CN108919030A - 一种启动励磁变压器的选型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种启动励磁变压器的选型方法，涉及燃气发电领域。选型方法包括：获取启动励磁变压器的低压侧电压U和低压侧电流I；根据低压侧电压U和低压侧电流I计算启动励磁变压器的容量P。通过本发明提供的选型方法对启动励磁变压器进行选型，不需要断开励磁变压器与发电机出线的连接，也能完成发电机变压器组的短路检测试验，可以节约大量的人力、物力成本，并且可以实现试验后在不停机的情况下快速并网，提高经济效益。

Description

一种启动励磁变压器的选型方法

技术领域

本发明涉及燃气发电领域，尤其涉及一种启动励磁变压器的选型方法。

背景技术

目前，燃气发电产业持续快速发展，燃气轮机在天然气发电市场的应用越来越广泛。然而我国对燃气发电核心技术还未完全掌握，燃气轮机主要从国外引进，而从国外引进的燃气轮机不能完成发电机变压器组的短路检测试验。现有的试验方法通常需要断开启动励磁变压器与发电机出线的连接，将启动励磁变压器电源引接至厂用6kV临时电源，再进行试验，过程繁琐复杂，且试验耗时久。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种启动励磁变压器的选型方法、一种发电机变压器组的短路检测方法和一种发电机变压器组的短路试验系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种启动励磁变压器的选型方法，所述选型方法包括：

获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U和低压侧电流I；

根据所述低压侧电压U和所述低压侧电流I计算所述启动励磁变压器的容量P，

本发明的有益效果是：通过本发明提供的选型方法对启动励磁变压器进行选型，不需要断开启动励磁变压器与发电机出线的连接，也能完成发电机变压器组的短路检测试验。因启动励磁变压器的设计容量是按短路电流设计，所以通过启动励磁变压器就可以提供试验时需要的励磁电流，不需要对现有系统设备进行临时改动措施，只需要改变部分设备的运行方式即可。通过选型后的启动励磁变压器对现有设备进行改造，在机组励磁空载试验、发变组短路试验时可以节约大量的人力、物力成本，并且可以实现试验后在不停机的情况下快速并网，提高经济效益。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种发电机变压器组的短路检测方法，所述发电机变压器组包括：依次连接的启动励磁电源开关、启动励磁变压器、启动励磁刀闸、励磁开关和励磁调节器，所述启动励磁变压器使用如上述技术方案中所述的选型方法选型得到，所述短路检测方法包括：

在所述发电机变压器组中选择待检测的任意一个短路点；

分别合入所述启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关；

调节所述励磁调节器，对励磁电流进行升流；

记录所述短路点的检测数据。

本发明的有益效果是：通过本发明提供的短路检测方法进行断路试验，不需要断开启动励磁变压器与发电机出线的连接，具有试验过程简单，用时短的优点。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种发电机变压器组的短路试验系统，所述短路试验系统包括：依次连接的启动励磁电源开关、启动励磁变压器、启动励磁刀闸、励磁开关和励磁调节器，所述启动励磁变压器使用如上述技术方案中的选型方法选型得到。

本发明的有益效果是：本发明提供的电机变压器组的短路试验系统，能够在不对现有系统设备进行临时改动的情况下完成发变组短路试验，可以节约大量的人力、物力成本。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明一种启动励磁变压器的选型方法的实施例提供的流程示意图；

图2为本发明一种启动励磁变压器的选型方法的其他实施例提供的流程示意图；

图3为本发明一种发电机变压器组的短路检测方法的实施例提供的流程示意图；

图4为本发明一种发电机变压器组的短路检测方法的其他实施例提供的流程示意图；

图5为本发明一种发电机变压器组的短路试验系统的实施例提供的结构框架图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明一种启动励磁变压器的选型方法的实施例提供的流程示意图，所述选型方法包括：

S11，获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U和低压侧电流I。

需要说明的是，启动励磁变压器的低压侧电压可以为空载励磁电压，低压侧电流可以根据发电机三相短路励磁电流计算得到，发电机三相短路励磁电流可以根据发电机的三相短路曲线得到，如果发电机厂家未提供三相短路曲线，还可以按负载励磁电流的60％计算得到发电机三相短路励磁电流。

S12，根据所述低压侧电压U和所述低压侧电流I计算所述启动励磁变压器的容量P，

通过本实施例提供的选型方法对启动励磁变压器进行选型，不需要断开启动励磁变压器与发电机出线的连接，也能完成发电机变压器组的短路检测试验。因启动励磁变压器的设计容量是按短路电流设计，所以通过启动励磁变压器就可以提供试验时需要的励磁电流，不需要对现有系统设备进行临时改动措施，只需要改变部分设备的运行方式即可。通过选型后的启动励磁变压器对现有设备进行改造，在机组励磁空载试验、发变组短路试验时可以节约大量的人力、物力成本，并且可以实现试验后在不停机的情况下快速并网，提高经济效益。

本实施例提供的选型方法可以作为启动励磁变压器的选型技术标准，其标准可作为国内燃气轮机启动励磁系统设计和选型标准的依据，也可以作为现有设备能力提升的改造依据。

可选地，在一些实施例中，步骤S11具体可以包括：

S111，获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U。

S112，获取所述发电机三相短路时的励磁电流I₀。

S113，根据所述励磁电流I₀计算得到所述启动励磁变压器的低压侧电流I，

需要说明的是，在获取所述发电机三相短路时的励磁电流I₀后，可以直接计算容量P，即

下面以一个具体的实例进行说明。

例如，某台机组的空载励磁电压为153V，空载励磁电流为1280A，启动励磁变低压侧电压为150V，启动励磁变容量为0.3MVA，发电机三相短路的励磁电流为2070A。

那么启动励磁变压器的容量P就可以为其中，U为150V，I₀为2070A，那么P＝150V*2070A*1.414＝0.439MVA，为便于实际操作，设计容量可以选为0.5MVA。

如图3所示，为本发明一种发电机变压器组的短路检测方法的实施例提供的流程示意图，所述发电机变压器组包括：依次连接的启动励磁电源开关、启动励磁变压器、启动励磁刀闸、励磁开关和励磁调节器，所述启动励磁变压器使用如上述实施例中所述的选型方法选型得到，所述短路检测方法包括：

S21，在所述发电机变压器组中选择待检测的任意一个短路点。

应理解，为保证试验顺利进行，需要提前使机组正常启动，使机组的转速保持3000转/分，以具备短路试验条件。

S22，分别合入所述启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关。

应理解，为进行短路试验，对启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关进行控制，可以将励磁调节器、启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关切换为手动控制模式，以实现对其的合入。

S23，调节所述励磁调节器，对励磁电流进行升流。

应理解，为提高试验数据的准确度，可以对励磁电流进行缓慢升流。

S24，记录所述短路点的检测数据。

通过本实施例提供的短路检测方法进行断路试验，不需要断开励磁变压器与发电机出线的连接，具有试验过程简单，用时短的优点。

可选地，在一些实施例中，还可以包括：

S25，调节所述励磁调节器，对励磁电流进行降流。

应理解，为对其他短路点进行试验，需要将励磁电流降为0。

S26，分别断开所述启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关。

S27，选择待检测的其他短路点进行检测，直到全部短路点检测完成。

试验完成后，可以将启动励磁电源开关、启动励磁刀闸恢复为自动控制模式，机组不用停机可以正常并网，然后进行机组动态试验或正式投入运行。

需要说明的是，对于传统短路试验方法，励磁系统试验前安全措施及试验后措施恢复都需要时间，根据经验需要至少6个小时，其中，做措施需要3个小时左右，燃气机组再次启动间隔要求2小时，启停过程各需0.5小时，耗时很久。而对于新短路试验方法，励磁系统只是运行方式改变，与传统试验方法对比可以节约3个小时，另外在进行完励磁空载试验、发变组短路试验后，能快速恢复正常运行方式，然后进行机组并网，如有励磁动态试验可以实现试验不间断进行。

因短路试验是在机组3000转情况下进行的，机组空载运行需要耗费大量的天然气，空载时所耗天然气大约是额定负荷时的1/4，以400MW燃气-蒸汽联合循环机组为例，空载时所耗天然气约20000Nm³/h，天然气工业气价按2.30元/Nm³计算，机组空载时每小时燃料成本约4.6万元。

而新的试验方法按节约3小时计算，可以节约13.8万元成本，另外还可以实现机组试验后快速并网，产生的经济效益较为明显。

如图5所示，为本发明一种发电机变压器组的短路试验系统的实施例提供的结构框架图，该短路检测系统包括：依次连接的启动励磁电源开关101、启动励磁变压器102、启动励磁刀闸103、励磁开关104和功率单元105，功率单元105还分别与励磁调节器106和转子线圈107连接，励磁调节器106还与发电机108连接作为输出端，转子线圈107为发电机108提供工作磁场。

所述启动励磁变压器102使用如上述实施例中的选型方法选型得到。

启动励磁电源开关101连接有厂用6kV电源。

励磁调节器106还连接有电流互感器109，电流互感器109为励磁调节器106提供互感电流，励磁调节器106和发电机108之间通过电压互感器110连接，电压互感器110为励磁调节器106提供互感电压。

功率单元105和转子线圈107之间连接有220V的直流电源。

发电机108和输出端之间还依次连接有发电机出口开关111和主变压器112。

在发电机出口开关111和发电机108之间还连接有静态变频启动模块。

静态变频启动模块包括依次连接的SFC电源开关113和SFC单元114，SFC单元114在发电机出口开关111的下口与发电机108出线连接。

SFC电源开关113连接有厂用6kV电源。

本实施例提供的发电机变压器组的短路试验系统，能够在不对现有系统设备进行临时改动的情况下完成发变组短路试验，可以节约大量的人力、物力成本。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种启动励磁变压器的选型方法，其特征在于，所述选型方法包括：

获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U和低压侧电流I；

根据所述低压侧电压U和所述低压侧电流I计算所述启动励磁变压器的容量P，

2.根据权利要求1所述的选型方法，所述启动励磁变压器与发电机连接，其特征在于，所述获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U和低压侧电流I，具体包括：

获取所述启动励磁变压器的低压侧电压U；

获取所述发电机三相短路时的励磁电流I₀；

根据所述励磁电流I₀计算得到所述启动励磁变压器的低压侧电流I，

3.一种发电机变压器组的短路检测方法，其特征在于，所述发电机变压器组包括：依次连接的启动励磁电源开关、启动励磁变压器、启动励磁刀闸、励磁开关和励磁调节器，所述启动励磁变压器使用如权利要求1或2所述的选型方法选型得到，所述短路检测方法包括：

在所述发电机变压器组中选择待检测的任意一个短路点；

分别合入所述启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关；

调节所述励磁调节器，对励磁电流进行升流；

记录所述短路点的检测数据。

4.根据权利要求3所述的短路检测方法，其特征在于，还包括：

调节所述励磁调节器，对励磁电流进行降流；

分别断开所述启动励磁电源开关、所述启动励磁刀闸和所述励磁开关；

选择待检测的其他短路点进行检测，直到全部短路点检测完成。

5.一种发电机变压器组的短路试验系统，其特征在于，所述短路试验系统包括：依次连接的启动励磁电源开关、启动励磁变压器、启动励磁刀闸、励磁开关和励磁调节器，所述启动励磁变压器使用如权利要求1或2所述的选型方法选型得到。