一种sfc自启动燃汽轮机组的黑启动柴油机的选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于发电机的控制与调节领域，具体涉及一种SFC自启动燃汽轮机组的黑 启动柴油机的选择方法。
【背景技术】
[0002] 黑启动是指整个电网因故障停运后，不依赖其它电网帮助，通过系统中具有自启 动能力机组（黑启动柴油发电机组）启动，带动无自启动能力机组（燃汽轮机组），逐渐扩 大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
[0003] 黑启动电源对电厂非常重要，须保证其能够可靠稳定运行，要求黑启动系统越简 单越好；黑启动系统中一般有较大功率的电机型负荷需要启动，短时冲击电流很大，要求黑 启动机组短时抗冲击能力强；黑启动机组运行时间短，运行次数少，故不要求黑启动机组可 连续运行，但需要适应短时间高负载运行。
[0004] 燃汽轮机组在启动初期，机组无法提供强大的启动力矩自行启动，静止变频启动 装置（SFC:StaticFrequencyConverter)是利用晶闸管变频器产生频率可变的交流电源 对机组进行启动，是燃汽轮机组的主要启动方式。SFC-般由输入变压器、谐波滤波器、控 制器、整流器、逆变器和直流电抗器组成。SFC装置的作用是向发电机提供电力，使其变为 电动机运行，并通过调整加在发电机电源的频率，实现发电机转子转速连续可调。一般情 况下，SFC系统由连接在厂用高压母线上的工作电源供电（在黑启动状态下，由黑启动柴油 发电机组供电），SFC装置将输入基本不变的电压和频率转变为可变的电压和频率，并将这 个电能提供给发电机的定子绕组，使发电机在启动阶段变成为同步电动机。其结果就是通 过SFC使发电机加速，当达到一定转速后，燃气轮机开始点火工作，与SFC驱动的发电机一 起使燃气轮机加速，当达到发电机的额定转速后，SFC系统断电，使其加在发电机上的电压 为0,此时发电机由燃气轮机带动旋转，再接入励磁，正常发电。
[0005] 可见，在电网故障停运时，黑启动柴油机对于燃汽轮机组的启动来说就是至关重 要，而容量是黑启动柴油机的一个关键参数。容量选择过小，在燃汽轮机启动时会导致黑启 动柴油机熄火或发电电压过低导致燃汽轮机根本无法启动；容量选择过大，会造成运输、 安装的困难和不必要的浪费，增加维护工作量。
[0006] 目前，国内没有相关的标准规范对黑启动柴油机容量选择做出明确规定，工程设 计中柴油发电机容量选择主要参考《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T5153-2002附录 D"柴油发电机组的选择"。但这个规定是一个适用于所有柴油机的较为笼统的原则，并非 专门针对SFC自启动燃汽轮机组的黑启动柴油机容量选择。
【发明内容】
[0007] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种SFC自启动燃汽 轮机组的黑启动柴油机的选择方法，该方法通过计算得到所需黑启动柴油机的容量和功率 的范围，并在此范围内按照黑启动柴油机的规格序列进行选型，能够达到准确选型的目的。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种SFC自启动燃汽轮机组的黑启动柴油机的选择方法，包括以下步骤：
[0010] 1)通过计算得到黑启动柴油机的容量和功率的范围值，计算公式如下所示：其 中，容量的单位是kVA，功率的单位是kw;
【主权项】
1. 一种SFC自启动燃汽轮机组的黑启动柴油机的选择方法，其特征在于，包括W下步 骤： 1) 通过计算得到黑启动柴油机的容量和功率的范围值，计算公式如下所示：其中，容 量的单位是kVA，功率的单位是kW ; S ^ maxjSsteady，Stransitory}; P ^ m过xjPsteady，Ptransitory}; 其中，^transitory - ^ steady F~*~Smax start? P = P +P ， s ;黑启动柴油机容量范围值； p;黑启动柴油机功率范围值； SsteWy;黑启动系统负荷稳态容量值之和； PsteWy ;黑启动系统负荷稳态功率值之和； P;黑启动系统负荷中的最大负荷启动前曰运行的负荷的稳态容量值之和； PsteWy P;黑启动系统负荷中的最大负荷启动前曰运行的负荷的稳态功率值之和； Sm" St。,,;黑启动系统负荷中的最大负荷的启动容量值； Pm? St。,,;黑启动系统负荷中的最大负荷的启动功率值； 2) 在步骤1)得到的黑启动柴油机的容量和功率的范围值中取满足黑启动柴油机规格 序列的容量最小值和功率最小值，当满足黑启动柴油机规格序列的容量最小值和功率最小 值属于同一黑启动柴油机规格时，则选择此规格黑启动柴油机；当满足黑启动柴油机规格 序列的容量最小值和功率最小值不属于同一黑启动柴油机规格时，则选择其中较高规格的 黑启动柴油机。
2. 根据权利要求1所述的一种通过计算容量选择黑启动柴油机的方法，其特征在于， 黑启动系统负荷包括电阻性负荷和电动机负荷。
3. 根据权利要求1所述的一种通过计算容量选择黑启动柴油机的方法，其特征在于， 黑启动系统负荷包括SFC、燃机MCC、空压机、供油累、水浴炉、旁路电动执行机构、姪累、电 动执行机构、UPS电源、柜体用电和冷却水累。
4. 根据权利要求3所述的一种通过计算容量选择黑启动柴油机的方法，其特征在于， 黑启动系统负荷的启动顺序为；燃机MCC，水浴炉，供油累，旁路电动执行机构，姪累，电动 执行机构，UPS电源，柜体用电，冷却水累，空压机，SFC。
5. 根据权利要求3所述的一种通过计算容量选择黑启动柴油机的方法，其特征在于， 黑启动系统负荷的启动顺序为；燃机MCC，水浴炉，供油累，旁路电动执行机构，姪累，电动 执行机构，UPS电源，柜体用电，冷却水累，SFC，空压机。
【专利摘要】本发明公开了一种SFC自启动燃汽轮机组的黑启动柴油机的选择方法，属于发电机的控制与调节领域。SFC是燃汽轮机组的主要启动方式，由于SFC负载在黑启动系统总负载中的比例一般都超过了50％，是确定黑启动柴油机容量的关键因素。在启动过程中，黑启动柴油机的功率应不小于负荷的启动功率与负荷启动前已运行的所有负荷的稳态功率之和，黑启动柴油机的容量应不小于负荷的启动容量与负荷启动前已运行的所有负荷的稳态容量之和。对于同样的黑启动系统负荷，SFC燃机启动负荷的顺序不同，黑启动柴油机的容量选择相应不同。采用此方法，可以准确计算黑启动柴油机的容量，达到准确选型的目的。
【IPC分类】H02J3-00
【公开号】CN104578060
【申请号】CN201510032881
【发明人】康博, 沈坚, 孙进, 朱蕊莉, 张欢畅, 魏燕, 赵福玮
【申请人】中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日