CN110441541A - 一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法 - Google Patents

一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法，一种膨胀发电机转速静态测试系统，包括高压储气罐、调节阀、膨胀机、发电机、发电机出口断路器和录波仪，高压储气罐出口管道经调节阀后接入膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，发电机与电网通过发电机出口断路器电连接，调节阀和发电机出口断路器的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪。本发明在静态状况下测试发电机的发电机出口断路器动作到调节阀关闭的延迟时间和调节阀关闭过程曲线，计算得到膨胀发电机满载解列的转速变化情况，提前进行预测和判断是否满足安全要求，为膨胀机设计、制造、运行提供支撑。

Description

一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法
技术领域
本发明属于压缩空气储能技术领域，具体涉及一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法。
背景技术
压缩空气储能系统(compressed air energy storage,CAES)被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一，具有储能规模大、存储周期长、对环境污染小等优点。
膨胀发电机正常满载运行时，如果发电机与电网连接的发电机出口断路器断开即与电网解列时，热工控制保护逻辑联动关闭进气调节阀，持续流入膨胀机的压缩空气和膨胀机内原有压缩空气将继续膨胀做功，造成膨胀发电机转子转速上升，是膨胀发电机很危险的运行工况，需要在机组启动前进行静态测试和计算，得到转速曲线，提前进行预测和判断是否合乎安全要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法，。
本发明采取的技术方案为：一种膨胀发电机转速静态测试系统，包括高压储气罐、调节阀、膨胀机、发电机、发电机出口断路器和录波仪，高压储气罐出口管道经调节阀后接入膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，发电机与电网通过发电机出口断路器电连接，调节阀和发电机出口断路器的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪。
发电机出口断路器合闸时发电机与电网并网，分闸时发电机与电网离网，其合闸到位位置和分闸到位位置分别设置有位置传感器，类型为无源开关量。
调节阀为液压或气动控制，调节阀开到位位置和关到位位置分别设置有位置传感器输出信号，类型为无源开关量；调节阀的调节位移行程方向设置有直线位移传感器，类型为4～20mA模拟量。
一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，该方法包括以下步骤：
第一步，储气罐处于无压力状态，膨胀机、发电机处于停运状态，开启调节阀，合上发电机出口断路器，使其处于合闸位置；
第二步，断开发电机出口断路器，使其处于分闸位置，调节阀自动关闭；
第三步，测量动作延迟时间t1，动作延迟时间t1为测量发电机出口断路器合闸到位位置信号消失到调节阀开到位位置信号消失之间的时间，t1单位为秒；
第四步，测量调节阀关闭的直线位移-时间曲线，通过录波仪的积分模块测量调节阀当量关闭时间t2；
第五步，计算得到膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速。
测量调节阀关闭曲线：测量调节阀行程位移信号与时间关系，以调节阀开到位位置信号消失为起点，以调节阀关到位位置信号发出为终点,测量调节阀行程位移信号，通过录波仪积分功能对位移-时间曲线进行积分，得到调节阀当量关闭时间t2，t2单位为秒。
膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速计算方法为：其中Δn为预测最高转速，n0为膨胀发电机额定工作转速，单位为转/分钟；Tz为转子时间常数，Ty为压缩空气时间常数，单位为秒。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在静态状况下测试发电机的发电机出口断路器动作到调节阀关闭的延迟时间和调节阀关闭过程曲线，计算得到膨胀发电机满载解列的转速变化情况，提前进行预测和判断是否满足安全要求，为膨胀机设计、制造、运行提供支撑。
附图说明
图1为本发明的系统图；
图2为本发明的测试信号图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-2所示，一种膨胀发电机转速静态测试系统，包括高压储气罐1、调节阀2、膨胀机3、发电机4、发电机出口断路器5和录波仪6，高压储气罐1出口管道经调节阀2后接入膨胀机3，发电机4与膨胀机3通过传动轴相连，发电机4与电网通过发电机出口断路器5电连接，调节阀2和发电机出口断路器5的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪6，录波仪具有积分模块，积分模块能对录制参数(位移-时间曲线)进行积分。
发电机出口断路器5合闸时发电机与电网并网，分闸时发电机与电网离网，其合闸到位位置和分闸到位位置分别设置有位置传感器，类型为无源开关量。
调节阀2为液压或气动控制，调节阀2开到位位置和关到位位置分别设置有位置传感器输出信号，类型为无源开关量；调节阀2的调节位移行程方向设置有直线位移传感器，类型为4～20mA模拟量。
发电机出口断路器开到位位置信号通过测试线连接至录波仪，信号类型为无源开关量。
调节阀开到位位置信号通过测试线连接至录波仪，信号类型为无源开关量；调节阀关到位位置信号通过测试线连接至录波仪，信号类型为无源开关量；调节阀行程位置信号通过测试线连接至录波仪，信号类型为4～20mA模拟量。
实施例2：一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，该方法包括以下步骤：
第一步，储气罐处于无压力状态，膨胀机、发电机处于停运状态，开启调节阀，合上发电机出口断路器，使其处于合闸位置；
第二步，断开发电机出口断路器，使其处于分闸位置，调节阀自动关闭；
第三步，测量动作延迟时间t1，动作延迟时间t1为测量发电机出口断路器合闸到位位置信号消失到调节阀开到位位置信号消失之间的时间，t1单位为秒；
第四步，测量调节阀关闭的直线位移-时间曲线，通过录波仪的积分模块测量调节阀当量关闭时间t2；
第五步，计算得到膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速。
测量调节阀关闭曲线：测量调节阀行程位移信号与时间关系，以调节阀开到位位置信号消失为起点，以调节阀关到位位置信号发出为终点，测量调节阀行程位移信号，通过录波仪积分功能对位移-时间曲线进行积分，得到调节阀当量关闭时间t2，t2单位为秒。
膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速计算方法为：其中Δn为预测最高转速，n0为膨胀发电机额定工作转速，单位为转/分钟；Tz为转子时间常数，Ty为压缩空气时间常数，单位为秒，采用设备制造厂提供的设计值。
以上所述，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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种膨胀发电机转速静态测试系统，其特征在于：包括高压储气罐(1)、调节阀(2)、膨胀机(3)、发电机(4)、发电机出口断路器(5)和录波仪(6)，高压储气罐(1)出口管道经调节阀(2)后接入膨胀机(3)，发电机(4)与膨胀机(3)通过传动轴相连，发电机(4)与电网通过发电机出口断路器(5)电连接，调节阀(2)和发电机出口断路器(5)的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪(6)。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机转速静态测试系统，其特征在于：发电机出口断路器(5)合闸到位位置和分闸到位位置分别设置有位置传感器。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机转速静态测试系统，其特征在于：调节阀(2)开到位位置和关到位位置分别设置有位置传感器，调节阀(2)的调节位移行程方向设置有直线位移传感器。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
第一步，储气罐处于无压力状态，膨胀机、发电机处于停运状态，开启调节阀，合上发电机出口断路器，使其处于合闸位置；
第二步，断开发电机出口断路器，使其处于分闸位置，调节阀自动关闭；
第三步，测量动作延迟时间t1，动作延迟时间t1为测量发电机出口断路器合闸到位位置信号消失到调节阀开到位位置信号消失之间的时间，t1单位为秒；
第四步，测量调节阀关闭的直线位移-时间曲线，通过录波仪的积分模块测量调节阀当量关闭时间t2；
第五步，计算得到膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速。
5.根据权利要求4所述的一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，其特征在于：测量调节阀关闭曲线：测量调节阀行程位移信号与时间关系，以调节阀开到位位置信号消失为起点，以调节阀关到位位置信号发出为终点,测量调节阀行程位移信号，通过录波仪积分功能对位移-时间曲线进行积分，得到调节阀当量关闭时间t2，t2单位为秒。
6.根据权利要求7所述的一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，其特征在于：膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速计算方法为：其中Δn为预测最高转速，n0为膨胀发电机额定工作转速，单位为转/分钟；Tz为转子时间常数，Ty为压缩空气时间常数，单位为秒。
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