静态变频启动装置在燃气电厂的应用
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9F燃气发电机组SFC静态变频器的应用9F燃气发电机组SFC静态变频器的应用作者:张隽来源:《建筑工程技术与设计》2021年第34期【摘要】介绍东方电气9F燃气-蒸汽联合循环机组关键设备静态变频器-SFC的特点、基本原理及在天津陈塘热电煤改气搬迁工程中的应用。
【关键词】静态变频器燃气-蒸汽联合循环机组燃气轮机发电机整流器逆变器一、概述燃气-蒸汽联合循环机组是通过燃烧天然气作为动力,由于燃气轮机和发电机是一个轴系启动转矩大,燃气轮机本身无法自启动,同时天然气点火也需要一个基本的转速,大约在580转/分钟左右,所以需要一个外部的动力将整个轴系转动起来。
通常多以静止变频器SFC(Static Frequency Converter)作为主要启动方式。
二、燃机SFC的特点及选型方法静止变频器SFC按其主回路供电方式的不同可分为有降压变压器的高-低-高型变频器和无降压变压器的高-高型变频器;按整流器和逆变器线路之间的耦合方式的不同分为交-直-交型变频器和交-交型变频器;按中间直流耦合组合方式的不同分为电抗器耦合方式的电流型变频器和电容器耦合方式的电压型变频器。
由于燃机机组在对静止变频器SFC的动态响应性能方面无特殊苛刻的要求,为此目前燃机电厂中的静止变频器SFC的主回路都普遍采用由可控硅、平波电抗器构成的交-直-交型电流源变频器。
因此,静止变频器根据使用的可控硅整流桥和逆变桥的形式可选用6脉冲整流桥6脉冲逆变桥形式或12脉冲整流桥6脉冲逆变桥形式。
在静止变频器的脉波数的选择过程中一般参考系统对谐波的要求和投资的性价比进行选择。
目前国际上没有一个专用于SFC谐波评估的标准,大多数借用IEEE519来作为SFC 谐波的评估依据。
理论上说,脉波数越高,SFC的低频段次谐波就越少,系统谐波耦合点PCC的谐波量的大小,与该点所在的系统短路容量及谐波源的工作方式有关。
系统短路容量越大承受的谐波量就越大,对谐波源的要求就越低,谐波源的工作时间越短,考核谐波的标准也就相对降低。
大型静态变频器在燃气轮机中的运用【摘要】大型静态变频器是燃气轮机的重点组成部分,起到调频、启动等多项作用。
随着燃气轮机的发展,大型静态变频器也得到有效利用,充分发挥变频器的优势,为燃气轮机提供足量的动力,满足发电机的动力需求。
目前,燃气轮机提高对大型静态变频器的重视度,因此,本文通过对大型静态变频器进行研究,分析其在燃气轮机中的运用,以期提升燃气轮机的运行稳定性,并进一步促进燃气轮机的发展水平。
【关键词】大型静态变频器;燃气轮机;动力装置大型静态变频器在燃气轮机中,可以作为一套动力装置,为燃气轮机提供转动的动力,而且基于大型静态变频器的动力装置,具有精准的控制优势,促使燃气轮机能够按照动力的需求,准确提供程序运行。
燃气轮机运行中的系统性特点较为明显,为保障燃气轮机的正常运行,需积极利用大型静态变频器,以此来优化动力装置的运行环境,进而提高燃气轮机的运行效率。
一、燃气轮机中的大型静态变频器燃气轮机中的大型静态变频器,其在运行上较为复杂,结合其在燃气轮机中的应用,并根据燃气轮机的运行情况,做如下分析:1.大型静态变频器的设备大型静态变频器的设备分为五类,如:(1)功率设备,实现变频器的变换过程,一般由两个变换器组成,一个负责逆变转化,另一个负责相位控制,提高变频的标准;(2)电抗器,消除大型静态变频器在燃气轮机中的耦合破坏,改善基本的运行环境;(3)交流电抗器,用于连接输出之间的保险丝,起到明确的保护作用;(4)隔离开关,保障变频过程中的正常闭合和切断;(5)LCI控制,发挥微处理的功能,确保变频的顺利进行。
2.大型静态变频器的运行方式大型静态变频器在燃气轮机中的运行,是启动到加速恒定的过程,在此过程中,完成变频运行,达到燃气轮机的速度标准[1]。
加速属于运行方式中的核心,其在暖机后启动,按照大型静态变频器设置的转速,完成重组运行,同时跟踪燃气轮机的速度变化,随时进行加速控制,稳定加速过程中大型静态变频器与燃气轮机中的关系,平衡各项动态因素。
变频启动在燃机电厂的应用发布时间:2021-12-17T05:24:31.241Z 来源:《河南电力》2021年8期作者:浦茗[导读] SFC 系统的主要构成包括一次系统和控制保护系统,其中一次系统是交-直-交结构,利用晶闸管实现频率变换,控制保护系统是实现平稳拖动控制及快速电气量保护。
(南京汽轮电机集团股份有限公司燃机研究所)摘要:近几年来,我国加大对分布式能源和清洁能源的布局,一批批热电联合循环机组分别在各地方投入建设。
南京大唐溧水电厂由两套 6F.03 燃气轮机组成,其中燃气轮机的起动方式为变频起动,燃机在起动、高盘、水洗时,燃机的驱动方式是发电机做为电动机,起动时由变频装置控制起动直至自持转速。
本文主要介绍静态变频启动装置的系统,工作原理、以及装置的调试。
关键词:静态变频装置;燃气轮机电厂;调试;原理6F.03 燃气轮机在启动时由静态变频装置将发电机变为同步电动机拖动燃气轮机开始旋转。
通过变频启动装置向发电机的定子加上可变频率的电压和电流,同时通过励磁装置向发电机的转子加上励磁电流,使得发电机变成电动机。
当燃气轮机燃烧产生的气体推动燃气轮机旋转可以实现自保持转速时,变频启动装置逐步减少发电机的出力。
1.静止变频器(SFC)系统概述1)静止变频器介绍静止变频器英文简称 LCI 或者 SFC,用于大容量同步电机启动及变频控制。
SFC 的分类按照电压可分为:高-低-高、高-高,按照脉波方式可以分为:12-12 脉波、12-6 脉波、6-6 脉波。
SFC 系统的主要构成包括一次系统和控制保护系统,其中一次系统是交-直-交结构,利用晶闸管实现频率变换,控制保护系统是实现平稳拖动控制及快速电气量保护。
由于变频装置可以控制逆变系统所带负载使其电流可以小幅缓慢上升,满足负载平稳运行时的额定频率和额定电压,将启动过程中的负载电流增幅控制在安全范围,保护电路中的功率元件,使得控制逆变系统可以稳定运行。
2)静止变频器组成和原理SFC 装置的基本核心原理就是换相。
燃机电厂变频器的应用和节能燃机电厂变频器的应用和节能随着全球能源消耗不断增长,对环保和节能的重视程度也在逐渐提高。
在工程管理领域,也越来越多的关注如何通过应用先进的技术手段,降低能源消耗并提高能源利用率。
其中,燃机电厂作为比较常见的一种发电设备,应用变频器可以有效提高能源利用率,节约能源消耗,得到广泛的应用。
一、燃机电厂及其工作原理燃机电厂是一种通过燃烧燃气、液体燃料或固体燃料来驱动发电机的发电设备,其工作原理与汽车发动机类似。
燃机电厂通过热能机械转换,将化学能转化为电能输出到电网中。
燃机电厂一般由以下几个主要部分组成:燃烧室、空气滤清器、燃气喷口、燃气调节系统、润滑系统、冷却系统、自动调节控制系统等。
它们协同工作,将化学能转换为电能输出。
二、变频器的作用和分类变频器是一种将交流电源转换为可变频率、可变电压的电力调节设备。
它的主要功能是通过调节电机的频率、电压和电流,实现对电动机的速度和转矩进行控制。
从应用的角度来看,变频器可以分为交流电变频器和直流电变频器两种。
在燃机电厂中,我们常用的是交流电变频器。
其主要作用是控制燃机电厂运行的转速和负载,从而达到节约能源、降低成本、提高系统的效率等目的。
三、燃机电厂变频器的应用和节能在燃机电厂的生产过程中,变频器最大的作用就是实现对发电机的精确控制,从而降低能源消耗,提高发电效率。
具体而言,变频器的应用可以体现在以下几个方面:1.变频器可以通过调节发电机的输出电压和频率,实现对燃机的转速和负载的调整,从而提高发电效率,并减少能源的浪费。
2.变频器可以在燃机电厂运行的过程中,根据外部负载的需求,对发电机的输出进行动态调整,从而降低了系统损耗,提高了系统的效率。
3.变频器可以实现多机组共同并网运行,通过优化电力负荷和电力输出水平等手段,达到节能降耗的目的。
4.变频器可以通过精确的控制,实现对发电机的启停操作,避免因频率和电压的不稳定而造成的能量浪费。
总之,燃机电厂变频器的应用可以在很大程度上提高系统的能源利用率,以及在发电生产中实现能量的节约和效率的提高。
变频系统在燃气轮机发电厂中的应用分析发布时间:2021-10-09T01:46:42.583Z 来源:《中国电业》2021年第15期作者:张晨[导读] 燃气轮机发电厂在发电工作中,其循环水、空气、燃料等系统会消耗大量能源。
张晨河北华电石家庄热电有限公司 050000摘要:燃气轮机发电厂在发电工作中,其循环水、空气、燃料等系统会消耗大量能源。
为了使运行需要得到满足,传统的电力系统一般会选择交流电动机。
但随着利用燃气轮机等火力发电厂的不断扩容,使得经济发展与资源利用间的矛盾日益加剧,国家也开始号召淘汰陈旧的设备和工艺,全面开展以节能为核心理念的设备和技术推广工作。
在燃气轮机发电厂的大功耗辅机设备上,应当利用先进的技术对现有设备进行优化升级,以提高设备的运作效率。
其中,利用变频系统是一项有效措施,它的优势不但体现在可以达成节能降耗的目标,还能够维持现有的安全系统和架构,充分确保燃气轮机发电厂的安全可靠效能。
关键词:变频系统;燃气轮机;发电厂;应用;分析引言:变频系统的物理意义较为突出,它利用计算基波电流的有效值与功率因数,可以平衡能量的转换,形成较为稳定和完整的电压调控系统。
为了解决我国火力发电厂的电能和煤炭消耗程度大的问题,在今天,变频系统在燃气轮机发电厂中的应用十分广泛。
它对于燃气轮机发电厂的各项耗能设备实现了科学合理地调节,全面彰显了变频系统对于节能、调控、社会经济效果的提升,具有极为重要的应用与实践现实意义。
1 在燃气轮机发电厂中应用变频系统的重要性随着全球科学技术的进步和发展,燃气轮机的发电技术受到了我国各大发电厂的欢迎。
由于燃气轮机发电技术的高效和稳定性,可有效处理掉燃烧气体,其受到了广泛应用。
纵观近些年我国燃气轮机发电厂的电能和煤炭消耗量,我国6000千瓦以上的燃气轮机发电厂中,平均耗煤量在每千瓦时300克标准煤,而且,一些火力发电厂甚至存在用煤紧张的问题。
可以看出,在燃气轮机发电厂实际运行过程中,其煤炭消耗量是十分惊人的,经过调查探究后可以发现,燃气轮机发电技术的煤炭消耗量高的主要原因,是技术驱动的动力设施功能性有待提高,无法实现科学合理的压力调节,使得技术应用过程中,其整体的电力压力较大。
圭羹幂耄呈磊柔差塞2006年学术年套论文集(太电机专妻鲁J(SPWM)逆变成频率可变(oHZ~50HZ)的单相交流输出,并将多十功率单元串联成为某一相高压.由三三相高匝接Y形连接翔瓣步电机提供变频功率。
由于在IGBT的关断期同由功率单元内部的反并联功率二极管提供续流,多毫平串联坦彼此有撼移瓣电压重叠,则可输出所谓“无谐波”,几乎完整正弦波形的交流电压种电流。
这种电路的原理形成了电压源型递变器(以下简称电压型SFC),见罔3。
1.2转子韧始位置的测量技术燃气轮机发毫帆作为鞫步电机启动时,电机转子的韧始位置必须在SFC启动前的瞬间测定,以使拄翩系统计算确定最先被触发导通的晶阐管,使转子获得最失的电磁启动转矩。
在廖动初始之前,首先投入励咎播整境韭压器一抗饲6kv盘藏拉^圈3雾功率单元串联锤℃原理图磁.飙定予出口电压互感器PT取三籀感应电势进行计算便可得知转予柏初始位罴。
此结果将送刘控制系统中的转子位置计算模块,配合脉冲发生器的零脉冲检测结果.便可在同步电机的整个运行过程中得知转子的莉态位置。
这样.可盂衙再设鬻发电机转轴上位置传感器,可避免易损件传感器的失灵造成SFC误翔,提高sFC系统的可靠性。
1.3转乎初始位置的测量技术燃气轮机发电机作为同步电机启动时,电机转予的初始位器必须在SFc启动前的瞬间测定,以使控制f_)电压璎s}℃电压薮形刖f叶(‘酣硼d)(b’电流型sFc电疆波彤(aj电JE型薅℃宅澈皱黟(b}电涟喇㈣奄捷涟形圈l电压型翔电流穗SFC轱m被彤一56一系统计算确定最先被触发导通柏晶闸管。
使转子获得最大妁电磁启动转矩。
在肩动初蛤之前,首先投人励磁。
从定予出口电压赢感器PT取三椭感应电势进行计算便可得知转子舶初始位置.此结果将送到控制系统中的转子位置莒}算模块,琵台赫砖发生器的零脉冲检冽结果.使可在同步电机的整个运行过程中得舞l转子的动态往嚣.这样,可无需再设置发电机转轴上位置传感器,可避免易按佟传感器的失灵造成SFC误判,提高SFc系统的可靠性。
静态变频启动装置在燃气电厂的应用
摘要:近年来,随着我国加对大天然气等清洁能源的利用以及电力调峰的需要,一批蒸汽-燃气联合循环机组相继在各地投入建设。
燃气轮机在起动、高盘冷却、水洗等过程中,其驱动力矩由同步发电机作为电动机运行来提供。
燃气电厂的静态变频装置是非常重要的电气系统,燃机在启动初期依靠静态变频装置控制燃气轮机启动至自保持速度。
文章介绍静态变频启动装置的工作原理、启动、停止、运行注意事项,以及保护配置情况,为相关技术人员提供借鉴。
关键词:静态变频;燃气电厂;应用;保护
在燃机启动初期,燃烧的气体所产生的能量无法使燃机达到启动,为了使机组开始旋转,采用静态变频启动装置(SFC)使发电机变为同步电动机进行使用,从而使机组启动。
当燃机转速到2 100 rpm左右时,燃机可以通过燃料的燃烧实现自保持转速,此时SFC可以逐步的退出。
SFC向发电机定子通入可变电压和频率的电流,同时由励磁装置向转子通入励磁电流,将发电机变为同步电动机使用。
1 SFC系统概述
1.1 工作原理
SFC装置的主要组成部分有整流器(Converter)、谐波滤波器(Harmonic Filter)、逆变器(Inverter)、SFC 变压器(SFC transformer)、DC电抗器(DCL)以及控制系统等组成。
整流器(Converter)的主要作用是通过三相六脉波全控可控硅整流桥,将输入整流器的三相AC电压转变成输出整流器的可变的DC电压。
谐波滤波器(Harmonic Filter)由电容器、电抗器、保险丝、线路断路器和附件组成,其作用是防止静态变频装置倒送高次谐波到6 kV系统。
谐波滤波器的投退对静态变频装置系统的运行没有影响,仅对6 kV厂用电系统有影响。
逆变器(Inverter)与整流器一样,只是相反,输入的是DC电压,输出的是幅值和频率变化的AC 电压,正是由于这个交流电源可变才最终使发电机的转速能够被控制。
SFC变压器(SFC transformer)通过将输入的6 kV电压转变为适合整流器的输入电压。
DC电抗器(DCL)的主要作用是平波直流电流。
电压可变的直流电通过逆变器后变为频率可变的交流电,最终输入到发电机定子绕组中,启动励磁系统与此同时加直流励磁到发电机转子。
定子回路中是频率可变的交流电,转子回路中是直流电,发电机变为同步电动机。
通过SFC装置控制输出频率来控制发电机的转速。
1.2 工作过程
启动初期燃气轮机—发电机组旋转在盘车转速,启动变频器SFC连接到发电机定子并承担转子电压基准的控制。
如图1所示,当SFC接收到控制系统发
来的运行命令后,首先执行的是机组清吹过程。
通过SFC装置控制燃机转速至清吹转速。
当清吹过程结束后,机组进行的是点火过程。
通过SFC停止输出使燃机转速下降至点火转速,执行点火程序,如果点火成功,SFC重新开始输出,加速机组转速至燃机自持转速。
在燃机到达自持转速后SFC逐步减小输出量,直到2 100 rpm时完全退出。
2 SFC投运
2.1 投运行前准备工作
检查发电机具备启动条件,其出口刀闸及开关均在分闸位置。
检查发电机励磁控制柜各交、直电源送上,无报警信号,控制方式在“自动”。
检查励磁变低压侧开关(MDS-5)在合闸位,控制方式切“远方”。
启动励磁变低压侧开关(MDS-4)控制电源开关,控制方式切“远方”。
停运超过7 d、一次回路检修后或电气回路出现结露、水淋等情况,启动前用1 000 V绝缘表测SFC变6 kV绝缘,用500 V绝缘表测SFC整流输入侧、逆变输出侧绝缘,SFC各侧绝缘应大于5 MΩ。
送上SFC控制柜的、谐波滤波器柜、逻辑切换盘的交、直流电源。
检查各信号正常无不可复归报警。
合上SFC谐波滤波器6 kV开关的控制和储能电源开关并检查在“远方”。
准备励磁系统良好备用。
启励变和SFC隔离变电源开关送到位并检查具备投入条件。
送上SFC开关切换盘开关控制电源,控制方式切“远方”。
启动条件:发电机出口开关在断开位置,热备用状态;发电机出口刀闸在断开位置;发电机出口开关发电机侧接地刀闸已拉开;励磁变低压侧开关(MDS-5)及启动励磁变低压侧开关(MDS-4)控制方式切“远方”;启动励磁变高压侧6 kV开关在热备用状态,控制方式切“远方”等。
2.2 投运
检查机组在盘车,启动允许条件已经满足,在燃机控制系统上选择SFC的启动方式。
检查发电机中性点刀闸、发电机励磁变低压侧开关MDS-5分闸。
检查SFC 隔离变压器具备投入条件,SFC及励磁系统各开关状态正确,各变频柜冷却风机
已启动。
TCS发启动令,发电机灭磁开关合闸,SFC运行灯亮,机组转速按启动曲线升速。
检查励磁系统运行正常,各整流柜风扇自动投入运行。
当转速升到燃机自持转速时,TCS发停SFC指令,SFC自动减出力到零,停止运行。
检查SFC隔离变压器、启动励磁系统各开关动作正确,SFC谐波滤波器退出运行。
3 SFC 正常运行时的监视、维护和操作
3.1 SFC 就地控制盘的运行监视
SFC就地控制盘上的液晶控制屏显示SFC装置的运行情况、参数及故障报警等,“紧急停机按钮”在事故情况下可以手动紧急停运SFC。
若出现报警,SFC可继续运行。
在就地液晶控制面板画面中查明报警原因,及时告知检修人员,并密切关注事态发展,及时汇报。