一种双sfc系统拓扑结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种双SFC拓扑结构，其特征为：2套SFC共用输入断路器、输出断路器、输入变压器、输出变压器等设备；控制系统通过对6台隔离开关的合闸及分闸操作实现2套SFC系统的主备用切换。本发明提出的双SFC拓扑结构，可解决SFC改造项目场地不足的问题，节省建设成本，系统切换时间短，有着很好的实用性、经济性和可靠性。
【专利说明】一种双SFC系统拓扑结构
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力电子技术及拓扑结构领域，特别涉及一种双SFC系统拓扑结构。
【背景技术】
[0002] 静止变频器（Static Frequency Converter,简称SFC)是一种同步电机启动设备， 它把工频电流经整流及逆变变换后，输出频率和幅值可变的变频电流，将同步电机平稳拖 动到目标转速，避免对电网接入点的影响。SFC系统通常用于大型抽水蓄能机组启动、大型 燃机机组启动及少数大型风机启动场合。
[0003] SFC系统属于交直交变流器，SFC系统一般由输入断路器、输入变压器、整流阀组、 直流电抗器、逆变阀组、输出刀闸、输出变压器（若有）、输出断路器等设备组成。目前互为 备用的两套SFC系统，均为独立配置的SFC系统，详见图1。独立2套配置的SFC系统，一般 适用于基建项目，即在项目建设之处，就设计好两套独立SFC系统相关设备的布置空间。
[0004] 但对于改造项目尤其是原有一套SFC，为提高运行可靠性需增加一套SFC系统时， 通常面临场地不足的问题。而大型抽水蓄能机组通常布置在山洞内，若要临时增加设备布 置场地非常困难。
[0005] 图1是独立配置的2套SFC系统示意图。
[0006] 图 1 中：
[0007] 1_#1SFC输入断路器1
[0008] 2_#1SFC输入断路器2
[0009] 3_#1SFC输入变压器
[0010] 4_#1SFC直流电抗器
[0011] 5_#1SFC 输出刀闸 2
[0012] 6_#1SFC 输出刀闸 1
[0013] 7_#1SFC输出变压器
[0014] 8_#1SFC输出断路器
[0015] 9-#2SFC输入断路器1
[0016] 10-#2SFC输入断路器2
[0017] 11_#2SFC输入变压器
[0018] 12_#2SFC直流电抗器
[0019] 13_#2SFC 输出刀闸 2
[0020] 14_#2SFC 输出刀闸 1
[0021] 15_#2SFC输出变压器
[0022] 16_#2SFC输出断路器
【发明内容】
[0023] 本发明的目的，在于提出一种双SFC系统拓扑结构，它可解决SFC系统改造项目场 地不足的问题，新增单套SFC设备成本下降约35%，切换时间短，有着很好的实用性、经济 性及可靠性。
[0024] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0025] (1)2套SFC共用输入断路器、输入变压器、输出变压器及输出断路器，见图2。
[0026] 独立配置的1套SFC系统包括输入断路器、输入变压器、整流阀组、直流电抗器、逆 变阀组、输出刀闸、输出变压器、输出断路器等设备。其中，输入断路器、输入变压器、输出变 压器、输出断路器为双SFC拓扑结构共用设备。
[0027] (2)在输入变压器低压侧布置2台隔离开关，在输出变压器低压侧布置2台隔离开 关，在输出变压器高压侧布置2台隔离开关，见图2。
[0028] 隔离开关1，布置在输入变压器低压侧与#1SFC系统之间；
[0029] 隔尚开关2,布置在#1SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间；
[0030] 隔尚开关3,布置在#1SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间；
[0031] 隔离开关4,布置在输入变压器低压侧与#2SFC系统之间；
[0032] 隔尚开关5,布置在#2SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间；
[0033] 隔尚开关6,布置在#2SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间。
[0034] (3)控制系统通过对6台隔离开关的分闸及合闸操作实现2套SFC系统的主备用 切换，具体描述如下：
[0035] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3处于合闸位置时，#1SFC处于主用状态，#2SFC 处于备用状态；
[0036] 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6处于合闸位置时，#2SFC处于主用状态，#1SFC 处于备用状态。
[0037] (4)6台隔离开关之间、隔离开关与输入断路器之间设计联锁逻辑，具体描述如 下：
[0038] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于分闸位置时，隔离开关4、隔离开关5、 隔离开关6才能够合闸；
[0039] 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6均处于分闸位置时，隔离开关1、隔离开关2、 隔离开关3才能够合闸；
[0040] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于合闸位置或隔离开关4、隔离开关5、隔 离开关6均处于合闸位置时，输入断路器才能够合闸。
[0041] 本发明提出的双SFC拓扑结构，可解决SFC改造项目场地不足的问题。与独立两 套SFC系统配置方式相比，采用双SFC拓扑结构，新增单套SFC设备成本下降约35%，切换 时不需要操作SFC系统外部设备，切换时间短、运行稳定，有着很好的实用性、经济性和可 靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 图1是独立配置的2套SFC系统示意图；
[0043] 图2是双SFC系统拓扑结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0045] 说明书附图图2中：
[0046] 1-输入断路器1
[0047] 2 -输入变压器
[0048] 3 -隔离开关1
[0049] 4_#1SFC直流电抗器
[0050] 5_#1SFC 输出刀闸 2
[0051] 6_#1SFC 输出刀闸 1
[0052] 7-隔离开关2
[0053] 8-隔离开关3
[0054] 9-输出断路器
[0055] 10-输入断路器2
[0056] 11-隔离开关4
[0057] 12 - #2SFC直流电抗器
[0058] 13_#2SFC 输出刀闸 1
[0059] 14_#2SFC 输出刀闸 2
[0060] 1δ-隔离开关5
[0061] 16-隔离开关6
[0062] 17 -输出变压器
[0063] 本发明提供一种双SFC系统拓扑结构，包括如下步骤：
[0064] (1)2套SFC共用输入断路器、输入变压器、输出变压器及输出断路器，见图2。
[0065] 独立配置的1套SFC系统包括输入断路器、输入变压器、整流阀组、直流电抗器、逆 变阀组、输出刀闸、输出变压器、输出断路器等设备。其中，输入断路器、输入变压器、输出变 压器、输出断路器为双SFC拓扑结构共用设备。
[0066] 抽水蓄能机组一般布置在山洞里，空间非常紧凑，除非电站基建时期留有新增1 套独立SFC系统的空间，很难找到布置整套SFC系统的场地。共用变压器及断路器后，新增 SFC的占地面积将大大减少，约为整套SFC系统占地面积的一半。
[0067] 以主流的300丽抽水蓄能机组SFC系统为例，SFC系统容量约为15MW-2(MW，其输 入断路器1、输入断路器2、输入变压器、输出变压器、输出断路器约占整套SFC系统占地面 积的50%以上。
[0068] 以下某300MW抽水蓄能机组SFC设备尺寸数据：
[0069] 断路器柜尺寸（长X宽X高）：800mm*1600mm*2400mm，数量：3面；
[0070] 输入变压器尺寸（长X宽X高）：3850mm*2150mm*3850mm，数量：1台；
[0071] 输出变压器尺寸（长X宽X高）：3850mm*2150mm*3850mm，数量：1台；
[0072] 除共用设备外，SFC系统尺寸（长X宽X高）：7500mm*1600mm*2400mm，数量：1 套。
[0073] 目前一台300丽抽水蓄能机组SFC设备价格约2000万，输入变压器1台、输出变 压器1台、断路器柜3面国内报价约700万，采用双SFC系统结构，新增单套SFC设备成本 下降35 %左右，经济效益显著。
[0074] (2)在输入变压器低压侧布置2台隔离开关，在输出变压器低压侧布置2台隔离开 关，在输出变压器高压侧布置2台隔离开关，见图2。
[0075] 隔离开关1，布置在输入变压器低压侧与#1SFC系统之间；
[0076] 隔尚开关2,布置在#1SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间；
[0077] 隔尚开关3,布置在#1SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间；
[0078] 隔离开关4,布置在输入变压器低压侧与#2SFC系统之间；
[0079] 隔尚开关5,布置在#2SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间；
[0080] 隔尚开关6,布置在#2SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间。
[0081] (3)控制系统通过对6台隔离开关的分闸及合闸操作实现2套SFC系统的主备用 切换，具体描述如下：
[0082] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3处于合闸位置时，#1SFC处于主用状态，#2SFC 处于备用状态；
[0083] 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6处于合闸位置时，#2SFC处于主用状态，#1SFC 处于备用状态。
[0084] 2套SFC系统的主备用切换通过6台隔离开关的合闸及分闸操作来实现，切换时不 需要操作SFC系统外部开关及刀闸等设备，切换安全方便、切换时间短、运行稳定可靠。
[0085] (4)6台隔离开关之间、隔离开关与输入断路器之间设计联锁逻辑，具体描述如 下：
[0086] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于分闸位置时，隔离开关4、隔离开关5、 隔离开关6才能够合闸；
[0087] 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6均处于分闸位置时，隔离开关1、隔离开关2、 隔离开关3才能够合闸；
[0088] 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于合闸位置或隔离开关4、隔离开关5、隔 离开关6均处于合闸位置时，输入断路器才能够合闸。
[0089] 通过隔离开关之间的联锁、隔离开关与断路器之间的联锁设计，保证每次只有一 套SFC系统在主用状态，并且6台隔离开关均不带负荷分断。
[0090] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【权利要求】
1. 一种双SFC拓扑结构，其特征在于： (1) 2套SFC共用输入断路器、输入变压器、输出变压器及输出断路器； (2) 在输入变压器低压侧布置2台隔离开关，在输出变压器低压侧布置2台隔离开关， 在输出变压器高压侧布置2台隔离开关； 隔离开关1，布置在输入变压器低压侧与#1SFC系统之间； 隔尚开关2,布置在#1SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间； 隔尚开关3,布置在#1SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间； 隔离开关4,布置在输入变压器低压侧与#2SFC系统之间； 隔尚开关5,布置在#2SFC输出刀闸2与输出变压器商压侧之间； 隔尚开关6,布置在#2SFC输出刀闸1与输出变压器低压侧之间。
2. 如权利要求1所述的一种双SFC拓扑结构，其特征在于，控制系统通过对6台隔离开 关的分闸及合闸操作实现2套SFC系统的主备用切换，具体描述如下： 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3处于合闸位置时，#1SFC处于主用状态，#2SFC处于 备用状态； 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6处于合闸位置时，#2SFC处于主用状态，#1SFC处于 备用状态。
3. 如权利要求2所述的一种双SFC拓扑结构，其特征在于，6台隔离开关之间、隔离开 关与输入断路器之间设计联锁逻辑，具体描述如下： 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于分闸位置时，隔离开关4、隔离开关5、隔离 开关6才能够合闸； 隔离开关4、隔离开关5、隔离开关6均处于分闸位置时，隔离开关1、隔离开关2、隔离 开关3才能够合闸； 隔离开关1、隔离开关2、隔离开关3均处于合闸位置或隔离开关4、隔离开关5、隔离开 关6均处于合闸位置时，输入断路器才能够合闸。
【文档编号】H02J3/00GK104124687SQ201410388816
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】梁少华, 高苏杰, 魏伟, 刘为群, 石祥建, 张雷雷, 秦俊 申请人:南京南瑞继保电气有限公司, 国网新源控股有限公司, 安徽响水涧抽水蓄能有限公司, 国网浙江省电力公司, 国家电网公司