一种燃机的励磁方式

技术领域

本发明涉及燃气发电技术领域，具体为一种燃机的励磁方式。

背景技术

燃气发电就是使用天然气或者其他可燃气体来发电的过程。燃气轮机是把热能转换为机械功的旋转机械，包括压气机、加热工质的设备、透平、控制系统和辅助设备等，一般引用空气作为工质。

燃气轮机从20世纪50年代登上发电工业舞台以来，其发电效率和热效率都有很大提高，特别是燃气——蒸汽联合循环机组日渐成熟，燃气轮机的单机功率已超过334MW，热效率已达35％～41.92％，而联合循环机组的单机功率已达489.3MW，热效率已超过60％，为燃气发电在电力系统中地位的提高提供了技术支撑。

燃气发电的励磁系统作为发电机的重要组成部分，承担着维持发电机机端电压稳定，合理分配无功，以及提高电力系统稳定性的功能。目前9E燃机的励磁系统广泛应用自并励方式。一般自并励方式由发电机机端电压经高压励磁变压器变压后给励磁系统提供励磁电源。技术成熟可靠。但是一旦发电机机端高压励磁变出现故障，通常检修需要较长工期，直接影响机组运行。且9E燃机通常作为调峰机组使用，通过起、停机组进行电网的调峰，因此频繁起停，对相关电气设备寿命有较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃机的励磁方式，具备提供一种由“自并励”快速切换厂用电“他励”的励磁方式，当燃机组自并励励磁系统出现故障时，可以较短的时间内切换到厂用电他励方式，有效提高机组运行的可靠性的优点，解决了发电机机端高压励磁变出现故障，通常检修需要较长工期，直接影响机组运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃机的励磁方式，将燃机的低压励磁变压器TG更换为低压励磁变压器TG1，低压励磁变压器TG1为原边双抽头励磁变；在高压励磁变压器TL的副边输出端增加一台断路器Z1，经断路器Z1接至低压励磁变压器TG的原边抽头1，原边抽头1电压为300V；经低压励磁变压器TG1变压后提供自并励励磁电源；另外引一路厂用电作为他励电源，经断路器T1接至低压励磁变压器TG1的原边抽头2，原边抽头2电压为380V，经过低压励磁变压器TG1变压后提供他励励磁电源。

作为本发明的进一步方案，燃机自并励运行方式和燃机他励运行方式：

燃机正常运行时，采用自并励方式，断路器Z1合上，断路器T1断开，机组励磁运行；出现燃机高压励磁变压器TL故障，燃机无法通过自并励方式提供励磁电源，则可快速解开励磁变压器和燃机联接，断开断路器Z1，合上断路器T1；通过厂用电提供励磁电源，可以快速的恢复机组备用。

作为本发明的进一步方案，燃机切换至厂用电他励方式后，对FWLZ-E/1DW励磁调节器的参数需做如下修改：

零起升压修改的参数为自动起励复位值PR9500改为0，起励结束时机端电压FO由250改为0，手动通道复位值PM由1500改为0，他励方式TL由0改1，即正常起励建压修改的参数为自动起励复位值PR由0改为9500，起励结束时机端电压FO由0改为250，手动通道复位值PM由0改为1500，他励方式TL由0改1。

作为本发明的进一步方案，低压励磁变压器TG参数为：20kVA，变比300/115V，接法Y/d11；为了实现自并励与他励快速切换，更换低压励磁变压器TG1为原边双抽头励磁变，变比380V/300V/115V，容量27KVA,接法Y/d11，短路阻抗5％

作为本发明的进一步方案，根据高压励磁变的容量变比以及励磁调节器在强励的情况下，断路器Z1和断路器T1均选用EZD100E 125A 3P的塑壳断路器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：燃机正常运行发电时，采用自并励方式，断路器Z1合上，断路器T1断开，机组励磁运行；出现燃机高压励磁变压器TL故障，燃机无法通过自并励方式提供励磁电源，则可快速解开励磁变压器和燃机联接，断开断路器Z1，合上断路器T1；通过厂用电提供励磁电源继续使用。

提供一种由“自并励”快速切换厂用电“他励”的励磁方式，当燃机组自并励励磁系统出现故障时，可以较短的时间内切换到厂用电他励方式，有效提高机组运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明的励磁系统改造前原理图；

图2为本发明的励磁系统改造后整流原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例1

请参阅图1，改造前的一种实施例：以南山热电厂#10燃机发电机机组为例：#10燃机采用GE生产的TA30-131型发电机，发电机励磁系统采用二机无刷励磁方式，励磁调节器由天津睿信创和电气有限公司提供，型号为FWLZ-E/1DW。如图1所示，原励磁系统主要由励磁机LQ、励磁调节器、高压励磁变压器TL、低压励磁变压器TG以及励磁电流测量回路组成。

所示的励磁机LQ，采用一台三相交流无刷励磁机，其磁场静止、电枢旋转、电枢输出的三相交流电经同轴旋转的三相旋转整流装置整流为直流，送入发电机磁场绕组，提供发电机励磁。

所示的励磁调节器，双通道设计，互为备用。每个通道设置为电压调节方式AVR和电流调节方式FCR。磁调节器为开关式励磁，主要目的是精确地调节和控制同步发电机的机端电压和无功功率，为了达到这一要求，励磁电压必须对工况的变化做出快速的反应，并经过PID控制规律运算后送出控制量IGBT的触发角，与所示的智能功率模块IPM根据触发角，发出触发脉冲以控制发电机励磁电流。

所示的高压励磁变压器TL，连接在所示高压励磁变压器TL的输入端为发电机机端电压，其副边接至低压励磁变压器TG的原边，作用于自并励励磁方式提供阳极电源。

所示的励磁电流测量回路，通过电流传感器BA1测量励磁调节器输出的励磁电流，BA1将励磁电流由强信号转换为弱信号If1传输至励磁调节器通道1和通道2。

上述的励磁系统在发电机机端高压励磁变出现故障，通常检修需要较长工期，直接影响机组运行。且燃机通常作为调峰机组使用，通过起、停机组进行电网的调峰，因此频繁起停，对相关电气设备寿命有较大影响。

实施例2

请参阅图2，本发明提供的一种实施例：一种燃机的励磁方式，将燃机的低压励磁变压器TG更换为低压励磁变压器TG1，低压励磁变压器TG1为原边双抽头励磁变；在高压励磁变压器TL的副边输出端增加一台断路器Z1，经断路器Z1接至低压励磁变压器TG的原边抽头1，原边抽头1电压为300V；经低压励磁变压器TG1变压后提供自并励励磁电源；另外引一路厂用电作为他励电源，经断路器T1接至低压励磁变压器TG1的原边抽头2，原边抽头2电压为380V，经过低压励磁变压器TG1变压后提供他励励磁电源。实施例1中的原励磁调节器部分均无需改动。低压励磁变压器TG参数为：20kVA，变比300/115V，接法Y/d11；为了实现自并励与他励快速切换，更换低压励磁变压器TG1为原边双抽头励磁变，变比380V/300V/115V，容量27KVA，接法Y/d11，短路阻抗5％

燃机正常运行时，采用自并励方式，断路器Z1合上，断路器T1断开，机组励磁运行；出现燃机高压励磁变压器TL故障，燃机无法通过自并励方式提供励磁电源，则可快速解开励磁变压器和燃机联接，断开断路器Z1，合上断路器T1；通过厂用电提供励磁电源，可以快速的恢复机组备用。

燃机切换至厂用电他励方式后，对FWLZ-E/1DW励磁调节器的参数需做如下修改：零起升压修改的参数为自动起励复位值PR9500改为0，起励结束时机端电压FO由250改为0，手动通道复位值PM由1500改为0，他励方式TL由0改1，即正常起励建压修改的参数为自动起励复位值PR由0改为9500，起励结束时机端电压FO由0改为250，手动通道复位值PM由0改为1500，他励方式TL由0改1。

提供一种由“自并励”快速切换厂用电“他励”的励磁方式，当燃机组自并励励磁系统出现故障时，可以较短的时间内切换到厂用电他励方式，有效提高机组运行的可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。