CN110120641B - 热力发电厂双用变频系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热力发电厂双用变频系统，其包括：双用变频器；切换开关柜，包括前腔体、后腔体、第一静触头、第二静触头、第三静触头、第四静触头、第一滑轨、第二滑轨及刀闸小车，前腔体与后腔体之间间隔有金属板，第二静触头与第三静触头的尾部通过金属母排直性连接，第一滑轨与第二滑轨设置于前腔体，刀闸小车包括上动触头、下动触头、车体及滚轮，上动触头与下动触头通过金属管电性连接；凝结水泵，通过第一静触头、第二静触头与第一滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通；热网疏水泵，通过第三静触头、第四静触头与第二滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通。

Description

热力发电厂双用变频系统

技术领域

本发明涉及电力设备节能技术领域，特别涉及一种热力发电厂双用变频系统。

背景技术

常规供热机组的热网加热器的气源采用汽轮机中压缸排汽，这样可以保证足够的抽汽量用于供热。

大型机组供热系统，一般是采用330MW亚临界机组或者350MW超临界供热机组，常规300MW级亚临界机组，采用抽汽加热热网循环水，热网循环水供回水温度为130/70℃，热网疏水温度为130℃，热网疏水直接通过热网疏水泵送入除氧器循环利用。

现有的部分热力发电厂300MW机组凝结水系统凝结水泵采用两用一备运行方式，同时在供热季需要运行热网疏水泵、热网循环泵。在进行节能改造时，现有技术至少要增设两台凝结水泵变频器、一台热网疏水泵变频器以及一台热网循环泵变频器。设备投资、安装成本较高。

考虑到在非供热季热网疏水泵、热网循环泵均不需要运行，新增变频器只能停用闲置，而在供热季因抽汽量增加，凝结水量减少，整个供热季往往只需要一台凝结水泵运行，也有一台变频器处于停用闲置状态。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种热力发电厂双用变频系统，其包括：

双用变频器，通过电缆和控制开关与外部电源电性连接；

切换开关柜，包括前腔体、后腔体、第一静触头、第二静触头、第三静触头、第四静触头、第一滑轨、第二滑轨及刀闸小车，前腔体与后腔体之间间隔有金属板，第一静触头、第二静触头、第三静触头与第四静触头外部均包裹有绝缘瓷瓶，绝缘瓷瓶穿过前腔体与后腔体之间的金属板，且头部位于前腔体，尾部位于后腔体，第一静触头的尾部通过电缆与凝结水泵电性连接，第二静触头与第三静触头的尾部通过金属母排直性连接，且金属母排上设置有接线端子，通过电缆与双用变频器的出口接线端子电性连接，第四静触头的尾部通过电缆与热网疏水泵电性连接，第一滑轨与第二滑轨设置于前腔体，刀闸小车能够分别滑动设置于第一滑轨与第二滑轨上，包括上动触头、下动触头、车体及滚轮，上动触头与下动触头通过金属管电性连接，且上动触头、下动触头分别与刀闸小车的车体绝缘，滚轮设置于车体的底部；

凝结水泵，通过第一静触头、第二静触头与第一滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通；

热网疏水泵，通过第三静触头、第四静触头与第二滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通。

进一步地，所述上动触头与下动触头均为梅花触头。

进一步地，所述前腔体包括前腔上室、前腔中室以及前腔下室，各腔室之间间隔有金属板，所述第一静触头与第二静触头的头部设置于前腔中室，所述第三静触头与第四静触头的头部设置于前腔下室。

进一步地，所述第一滑轨设置于前腔中室的底部。

进一步地，所述后腔体包括后腔上室、后腔中室以及后腔下室，各腔室之间间隔有金属板，所述第一静触头的尾部设置于后腔上室，所述第二静触头与第三静触头的尾部设置于后腔中室，所述第四静触头的尾部设置于后腔下室。

进一步地，所述第二滑轨设置于前腔下室的底部。

进一步地，所述热力发电厂双用变频系统还包括第一行程开关与第二行程开关，所述第一行程开关设置于前腔中室的顶部，所述第二行程开关设置于前腔下室的顶部，且能够分别与刀闸小车的车体顶部以及DPU（开关量输入继电器）电性连接。

进一步地，当第一行程开关与刀闸小车的车体顶部接触时，所述第一行程开关反馈电信号1，并将反馈的电信号1传输到DPU，当第一行程开关与刀闸小车的车体顶部脱离时，所述第一行程开关反馈电信号0，并将反馈的电信号0传输到DPU（开关量输入继电器）。

进一步地，当第二行程开关与刀闸小车的车体顶部接触时，所述第二行程开关反馈电信号1'，并将反馈的电信号1'传输到DPU，当第二行程开关与刀闸小车的车体顶部脱离时，所述第二行程开关反馈电信号0'，并将反馈的电信号0'传输到DPU（开关量输入继电器）。

进一步地，所述切换开关柜为单面双间隔切换开关柜。

本发明所达到的有益效果为：

本发明的系统提高了变频器的利用效率，避免了设备停用闲置，可以节约一台变频器投资、安装成本；本发明的系统可以满足不同季节变频调节的需要，使变频器可利用小时数倍增，大幅度降低投资回收期；本发明采用单面双间隔切换开关柜结构，只配置了一台刀闸小车，操作人员只能将双用变频器切换到凝结水泵或者热网疏水泵，避免了误操作的可能，进而可以便捷的实现变频器的切换；本发明的双间隔切换开关柜内设置了第一行程开关与第二行程开关，第一行程开关、第二行程开关分别与刀闸小车的车体顶部接触或脱离而反馈不同的电信号，并将反馈的电信号传输到DPU（分散处理单元），可以自动完成变频器参数的切换和自动逻辑的切换，以作为双用变频器切换到凝结水自动、热网疏水自动的触发条件。

附图说明

图1为本发明的热力发电厂双用变频系统的原理接线图。

图2为本发明的单面双间隔切换开关柜的一内部结构图。

图3为本发明的单面双间隔切换开关柜的另一内部结构图。

图4为本发明采用切换双投刀闸的示意图。

附图标记说明

100 双用变频器

101 变频器出口接线端子

200 电缆

300 控制开关

400 切换开关柜

401 前腔体

4011 前腔上室

4012 前腔中室

4013 前腔下室

402 后腔体

4021 后腔上室

4022 后腔中室

4023 后腔下室

403 第一静触头

404 第二静触头

405 第三静触头

406 第四静触头

407 第一滑轨

408 第二滑轨

409 刀闸小车

4091 上动触头

4092 下动触头

4093 车体

4094 滚轮

4095 金属管

410 金属板

411 绝缘瓷瓶

412 金属母排

4121 接线端子

413 第一行程开关

414 第二行程开关

500 凝结水泵

600 热网疏水泵

700 切换双投刀闸。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。

凝结水系统、热网疏水系统进行变频改造时，只增加两台变频器，按功率较大者选择变频器容量，可同时满足凝结水泵与热网疏水泵容量的要求。其中一台变频器为凝结水泵专用，另一台变频器为凝结水泵与热网疏水泵共用，在非供热季带凝结水泵运行，在供热季带热网疏水泵运行，方式倒换由凝结水泵、热网疏水泵切换开关柜完成，倒换时调整变频器参数设置及热工逻辑设置。

请参见图1，为本发明的热力发电厂双用变频系统的原理接线图，如图所示，其包括：双用变频器100，通过电缆200和控制开关300与外部电源电性连接；切换开关柜400，通过电缆200与双用变频器电性连接；凝结水泵500，与切换开关柜400电性连接；热网疏水泵600，与切换开关柜400电性连接；顾名思义，双用变频器100即为凝结水泵500与热网疏水泵600所共用的变频器，借以通过切换开关柜400实现双用变频器100与凝结水泵500、热网疏水泵600之间的导通与切断，双用变频器100通过切换开关柜400与凝结水泵500导通，只带凝结水泵500运行，以供非供热季使用，双用变频器100通过切换开关柜400与热网疏水泵600导通，只带热网疏水泵600运行，以供供热季使用，下面针对各个部件进行详细的描述。

请参见图2，为本发明的单面双间隔切换开关柜的一内部结构图，如图所示，较佳的，在本实施例中，所述切换开关柜400为单面双间隔切换开关柜，所述切换开关柜400的内部包括有两个腔体、四个静触头、两个滑轨以及一个活动件，具体的，所述两个腔体分别为前腔体401以及后腔体402，所述四个静触头分别为第一静触头403、第二静触头404、第三静触头405以及第四静触头406，所述两个滑轨分别为第一滑轨407以及第二滑轨408，所述活动件为刀闸小车409。

其中，所述前腔体401与后腔体402之间间隔有金属板410，而所述第一静触头403、第二静触头404、第三静触头405以及第四静触头406的外部均包裹有绝缘瓷瓶411，所述绝缘瓷瓶411穿过前腔体401与后腔体402之间的金属板410，并且，所述绝缘瓷瓶411的头部可以位于前腔体401，尾部可以位于后腔体402，具体的，所述绝缘瓷瓶411的头部可以位于前腔体401的金属板410的开孔处，所述绝缘瓷瓶411构成围护结构将静触头的金属导电部分围护其中，以使静触头导电部分与切换开关柜400的柜体有足够的绝缘距离，并且，所述第一静触头403、第二静触头404、第三静触头405以及第四静触头406的头部设置于前腔体401，尾部设置于后腔体402，所述第一静触头403的尾部可以通过电缆200与凝结水泵500电性连接，所述第二静触头404与第三静触头405的尾部可以通过金属母排412直性连接，所述金属母排412上设置有接线端子4121，可以通过电缆200与双用变频器100的变频器出口接线端子101电性连接，所述第四静触头406的尾部可以通过电缆200与热网疏水泵600电性连接，所述第一滑轨407以及第二滑轨408设置于前腔体401内，较佳的，可以设置于前墙体401的内壁上，并且，所述刀闸小车409可以分别滑动设置于第一滑轨407与第二滑轨408上，较佳的，所述第一滑轨407与第二滑轨408可以限制刀闸小车409的滚轮4093在上下、左右两个方向上移动，也就是说，所述滚轮4093只能在前后方向上移动，所述刀闸小车409包括上动触头4091、下动触头4092、车体4093以及滚轮4094，所述上动触头4091与下动触头4092可以通过金属管4095电性连接，并且，所述金属管4095进行绝缘热缩，同时三相之间加装绝缘护档，以保证相间绝缘，借此，在同样的金属耗材下，一方面可以有更大的机械强度，另一方面利用集肤效应可以降低损耗发热，所述滚轮4094设置于车体4093的底部，较佳的，在本实施例中，所述滚轮4094的设置数量为四个，也即一侧两个，另一侧也为两个，借此，所述凝结水泵500可以通过第一静触头403、第二静触头404与滑动于第一滑轨407上刀闸小车409的上动触头4091、下动触头4092接触而电性导通，较佳的，所述第一静触头403与上动触头4091结合，所述第二静触头404与下动触头4092结合，所述热网疏水泵600可以通过第三静触头405、第四静触头406与滑动于第二滑轨408上刀闸小车409的上动触头4091、下动触头4092接触而电性导通，较佳的，所述第三静触头405与上动触头4091结合，所述第四静触头406与下动触头4092结合，所述上动触头4091与下动触头4092在本实施例中为梅花触头，进而可以保证动触头与静触头结合时有足够的压紧力，减少接触电阻。

具体实施时，在非供热季，可以将刀闸小车409滑动设置于第一滑轨407上，以使刀闸小车409的上动触头4091与第一静触头403结合，下动触头4092与第二静触头404结合，由于第一静触头403的尾部可以通过电缆200与凝结水泵500电性连接，故，双用变频器100可以带动凝结水泵500运行；当然，在供热季，将刀闸小车409从第一滑轨407上取下，然后滑动设置于第二滑轨408上，以使刀闸小车409的上动触头4091与第三静触头405结合，下动触头4092与第四静触头406结合，由于第四静触头406的尾部可以通过电缆与热网疏水泵600电性连接，故，双用变频器100可以带动热网疏水泵600运行；当然，本发明关于静触头与动触头的结合次序不做任何限制。

请参见图3，为本发明的单面双间隔切换开关柜的另一内部结构图，如图所示，所述前腔体401可以分为前腔上室4011、前腔中室4012以及前腔下室4013，所述后腔体402可以分为后腔上室4021、后腔中室4022以及后腔下室4023，并且，各腔室之间间隔有金属板410，所述第一静触头403与第二静触头404的头部可以设置于前腔中室4012，所述第三静触头405与第四静触头406的头部可以设置于前腔下室4013，所述第一静触头403的尾部可以设置于后腔上室4021，所述第二静触头404与第三静触头405的尾部可以设置于后腔中室4022，所述第四静触头406的尾部可以设置于后腔下室4023，并且，所述第一滑轨407可以设置于前腔中室4012的底部，所述第二滑轨408可以设置于前腔下室4013的底部，切换开关柜400是如何控制凝结水泵500和热网疏水泵600运行的，上一实施例已经记载，故，在此不再赘述。

其中，所述前腔体401内还可以设置有第一行程开关413与第二行程开关414，具体的，所述第一行程开关413可以设置于前腔中室4012的顶部，所述第二行程开关414可以设置于前腔下室4013的顶部，也即，第一行程开关413与第一滑轨407上的刀闸小车409配合使用，第二行程开关414与第二滑轨408上的刀闸小车409配合使用，所述第一行程开关413与第二行程开关414可以分别与刀闸小车409的车体4093顶部以及DPU（分散处理单元）电性连接。

具体的，当第一行程开关413与第一滑轨407上刀闸小车409的车体4093顶部接触时，所述第一行程开关413可以反馈一个电信号“1”，并将反馈的电信号“1”传输到DPU，当第一行程开关413与第一滑轨407上刀闸小车409的车体4093顶部脱离时，所述第一行程开关413可以反馈一个电信号“0”，并将反馈的电信号“0”传输到DPU；同理，当第二行程开关414与第二滑轨408上刀闸小车409的车体4093顶部接触时，所述第二行程开关414可以反馈一个电信号“1'”，并将反馈的电信号“1'”传输到DPU，当第二行程开关414与第二滑轨408上刀闸小车409的车体4093顶部脱离时，所述第二行程开关414可以反馈一个电信号“0'”，并将反馈的电信号电信号“0'”传输到DPU，借此，可以通过第一行程开关413与第二行程开关414所反馈的电信号，将刀闸小车409在凝结水泵位或是热网疏水泵位的状态传输到DPU中，可以自动完成自动逻辑的切换，以作为双用变频器100切换到凝结水自动、热网疏水自动的触发条件，具体的，所述刀闸小车409在凝结水泵位时，触发热网疏水泵自动调节逻辑模块失效，之后触发凝结水泵自动调节逻辑模块生效；所述刀闸小车409在热网疏水泵位时，触发凝结水泵自动调节逻辑模块失效，之后触发热网疏水泵自动调节逻辑模块生效；当因行程开关故障，刀闸小车409在凝结水泵位、在热网疏水泵位同时反馈时，逻辑判断为故障，凝结水泵自动调节逻辑模块、热网疏水泵自动调节逻辑模块同时失效。

请参见图4，为本发明采用切换双投刀闸的示意图，如图所示，对于供热面积小于五百万平方米的热电厂来讲，可以在双用变频器100的出口安装切换双投刀闸700，以实现凝结水泵500与热网疏水泵600的切换，具体的，将切换双投刀闸700向凝结水泵500的方向扣合，双用变频器100即可带动凝结水泵500运行，反之，将切换双投刀闸700向热网疏水泵600的方向扣合，双用变频器100即可带动热网疏水泵600运行。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明的系统提高了变频器的利用效率，避免了设备停用闲置，可以节约一台变频器投资、安装成本。

2、本发明的系统可以满足不同季节变频调节的需要，使变频器可利用小时数倍增，大幅度降低投资回收期。

3、本发明采用单面双间隔切换开关柜结构，只配置了一台刀闸小车，操作人员只能将双用变频器切换到凝结水泵或者热网疏水泵，避免了误操作的可能，进而可以便捷的实现变频器的切换。

4、本发明的双间隔切换开关柜内设置了第一行程开关与第二行程开关，第一行程开关、第二行程开关分别与刀闸小车的车体顶部接触或脱离而反馈不同的电信号，并将反馈的电信号传输到DPU（分散处理单元），可以自动完成变频器参数的切换和自动逻辑的切换，以作为双用变频器切换到凝结水自动、热网疏水自动的触发条件。

虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属于本发明所保护的范围，因此，本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种热力发电厂双用变频系统，其特征在于，包括：

双用变频器，通过电缆和控制开关与外部电源电性连接；

切换开关柜，包括前腔体、后腔体、第一静触头、第二静触头、第三静触头、第四静触头、第一滑轨、第二滑轨及刀闸小车，前腔体与后腔体之间间隔有金属板，第一静触头、第二静触头、第三静触头与第四静触头外部均包裹有绝缘瓷瓶，绝缘瓷瓶穿过前腔体与后腔体中间的金属板，且头部位于前腔体，尾部位于后腔体，第一静触头的尾部通过电缆与凝结水泵电性连接，第二静触头与第三静触头的尾部通过金属母排直性连接，且金属母排上设置有接线端子，通过电缆与双用变频器的出口接线端子电性连接，第四静触头的尾部通过电缆与热网疏水泵电性连接，第一滑轨与第二滑轨设置于前腔体，刀闸小车能够分别滑动设置于第一滑轨与第二滑轨上，包括上动触头、下动触头、车体及滚轮，上动触头与下动触头通过金属管电性连接，且上动触头、下动触头分别与刀闸小车的车体绝缘，滚轮设置于车体的底部；

凝结水泵，通过第一静触头、第二静触头与第一滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通；

热网疏水泵，通过第三静触头、第四静触头与第二滑轨上刀闸小车的上动触头、下动触头接触而电性导通。

2.如权利要求1所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述上动触头与下动触头均为梅花触头。

3.如权利要求1所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述前腔体包括前腔上室、前腔中室以及前腔下室，各腔室之间间隔有金属板，所述第一静触头与第二静触头的头部设置于前腔中室，所述第三静触头与第四静触头的头部设置于前腔下室。

4.如权利要求3所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述第一滑轨设置于前腔中室的底部。

5.如权利要求1所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述后腔体包括后腔上室、后腔中室以及后腔下室，各腔室之间间隔有金属板，所述第一静触头的尾部设置于后腔上室，所述第二静触头与第三静触头的尾部设置于后腔中室，所述第四静触头的尾部设置于后腔下室。

6.如权利要求5所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述第二滑轨设置于前腔下室的底部。

7.如权利要求3所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述热力发电厂凝结水泵、热网疏水泵双用变频系统还包括第一行程开关与第二行程开关，所述第一行程开关设置于前腔中室的顶部，所述第二行程开关设置于前腔下室的顶部，且能够分别与刀闸小车的车体顶部以及DPU电性连接。

8.如权利要求7所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，当第一行程开关与刀闸小车的车体顶部接触时，所述第一行程开关反馈电信号1，并将反馈的电信号1传输到DPU，当第一行程开关与刀闸小车的车体顶部脱离时，所述第一行程开关反馈电信号0，并将反馈的电信号0传输到DPU。

9.如权利要求7所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，当第二行程开关与刀闸小车的车体顶部接触时，所述第二行程开关反馈电信号1'，并将反馈的电信号1'传输到DPU，当第二行程开关与刀闸小车的车体顶部脱离时，所述第二行程开关反馈电信号0'，并将反馈的电信号0'传输到DPU。

10.如权利要求1所述的热力发电厂双用变频系统，其特征在于，所述切换开关柜为单面双间隔切换开关柜。