一种高压并网发电励磁系统的制作方法

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种高压并网发电励磁系统。

背景技术：

众所周知，一般来说燃气轮机发电机组主要由燃气轮机、发电机、励磁系统、联轴节、底座、燃气轮机主支撑、辅助支撑及控制系统等结构构成。

在燃气轮机发电机组中，燃气轮机是原动机，利用已增压的燃气作燃料，在燃气轮机中燃烧做功，通过其拖动的发电机发电。燃气轮机在发电的同时排出大量的高温烟气，烟气通过排气管道引入余热锅炉，回收大部分热量来产生蒸汽，蒸汽供采暖或汽轮机发电或作他用。

燃机发电机组的同步发电机是发电站的主要设备之一，与燃气轮机及励磁机同轴安装在公共基础上，由燃气轮机带动旋转，把燃机传输的机械能转化为电能，从而实现电站发电的目的。具体来说，发电机是通过联轴器与其相联并由其带动旋转，通过相应的励磁系统给发电机加上励磁电流，发电机就能把机械能转变为电能，即发电机发出电能。

但是，很遗憾，现有技术中励磁系统结构较为简单，其缺少必要的电气元件保护，可靠性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高压并网发电励磁系统，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种高压并网发电励磁系统，包括励磁柜以及励磁系统主回路和励磁调节器1；

其中，所述励磁系统主回路上连接有所述励磁柜；所述励磁柜用于对所述励磁系统主回路进行接通与断开控制，还用于对励磁系统励磁电流进行调整；

所述励磁调节器1的输入端分别连接发电机6端电压互感器PT和电流互感器CT；所述励磁调节器1的输出端连接励磁系统主回路；所述励磁系统主回路具体包括一条干路电路以及多条支路电路；所述干路电路上依次串联连接有灭磁开关2、灭磁电阻3、减磁电阻4和欠流继电器5；其中一条支路电路上连接有励磁机7；其中另一条支路电路上连接有控制开关8。

优选的，作为一种可实施方案；所述励磁调节器1、所述灭磁开关2、所述灭磁电阻3、所述减磁电阻4、所述欠流继电器5均安装设置在励磁柜内。

优选的，作为一种可实施方案；所述励磁调节器1的输出端具体并联连接在所述减磁电阻4的两端。

优选的，作为一种可实施方案；所述励磁调节器1用于通过可控硅晶体管的导通与关断来调节所述励磁机7的励磁电流，从而调节励磁机7的输出电流，进行实现调节发电机6励磁电流。

优选的，作为一种可实施方案；所述灭磁开关2用于在带负荷状态下关合和开断所述励磁系统主回路的励磁电流。

优选的，作为一种可实施方案；所述灭磁电阻3用于在当励磁系统由发电励磁运行状态转为灭磁开关断开时，消耗发电机转子线圈和励磁机线圈的剩余电磁能。

优选的，作为一种可实施方案；所述减磁电阻4用于在当发电机过电压时，短接其两端的触点断开，使其直接串接入励磁机励磁回路。

优选的，作为一种可实施方案；所述欠流继电器5用于在当发电机的励磁系统主回路励磁电流减小至小于允许值时，其触点动作，发出励磁欠流信号保护停机。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制开关8具体为过压保护开关。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制开关8具体为过流保护开关。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种高压并网发电励磁系统，包括励磁柜以及励磁系统主回路和励磁调节器1；

其中，所述励磁系统主回路上连接有所述励磁柜；所述励磁柜用于对所述励磁系统主回路进行接通与断开控制，还用于对励磁系统励磁电流进行调整；

所述励磁调节器1的输入端分别连接发电机6端电压互感器PT和电流互感器CT；所述励磁调节器1的输出端连接励磁系统主回路；所述励磁系统主回路具体包括一条干路电路以及多条支路电路；所述干路电路上依次串联连接有灭磁开关2、灭磁电阻3、减磁电阻4和欠流继电器5；其中一条支路电路上连接有励磁机7。

综上，本发明提供的高压并网发电励磁系统，其设计了安全性能更好的励磁柜以及励磁系统主回路；其中，所述励磁系统主回路上设计安装了灭磁开关2、灭磁电阻3、减磁电阻4和欠流继电器5；上述电器元件可以从多个方面对励磁系统主回路实施保护，保证高压并网发电励磁系统的安全和稳定运行。

因此，本发明提供的高压并网发电励磁系统，具有可靠性高、设备安全性好等诸多方面的技术优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高压并网发电励磁系统的原理结构示意图；

图2为图1的本发明实施例提供的高压并网发电励磁系统具体原理结构示意图；

附图标记说明：

励磁调节器1；

灭磁开关2；

灭磁电阻3；

减磁电阻4；

欠流继电器5；

发电机6；

励磁机7；

控制开关8。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1和图2，本发明实施例提供的一种高压并网发电励磁系统，包括励磁柜以及励磁系统主回路和励磁调节器1；

其中，所述励磁系统主回路上连接有所述励磁柜；所述励磁柜用于对所述励磁系统主回路进行接通与断开控制，还用于对励磁系统励磁电流进行调整；

所述励磁调节器1的输入端分别连接发电机6端电压互感器PT和电流互感器CT；所述励磁调节器1的输出端连接励磁系统主回路；所述励磁系统主回路具体包括一条干路电路以及多条支路电路；所述干路电路上依次串联连接有灭磁开关2、灭磁电阻3、减磁电阻4和欠流继电器5；其中一条支路电路上连接有励磁机7；

所述励磁调节器1、所述灭磁开关2、所述灭磁电阻3、所述减磁电阻4、所述欠流继电器5均安装设置在励磁柜内。

下面对本发明提供的高压并网发电励磁系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：

电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。优良的励磁系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可有效的提高系统的技术指标。励磁系统的任务如下：一、稳定发电机出口电压。二、控制无功功率的均衡分配。三、提高同步发电机并联运行的稳定性。

同步发电机的励磁电流实质上是由一个可控的直流电源供给，根据励磁电流的取得方法的不同，励磁系统的形式有多种，最常用的有直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统和静止励磁系统等。

燃机发电机组根据其设备特点采用直流励磁机励磁系统，图1为燃气轮机发电机组的励磁系统原理示意图。发电机转子绕组中的励磁电流由专用的直流励磁机供给，直流励磁机为自励式直流发电机，它与发电机同轴一并由发动机主轴带动旋转；调整励磁调节器可改变励磁机的自励电流，从而改变励磁机的输出电压，进而达到调整发电机励磁电流的目的，实现对发电机电压(无功)的调整。

在本发明的技术方案中，励磁柜是起对励磁系统控制和调整作用的主要励磁元件的集成控制柜，它的主要功能是对励磁系统主回路进行接通与断开控制、对励磁系统励磁电流进行调整、对励磁系统不正常运行及故障情况进行监测。柜内装有励磁调节器、灭磁开关、灭磁电阻、减磁电阻、欠流继电器等元件。

下面对本发明实施例提供的高压并网发电励磁系统结构中的励磁柜内的主要电气元件进行详细说明：

优选的，作为一种可实施方案；所述励磁调节器1的输出端具体并联连接在所述减磁电阻4的两端。

优选的，作为一种可实施方案；所述励磁调节器1用于通过可控硅晶体管的导通与关断来调节所述励磁机的励磁电流，从而调节励磁机的输出电流，进行实现调节发电机励磁电流。

优选的，作为一种可实施方案；所述灭磁开关2用于在带负荷状态下关合和开断所述励磁系统主回路的励磁电流。

优选的，作为一种可实施方案；所述灭磁电阻3用于在当励磁系统由发电励磁运行状态转为灭磁开关断开时，消耗发电机转子线圈和励磁机线圈的剩余电磁能。

优选的，作为一种可实施方案；所述减磁电阻4用于在当发电机过电压时，短接其两端的触点断开，使其直接串接入励磁机励磁回路。

优选的，作为一种可实施方案；所述欠流继电器5用于在当发电机的励磁系统主回路励磁电流减小至小于允许值时，其触点动作，发出励磁欠流信号保护停机。

在上述技术方案中，需要说明的解释说明的是，上述励磁调节器1的作用是通过可控硅晶体管的导通与关断来调节励磁机的励磁电流，从而调节励磁机的输出电流，达到调节发电机励磁电流的目的。工作原理框图如图2。

如图2所示，有关励磁调节器1的工作原理框图：图2中双点划线内为励磁调节器部分，由发电机端电压互感器PT和电流互感器CT来的电压、电流信号经无功电流测量单元变换和无功电流计算单元计算，得到发电机端电压和无功电流对应值UC和IW。通过调差计算单元实施调差计算输出与UC及给定电压Ug比较，得到偏差值e＝Ug－UC－δIW(δ为调差系数)，PID调节的目的是使e趋于0。根据PID计算单元实施计算结果，微机输出脉冲宽度调制脉冲，使可控硅有时导通，有时截止，改变脉冲宽度调制脉冲的占空比，即可改变流过励磁机励磁线圈的平均电流，从而调节励磁机的输出电流，达到调节发电机励磁电流的目的。

灭磁开关2的作用是可在带负荷状态下关合和开断励磁系统主回路的励磁电流，即在正常运行或故障时能根据控制指令快速而可靠的关合或开断励磁主回路，从而达到励磁系统控制和保护的目的。

灭磁电阻3的作用是当励磁系统由发电励磁运行状态转为灭磁开关断开时，能消耗发电机转子线圈和励磁机线圈的剩余电磁能，从而防止发电机转子线圈和励磁机线圈由于被突然切断电流回路而产生过电压，损坏线圈。

减磁电阻4的作用是当发电机过电压时，短接其两端的触点断开，使其直接串接入励磁机励磁回路，从而增大了励磁机励磁回路的电阻，减小励磁机的励磁电流，进而减小发电机励磁电流，快速降低发电机电压。

欠流继电器5的线圈直接串接在励磁主回路中，其作用是当发电机励磁主回路励磁电流减小至小于允许值时，其触点动作，发出励磁欠流信号，保护停机。

优选的，作为一种可实施方案；其中一条支路电路上连接有控制开关8。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制开关具体为过压保护开关、欠压保护器或过流保护开关。

需要说明的是，上述励磁主回路的电气元件在使用时最忌电网电压过高过低，都需要有一个合理范围的额定电压。如果超出这个电压就超出了电器的绝缘强度和耐压值，电器会因此发热、击穿而烧坏甚至起火。电压过高过低导致电器被烧坏；因此加装了上述过压保护开关(即过压保护器)、欠压保护器(又名电器保护器)，以防止出现上述安全隐患。同时，为了避免电流过高，也可以选择安装过流保护开关(即过流保护器)

本发明实施例提供的高压并网发电励磁系统具有如下方面的技术优势：

本发明实施例提供的高压并网发电励磁系统，其设计了安全性能更好的励磁柜以及励磁系统主回路；其中，所述励磁系统主回路上设计安装了灭磁开关、灭磁电阻、减磁电阻和欠流继电器；上述电器元 件可以从多个方面对励磁系统主回路实施保护，保证高压并网发电励磁系统的安全和稳定运行。

因此，本发明提供的高压并网发电励磁系统，具有可靠性高、设备安全性好等诸多方面的技术优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。