一种水轮发电机组制动能量回收系统和方法与流程

本发明涉及一种水轮发电机组制动能量回收系统和方法。

背景技术：

1、大型水轮发电机停机过程有如下步骤：减负荷至接近0后，跳开发电机出口开关与电网解列，后对发电机转子进行逆变灭磁，全关水轮机活动导叶后投入制动让机组转速降为0。机组停机过程中，水轮机活动导叶虽然全关，由于机组惯性很大，机组转速不会快速下降至0，降低机组转速主要有如下过程：第一步，依靠水轮机转动水阻、发电机风摩擦、轴承摩擦等使机组转速从额定转速下降到某转速r1（一般为额定转速的50%），此步机组转速下降较快；第二步，当转速下降到r1后，投入电气制动，其原理是将发电机定子三相通过电气制动开关三相短路，然后通过外部电源给转子施加励磁，由于定转子间电磁感应作用，转子会产生一个与转速相反的电磁力矩，使发电机转速快速下降到r2（一般为额定转速的10%），第三步，通过机械制动使发电机转速下降为0，主要通过制动风闸与发电机转子间的摩擦力使转子从低转速下降为0。

2、在电气制动过程中，依靠发电机定子三相短路使发电机转速下降，这部分转动的能量转换为发电机定子线棒的热能散失，存在能量浪费。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种水轮发电机组制动能量回收系统和方法，用于解决转动的能量转换为发电机定子线棒的热能散失，存在能量浪费的问题。

2、为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种水轮发电机组制动能量回收系统，包括发电机，发电机第一电缆与出口开关连接，发电机转子通过第二电缆依次与励磁整流模块、交流灭磁开关、励磁变压器、第一电缆和电制动开关连接，第二电缆通过第三电缆依次与制动交流开关、制动变压器和制动电源开关串联，在励磁变压器低压侧依次串联蓄电池开关、回收整流模块、蓄电池、逆电器模块和辅助设备。

4、本发明的有益效果为：本发明在不影响机组正常停机流程的前提下，既能加速停机过程，还实现了将水轮发电机组电气制动能量的回收再利用，提高了能源利用效率。

技术特征：

1.一种水轮发电机组制动能量回收系统，包括发电机，发电机通过第一电缆与出口开关连接，发电机转子通过第二电缆依次与励磁整流模块、交流灭磁开关、励磁变压器、第一电缆和电制动开关连接，第二电缆通过第三电缆依次与制动交流开关、制动变压器和制动电源开关串联，其特征在于：在励磁变压器低压侧依次串联蓄电池开关、回收整流模块、蓄电池、逆电器模块和辅助设备。

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组制动能量回收系统，其特征在于：还包括控制网，控制器通过第一控制模块、第二控制模块、管理模块和第三控制模块分别与蓄电池开关、回收整流模块、蓄电池和逆电器模块连接。

3.一种使用权利要求1或2所述水轮发电机组制动能量回收系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的水轮发电机组制动能量回收方法，其特征在于：还包括制动能量再利用方法，所述制动能量再利用方法包括以下步骤：

技术总结
一种水轮发电机组制动能量回收系统和方法，包括发电机，发电机第一电缆与出口开关连接，发电机转子通过第二电缆依次与励磁整流模块、交流灭磁开关、励磁变压器、第一电缆和电制动开关连接，第二电缆通过第三电缆依次与制动交流开关、制动变压器和制动电源开关串联，在励磁变压器低压侧依次串联蓄电池开关、整流模块、蓄电池、逆电器模块和辅助设备。本发明用于解决转动的能量转换为发电机定子线棒的热能散失，存在能量浪费的问题。

技术研发人员：杨成万,潘锐,季建培,王浩东
受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14