CN103066905A - 燃机电厂启动中消除发电机中性点回路谐振的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法及装置，其特征在于：在电机中性点回路中增加回路电阻，具体是在电机中性点的LC串联谐振回路中串入消谐装置，以吸收能量的方法阻止发生谐振；串入LC串联谐振回路中的消谐装置具有高容量非线性电阻器结构；所述装置包括真空接触器(1-2)和二个器消谐器(1-1)，消谐器之一的输入端与一台发电机的中性点连接、形成第一消谐回路；消谐器之二的输入端与另一台发电机的中性点连接、形成第二消谐回路；真空接触器(1-2)的常开触点连接到消谐器的两端、其常闭触点与发电机中性点刀闸连通、构成发电机中性点刀闸联动结构。本发明具有消除或阻尼由电压互感器引起的铁磁谐振，避免电压互感器内、外绝缘击穿、放电及结构简单、自动切换和安全可靠的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法及装置。属于发电工业设备技术领域。
背景技术
大型燃机电厂在我国属于新型企业，对于其设计、安装我国并没有成熟经验，很多附属设备的设计安装都是参照传统的燃煤电厂进行。其中在发电机中性点回路就直接采用了燃煤电厂的设计。在传统燃煤电厂中，发电机的频率是不变的50Hz。LNG调峰电厂中，由于SFC是静态变频设备，燃机启动是发电机采用变频电动机无级变速的方式运行，在启动过程中，发电机承受从0Hz至33.3Hz变频电源的拖动，当电压互感器的电感与发电机、电缆等对地分布电容构成的LC谐振回路的固有谐振频率与SFC启动过程中的某时刻的输出频率(或分频、或倍频)相等时，在电压互感器等回路中就会发生并联谐振现象。谐振电压的大小和LC回路的品质因数Q有关，因铁磁谐振电压很高，在电压互感器中的瞬态过电压会造成瞬间磁饱和现象，因此，谐振电压波形又会是非线性的，所以又有高次谐波产生。因高次谐波具有很强的穿透能力，其破坏性很大，使电动机发生周期性转速变动和振动，影响输出效率并发出噪声。另外，发动机铜损和铁损将增加，甚至出现过热现象，缩短使用寿命。
发明内容
本发明的目的之一，是为了解决上述现有技术问题，提供一种燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法。
本发明的目的之二，是为了解决上述现有技术问题，提供一种燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的装置。所述装置具有结构简单、安全可靠，可消除发电机谐振情况，确保设备安全运行的特点。
本发明的目的之一可以通过以下技术方案达到：
燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法，其特征在于：
1)在电机中性点回路中增加回路电阻，具体是在电机中性点的LC串联谐振回路中串入消谐装置，以吸收能量的方法阻止发生谐振；
2)串入LC串联谐振回路中的消谐装置具有高容量非线性电阻器结构，具有消除或阻尼由电压互感器引起的铁磁谐振，避免电压互感器内、外绝缘击穿、放电的功能；可限制系统在单相接地或弧光接地时流过互感器绕组的过电流，避免电压互感器烧毁；可以限制电压互感器铁磁谐振。
本发明的目的之一还可以通过以下技术方案达到：
进一步地，串接在LC串联谐振回路中的消谐装置为非线性电阻消谐阻尼结构，安装在电压互感器的一次绕组上，能有效抑制间隙性弧光接地时流过绕组的过电流；限制系统单相接地消失时在一次绕组回路中产生的涌流；防止设备损坏。
进一步地，在发电机1PT、2PT的中性点各加装一套消谐装置，发电机1PT、2PT的中性经过消谐装置后接地，并在消谐装置的高、低压之间并联旁路开关；通过并联旁路开关使消谐装置与发电机中性点刀闸联动，实现消谐装置自动“投入”或“退出”；当发电机中性点刀闸分闸(起机)时，联动消谐装置投退开关分闸，投入消谐装置；当发电机中性点刀闸合闸(起机后)时，联动消谐器投退开关合闸，退出消谐装置。
本发明的目的之二可以通过以下技术方案达到：
燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的装置，其结构特点在于：包括消谐器和真空接触器，消谐器的输入端之一与发电机中性点连接、输出端接地，形成第一消谐回路，消谐器的输入端之二与发电机另一中性点连接、输出端接地，形成第二消谐回路，真空接触器的第一对常开触点连接到消谐器的两端，第二对常开触点连接到另一消谐器的两端。所述真空接触器触点与发电机中性点刀闸联动。
进一步地，所述消谐器包括外接高压电缆、密封盖、高压绝缘外套和底座，所述高压外套腔体上设有限流熔丝，限流熔丝上端连接着导电极，导电极通过密封盖用导线连接着外接高压电缆，腔体的下部设有两组限流元件，两组限流元件下端均连接着接地电极，上端均用导线连接限流熔丝，限流熔丝和限流元件与高压绝缘外套之间的空隙处填充石英砂，高压绝缘外套的顶端压装着密封盖，高压绝缘外套的底部安装着底座，底座上设有安装孔。
进一步地，所述两组限流元件采用可控硅材料，每组四只5KW 200A可控硅用可控硅链组成；所述两组限流元件的其中一组的工作电流方向为导电极流向接地电极，另一组的工作电流方向为接地导流向导电极。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明由于在电机中性点回路中增加回路电阻，具体是在电机中性点的LC串联谐振回路中串入消谐装置，以吸收能量的方法阻止发生谐振；串入LC串联谐振回路中的消谐装置具有高容量非线性电阻器结构，因此，通过在发电机中性点回路中加装消谐装置，破坏了启动过程中的谐振条件，确保了设备的安全运行。
2、本发明由于将消谐器串接在发电机的中性点，形成二路消谐回路，真空接触器触点与消谐器并联连接，且真空接触器的刀闸与发电机中性点接地刀闸联动，发电机启动时通过消谐器消除高次谐波的产生，启动完成后自动短路停止消谐器工作，因此，具有结构简单、自动切换和安全可靠的有益效果。
附图说明
图1为本发明的具体实施例1结构示意图。
图2为本发明具体实施例1的消谐器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：
具体实施例1：
参照图1，本实施例涉及的消谐装置包括真空接触器1-2和二个器消谐器1-1，消谐器之一的输入端与一台发电机的中性点连接、输出端接地，形成第一消谐回路；消谐器之二的输入端与另一台发电机的中性点连接、输出端接地，形成第二消谐回路；真空接触器1-2的第一对常开触点连接到消谐器之一的两端，真空接触器1-2的第二对常开触点连接到消谐器之二的两端，真空接触器1-2的常闭触点与发电机中性点刀闸连通、构成发电机中性点刀闸联动结构。
参照图2，所述消谐器1-1包括外接高压电缆2、密封盖3、高压绝缘外套7和底座9，所述高压绝缘外套腔体上设有限流熔丝5，限流熔丝上端连接着导电极4，导电极4通过密封盖3用导线连接着外接高压电缆2，腔体的下部设有两组限流元件11，两组限流元件11下端均连接着接地电极10，上端均用导线连接限流熔丝5，限流熔丝5和限流元件11与高压绝缘外套7之间的空隙处填充石英砂6，高压绝缘外套7的顶端压装着密封盖3。其中，两组限流元件11采用可控硅材料，每组四只5KW 200A可控硅用可控硅链8组成；所述两组限流元件10的其中一组的工作电流方向为导电极4流向接地电极10，另一组的工作电流方向为接地电极10流向导电极4。
本实施例涉及的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法，其特征在于：
1)在电机中性点回路中增加回路电阻，具体是在电机中性点的LC串联谐振回路中串入消谐装置，以吸收能量的方法阻止发生谐振；
2)串入LC串联谐振回路中的消谐装置具有高容量非线性电阻器结构，具有消除或阻尼由电压互感器引起的铁磁谐振，避免电压互感器内、外绝缘击穿、放电的功能；可限制系统在单相接地或弧光接地时流过互感器绕组的过电流，避免电压互感器烧毁；可以限制电压互感器铁磁谐振。
本实施例的消除发电机中性点回路谐振的方法中，串接在LC串联谐振回路中的消谐装置为非线性电阻消谐阻尼结构，安装在电压互感器的一次绕组上，能有效抑制间隙性弧光接地时流过绕组的过电流；限制系统单相接地消失时在一次绕组回路中产生的涌流；防止设备损坏。在发电机1PT、2PT的中性点各加装一套消谐装置，发电机1PT、2PT的中性经过消谐装置后接地，并在消谐装置的高、低压之间并联旁路开关；通过并联旁路开关使消谐装置与发电机中性点刀闸联动，实现消谐装置自动“投入”或“退出”；当发电机中性点刀闸分闸(起机)时，联动消谐装置投退开关分闸，投入消谐装置；当发电机中性点刀闸合闸(起机后)时，联动消谐器投退开关合闸，退出消谐装置。
本实施例的工作原理：
消谐装置1安装在电压互感器一次绕组上，在发电机一次绕组#1PT和#2PT的中性点各加装一个消谐器1-1，经过消谐装置1后接地，并在消谐器1-1两端高、低压之间并联真空接触器1-2，真空接触器1-2刀闸开关与发电机中性点刀闸联动，实现消谐器1-1自动“投入”或“退出”。当发电机启动时，中性点刀闸分闸，联动的消谐器投退开关分闸，消谐器1-1开始工作；当发电机启动进入正常工作状态时，中性点刀闸合闸，联动的消谐器投退开关合闸，消谐器1-1两端被短路，停止工作。从而实现消除发电机启动中性点高次谐波的目的。
本实施例的控制方法如下：
1、消谐器投退开关控制电源采用110V直流，取自发电机中性点刀闸控制电源。
2、消谐器投退开关设就地和远方自投控制，在DCS系统只设状态显示，不设分、合闸功能。
3、消谐器投退开关柜上设“远方”、“就地”转换开关，实现远方与就地控制切换。
4、消谐器投退开关柜上设分、合闸按钮及分、合闸指示灯，作为就地控制与监视。
5、将消谐器投退开关的分、合闸状态、转换开关的“远方”、“就地”位置状态和开关“控制电源消失”报警引入DCS系统。
6、采用发电机中性点刀闸常闭辅助接点联跳消谐器投退开关，发电机中性点刀闸常开辅助接点联合消谐器投退开关。
7、消谐器投退开关应预留6对常开、常闭辅助接点。
8、为防止消谐器投退开关误动作对设备产生影响，将消谐器投退开关的常开、常闭接点分别与原SFC逻辑中发电机中性点刀闸的常开、常闭接点串联，作为SFC系统逻辑运行条件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法，其特征在于：
1)在电机中性点回路中增加回路电阻，具体是在电机中性点的LC串联谐振回路中串入消谐装置，以吸收能量的方法阻止发生谐振；
2)串入LC串联谐振回路中的消谐装置具有高容量非线性电阻器结构，具有消除或阻尼由电压互感器引起的铁磁谐振，避免电压互感器内、外绝缘击穿、放电的功能；可限制系统在单相接地或弧光接地时流过互感器绕组的过电流，避免电压互感器烧毁；可以限制电压互感器铁磁谐振。
2.根据权利要求1所述的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法，其特征在于：串接在LC串联谐振回路中的消谐装置为非线性电阻消谐阻尼结构，安装在电压互感器的一次绕组上，能有效抑制间隙性弧光接地时流过绕组的过电流；限制系统单相接地消失时在一次绕组回路中产生的涌流；防止设备损坏。
3.根据权利要求1或2所述的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的方法，其特征在于：在发电机1PT、2PT的中性点各加装一套消谐装置，发电机1PT、2PT的中性经过消谐装置后接地，并在消谐装置的高、低压之间并联旁路开关；通过并联旁路开关使消谐装置与发电机中性点刀闸联动，实现消谐装置自动“投入”或“退出”；当发电机中性点刀闸分闸时，联动消谐装置投退开关分闸，投入消谐装置；当发电机中性点刀闸合闸时，联动消谐器投退开关合闸，退出消谐装置。
4.用于如权利要求1所述的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振方法的装置，其特征在于：包括真空接触器(1-2)和二个器消谐器(1-1)，消谐器之一的输入端与一台发电机的中性点连接、输出端接地，形成第一消谐回路；消谐器之二的输入端与另一台发电机的中性点连接、输出端接地，形成第二消谐回路；真空接触器(1-2)的第一对常开触点连接到消谐器之一的两端，真空接触器(1-2)的第二对常开触点连接到消谐器之二的两端，真空接触器(1-2)的常闭触点与发电机中性点刀闸连通、构成发电机中性点刀闸联动结构。
5.根据权利要求4所述的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的装置，其特征在于：所述消谐器(1-1)包括外接高压电缆(2)、密封盖(3)、高压绝缘外套(7)和底座(9)，所述高压绝缘外套腔体上设有限流熔丝(5)，限流熔丝上端连接着导电极(4)，导电极(4)通过密封盖(3)用导线连接着外接高压电缆(2)，腔体的下部设有两组限流元件(11)，两组限流元件(11)下端均连接着接地电极(10)，上端均用导线连接限流熔丝(5)，限流熔丝(5)和限流元件(11)与高压绝缘外套(7)之间的空隙处填充石英砂(6)，高压绝缘外套(7)的顶端压装着密封盖(3)。
6.根据权利要求4所述的燃机电厂启动过程中消除发电机中性点回路谐振的装置，其特征在于：所述两组限流元件(11)采用可控硅材料，每组四只5KW 200A可控硅用可控硅链(8)组成；所述两组限流元件(10)的其中一组的工作电流方向为导电极(4)流向接地电极(10)，另一组的工作电流方向为接地电极(10)流向导电极(4)。
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