀閘合閘(起機後)時，聯動消諧器投退開關合閘，退出消諧裝置。本發明的目的之二可以通過以下技術方案達到燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的裝置，其結構特點在於包括消諧器和真空接觸器，消諧器的輸入端之一與發電機中性點連接、輸出端接地，形成第一消諧迴路，消諧器的輸入端之二與發電機另一中性點連接、輸出端接地，形成第二消諧迴路，真空接觸器的第一對常開觸點連接到消諧器的兩端，第二對常開觸點連接到另一消諧器的兩端。所述真空接觸器觸點與發電機中性點刀閘聯動。進一步地，所述消諧器包括外接高壓電纜、密封蓋、高壓絕緣外套和底座，所述高壓外套腔體上設有限流熔絲，限流熔絲上端連接著導電極，導電極通過密封蓋用導線連接著外接高壓電纜，腔體的下部設有兩組限流元件，兩組限流元件下端均連接著接地電極，上端均用導線連接限流熔絲，限流熔絲和限流元件與高壓絕緣外套之間的空隙處填充石英砂，高壓絕緣外套的頂端壓裝著密封蓋，高壓絕緣外套的底部安裝著底座，底座上設有安裝孔。進一步地，所述兩組限流元件採用可控矽材料，每組四隻5KW 200A可控矽用可控矽鏈組成；所述兩組限流元件的其中一組的工作電流方向為導電極流向接地電極，另一組的工作電流方向為接地導流嚮導電極。本發明具有如下突出的有益效果1、本發明由於在電機中性點迴路中增加迴路電阻，具體是在電機中性點的LC串聯諧振迴路中串入消諧裝置，以吸收能量的方法阻止發生諧振；串入LC串聯諧振迴路中的消諧裝置具有高容量非線性電阻器結構，因此，通過在發電機中性點迴路中加裝消諧裝置，破壞了啟動過程中的諧振條件，確保了設備的安全運行。2、本發明由於將消諧器串接在發電機的中性點，形成二路消諧迴路，真空接觸器觸點與消諧器並聯連接，且真空接觸器的刀閘與發電機中性點接地刀閘聯動，發電機啟動時通過消諧器消除高次諧波的產生，啟動完成後自動短路停止消諧器工作，因此，具有結構簡單、自動切換和安全可靠的有益效果。
圖1為本發明的具體實施例1結構示意圖。圖2為本發明具體實施例1的消諧器的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述具體實施例1 :參照圖1，本實施例涉及的消諧裝置包括真空接觸器1-2和二個器消諧器1-1，消諧器之一的輸入端與一臺發電機的中性點連接、輸出端接地，形成第一消諧迴路；消諧器之二的輸入端與另一臺發電機的中性點連接、輸出端接地，形成第二消諧迴路；真空接觸器1-2的第一對常開觸點連接到消諧器之一的兩端，真空接觸器1-2的第二對常開觸點連接到消諧器之二的兩端，真空接觸器1-2的常閉觸點與發電機中性點刀閘連通、構成發電機中性點刀閘聯動結構。參照圖2，所述消諧器1-1包括外接高壓電纜2、密封蓋3、高壓絕緣外套7和底座9，所述高壓絕緣外套腔體上設有限流熔絲5，限流熔絲上端連接著導電極4，導電極4通過密封蓋3用導線連接著外接高壓電纜2，腔體的下部設有兩組限流元件11，兩組限流元件11下端均連接著接地電極10，上端均用導線連接限流熔絲5，限流熔絲5和限流元件11與高壓絕緣外套7之間的空隙處填充石英砂6，高壓絕緣外套7的頂端壓裝著密封蓋3。其中，兩組限流元件11採用可控矽材料，每組四隻5KW 200A可控矽用可控矽鏈8組成；所述兩組限流元件10的其中一組的工作電流方向為導電極4流向接地電極10，另一組的工作電流方向為接地電極10流嚮導電極4。本實施例涉及的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法，其特徵在於I)在電機中性點迴路中增加迴路電阻，具體是在電機中性點的LC串聯諧振迴路中串入消諧裝置，以吸收能量的方法阻止發生諧振；2)串入LC串聯諧振迴路中的消諧裝置具有高容量非線性電阻器結構，具有消除或阻尼由電壓互感器引起的鐵磁諧振，避免電壓互感器內、外絕緣擊穿、放電的功能；可限制系統在單相接地或弧光接地時流過互感器繞組的過電流，避免電壓互感器燒毀；可以限制電壓互感器鐵磁諧振。本實施例的消除發電機中性點迴路諧振的方法中，串接在LC串聯諧振迴路中的消諧裝置為非線性電阻消諧阻尼結構，安裝在電壓互感器的一次繞組上，能有效抑制間隙性弧光接地時流過繞組的過電流；限制系統單相接地消失時在一次繞組迴路中產生的湧流；防止設備損壞。在發電機1PT、2PT的中性點各加裝一套消諧裝置，發電機1PT、2PT的中性經過消諧裝置後接地，並在消諧裝置的高、低壓之間並聯旁路開關；通過並聯旁路開關使消諧裝置與發電機中性點刀閘聯動，實現消諧裝置自動「投入」或「退出」；當發電機中性點刀閘分閘(起機)時，聯動消諧裝置投退開關分閘，投入消諧裝置；當發電機中性點刀閘合閘(起機後)時，聯動消諧器投退開關合閘，退出消諧裝置。本實施例的工作原理消諧裝置I安裝在電壓互感器一次繞組上，在發電機一次繞組#1PT和#2PT的中性點各加裝一個消諧器1-1，經過消諧裝置I後接地，並在消諧器1-1兩端高、低壓之間並聯真空接觸器1-2，真空接觸器1-2刀閘開關與發電機中性點刀閘聯動，實現消諧器1-1自動「投入」或「退出」。當發電機啟動時，中性點刀閘分閘，聯動的消諧器投退開關分閘，消諧器1-1開始工作；當發電機啟動進入正常工作狀態時，中性點刀閘合閘，聯動的消諧器投退開關合閘，消諧器1-1兩端被短路，停止工作。從而實現消除發電機啟動中性點高次諧波的目的。本實施例的控制方法如下1、消諧器投退開關控制電源採用IlOV直流，取自發電機中性點刀閘控制電源。2、消諧器投退開關設就地和遠方自投控制，在DCS系統只設狀態顯示，不設分、合閘功能。
3、消諧器投退開關柜上設「遠方」、「就地」轉換開關，實現遠方與就地控制切換。4、消諧器投退開關柜上設分、合閘按鈕及分、合閘指示燈，作為就地控制與監視。5、將消諧器投退開關的分、合閘狀態、轉換開關的「遠方」、「就地」位置狀態和開關「控制電源消失」報警引入DCS系統。6、採用發電機中性點刀閘常閉輔助接點聯跳消諧器投退開關，發電機中性點刀閘常開輔助接點聯合消諧器投退開關。7、消諧器投退開關應預留6對常開、常閉輔助接點。8、為防止消諧器投退開關誤動作對設備產生影響，將消諧器投退開關的常開、常閉接點分別與原SFC邏輯中發電機中性點刀閘的常開、常閉接點串聯，作為SFC系統邏輯運行條件。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法，其特徵在於 1)在電機中性點迴路中增加迴路電阻，具體是在電機中性點的LC串聯諧振迴路中串入消諧裝置，以吸收能量的方法阻止發生諧振； 2)串入LC串聯諧振迴路中的消諧裝置具有高容量非線性電阻器結構，具有消除或阻尼由電壓互感器引起的鐵磁諧振，避免電壓互感器內、外絕緣擊穿、放電的功能；可限制系統在單相接地或弧光接地時流過互感器繞組的過電流，避免電壓互感器燒毀；可以限制電壓互感器鐵磁諧振。
2.根據權利要求1所述的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法，其特徵在於串接在LC串聯諧振迴路中的消諧裝置為非線性電阻消諧阻尼結構，安裝在電壓互感器的一次繞組上，能有效抑制間隙性弧光接地時流過繞組的過電流；限制系統單相接地消失時在一次繞組迴路中產生的湧流；防止設備損壞。
3.根據權利要求1或2所述的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法，其特徵在於在發電機1PT、2PT的中性點各加裝一套消諧裝置，發電機1PT、2PT的中性經過消諧裝置後接地，並在消諧裝置的高、低壓之間並聯旁路開關；通過並聯旁路開關使消諧裝置與發電機中性點刀閘聯動，實現消諧裝置自動「投入」或「退出」；當發電機中性點刀閘分閘時，聯動消諧裝置投退開關分閘，投入消諧裝置；當發電機中性點刀閘合閘時，聯動消諧器投退開關合閘，退出消諧裝置。
4.用於如權利要求1所述的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振方法的裝置，其特徵在於包括真空接觸器(1-2)和二個器消諧器(1-1)，消諧器之一的輸入端與一臺發電機的中性點連接、輸出端接地，形成第一消諧迴路；消諧器之二的輸入端與另一臺發電機的中性點連接、輸出端接地，形成第二消諧迴路；真空接觸器(1-2)的第一對常開觸點連接到消諧器之一的兩端，真空接觸器(1-2)的第二對常開觸點連接到消諧器之二的兩端，真空接觸器(1-2)的常閉觸點與發電機中性點刀閘連通、構成發電機中性點刀閘聯動結構。
5.根據權利要求4所述的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的裝置，其特徵在於所述消諧器(1-1)包括外接高壓電纜(2)、密封蓋(3)、高壓絕緣外套(7)和底座(9)，所述高壓絕緣外套腔體上設有限流熔絲(5)，限流熔絲上端連接著導電極(4)，導電極(4)通過密封蓋(3)用導線連接著外接高壓電纜(2)，腔體的下部設有兩組限流元件(11)，兩組限流元件(11)下端均連接著接地電極(10)，上端均用導線連接限流熔絲(5)，限流熔絲(5)和限流元件(11)與高壓絕緣外套(7)之間的空隙處填充石英砂￠)，高壓絕緣外套(7)的頂端壓裝著密封蓋(3)。
6.根據權利要求4所述的燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的裝置，其特徵在於所述兩組限流元件(11)採用可控矽材料，每組四隻5KW 200A可控矽用可控矽鏈(8)組成；所述兩組限流元件(10)的其中一組的工作電流方向為導電極⑷流向接地電極(10)，另一組的工作電流方向為接地電極(10)流嚮導電極(4)。
全文摘要
本發明涉及燃機電廠啟動過程中消除發電機中性點迴路諧振的方法及裝置，其特徵在於在電機中性點迴路中增加迴路電阻，具體是在電機中性點的LC串聯諧振迴路中串入消諧裝置，以吸收能量的方法阻止發生諧振；串入LC串聯諧振迴路中的消諧裝置具有高容量非線性電阻器結構；所述裝置包括真空接觸器(1-2)和二個器消諧器(1-1)，消諧器之一的輸入端與一臺發電機的中性點連接、形成第一消諧迴路；消諧器之二的輸入端與另一臺發電機的中性點連接、形成第二消諧迴路；真空接觸器(1-2)的常開觸點連接到消諧器的兩端、其常閉觸點與發電機中性點刀閘連通、構成發電機中性點刀閘聯動結構。本發明具有消除或阻尼由電壓互感器引起的鐵磁諧振，避免電壓互感器內、外絕緣擊穿、放電及結構簡單、自動切換和安全可靠的有益效果。
文檔編號H02P9/08GK103066905SQ20121059031
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月30日 優先權日2012年12月30日
發明者潘潤洪, 劉明遠 申請人:深圳市廣前電力有限公司