CN116816507A - 重型燃机发电机启动系统和启动方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及重型燃机发电机启动系统和启动方法。该启动系统包括高压备用供电模块和启动模块，其中，高压备用供电模块用于根据高压信号确定启动电流信号；启动模块与高压备用供电模块连接，用于根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。使用本申请的重型燃机发电机启动系统，将重型燃机的启动模块与高压备用供电模块连接，通过高压备用供电模块对启动模块进行供电，以实现重型燃机的启动。本申请的启动系统简化了燃机启动时的逻辑控制命令，节省设备造价及设备布置场地，避免了复杂的布线过程，降低重型燃机的启动成本。

Description

重型燃机发电机启动系统和启动方法

技术领域

本申请涉及重型燃机技术领域，特别是涉及一种重型燃机发电机启动系统和启动方法。

背景技术

燃气轮机(简称燃机)是一种主要以天然气为燃料，通过燃烧燃料产生高温高压气体驱动涡轮进行功率输出的热力学装置。根据输出功率的不同，燃机可以分为重型燃机、中小型燃机和微型燃机，其中，重型燃机主要用于为工业发电。

在燃气轮机启动时，由于天然气在点火的过程中，燃机在启动初期的转速不高且转速是不规律变化的，从而需要采用静态变频启动装置使发电机能够在各种转速下相当于同步电动机来运行。对于重型燃机，还需设置启动励磁变用于静态变频启动装置中。以目前的重型燃机采用二拖二，即两套燃机配两套静态变频启动装置的变频启动系统配置模式为例，静态变频启动装置中的启动励磁变连接厂内6kV电源，当启动励磁变接收燃机发电机启动装置发出的启动指令，为燃机发电机工作于同步电动机模式提供初始励磁电流，启动完成后切换至自并励方式的同步发电机状态的自动电压模式，当燃机发电机的转速达到预设范围后，启动完成。

然而，由于启动励磁变仅在发电机启动初期投入使用，在发电机启动过程中切换到发电机的励磁变后即退出运行，现有的启动励磁变的供电方式需要设计复杂的逻辑控制和进行繁琐的布线连接，耗费成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种系统简洁、控制简单且成本不高的重型燃机发电机启动系统和启动方法。

第一方面，本申请提供了一种重型燃机发电机启动系统，该系统包括：

高压备用供电模块，用于根据高压信号确定启动电流信号；

启动模块，与高压备用供电模块连接，用于根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。

在其中一个实施例中，启动模块包括励磁切换柜、启动励磁单元和发电机励磁单元，其中：

励磁切换柜通过开关控制选择连接启动励磁单元或发电机励磁单元；

启动励磁单元用于产生发电机的初始励磁电流；

发电机励磁单元用于产生使发电机加速转动的励磁电流。

在其中一个实施例中，启动模块具体用于：

根据启动电流信号通过启动励磁单元产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机；

在发电机开始转动后，通过发电机励磁单元的激励使发电机加速转动至预设转速值。例如，通过发电机励磁单元的激励使发电机加速转动至3000转/分后，发电机启动完成。

在其中一个实施例中，发电机励磁单元通过发电机机端或者电厂内高压厂用电系统供电。

在其中一个实施例中，高压备用供电模块包括高压备用变压器和平衡绕组，其中：

高压备用变压器，用于将高压信号变换为低压信号；

平衡绕组，与高压备用变压器连接，平衡绕组用于根据高压备用变压器低压侧的信号确定启动电流信号。

在其中一个实施例中，高压备用变压器的高压侧使用Y型接线与高压电力系统连接，高压备用变压器的低压侧使用Y型接线与电厂高压厂用电系统连接。

在其中一个实施例中，平衡绕组在高压备用变压器内部连接成封闭的三角形。

在其中一个实施例中，平衡绕组在高压备用变压器外部通过三支套管引出，用于连接负载或电容。

在其中一个实施例中，平衡绕组还用于根据系统故障短路时的电流值确定平衡绕组的容量。

第二方面，本申请提供了一种重型燃机发电机启动方法，该方法应用于上述第一方面所述的重型燃机发电机启动系统，该系统包括高压备用供电模块和启动模块，该方法包括：

高压备用用电模块根据高压信号确定启动电流信号；

启动模块根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。

上述重型燃机发电机启动系统，包括高压备用供电模块和启动模块，其中，高压备用供电模块用于根据高压信号确定启动电流信号；启动模块与高压备用供电模块连接，用于根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。使用本申请的重型燃机发电机启动系统，在重型燃机的启动时，不用单独设置每套机组的启动励磁变压器，而是通过将重型燃机的启动模块直接与高压备用供电模块连接，通过高压备用供电模块对启动模块进行供电，以实现重型燃机的启动。本申请的启动系统简化了燃机启动时的逻辑控制命令，节省设备造价及设备布置场地，还避免了复杂的布线过程，降低重型燃机的启动成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中重型燃机发电机启动系统的结构示意图；

图2为一个实施例中启动模块的示意图；

图3为一个实施例中重型燃机发电机启动系统的示意图；

图4为一个实施例中重型燃机发电机启动方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一变压器称为第二变压器，且类似地，可将第二变压器称为第一变压器。第一变压器和第二变压器两者都是变压器，但其不是同一变压器。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

重型燃机是指在燃机中输出功率较大，且长时间在运行状态下需要保持高稳定性的燃机。对于重型燃机的启动，由于天然气在点火的过程中，燃机在启动初期的转速不高且转速是不规律变化的，从而需要采用静态变频启动装置使发电机能够在各种转速下相当于同步电动机来运行。此外，由于重型燃机的功率较大，对于重型燃机发电机的静态变频启动装置，还需要额外设置启动励磁变，该启动励磁变用于提供初始励磁电流，以使发电机开始转动。

如图1所示，一实施例的重型燃机发电机启动系统包括高压备用供电模块100和启动模块200，其中，高压备用供电模块100用于根据高压信号确定启动电流信号；启动模块200与高压备用供电模块连接，用于根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。

相较于传统的与高压厂用电连接，并通过高压厂用电提供的启动信号来启动重型燃机的方法相比，本申请通过与高压备用供电模块100连接，根据高压备用供电模块100产生的启动电流信号在启动模块200产生初始励磁电流，以实现通过该初始励磁电流启动发电机，简化了重型燃机启动系统的连接关系，控制更简单。此外，由于高压备用供电模块100属于备用供电模块，在燃机机组正常运行时也属于热备用状态，将高压备用供电模块100与启动模块200连接，提高燃机机组各部分的利用率，节省主厂房的布置空间和设备造价，减少电厂运维工作，降低燃机机组的运行成本。

在一个实施例中，如图2所示，启动模块200包括励磁切换柜210、启动励磁单元220和发电机励磁单元230，励磁切换柜210通过开关控制选择连接启动励磁单元220或发电机励磁单元230，启动励磁单元220用于产生发电机的初始励磁电流；发电机励磁单元230用于产生使发电机加速转动的励磁电流。

其中，励磁切换柜210也叫做发电机励磁接收开关柜，是用于控制发电机励磁系统的电气设备。励磁切换柜210的主要功能是接受来自控制中心或现场的信号，通过内部的开关装置来控制发电机励磁系统的运行状态，从而稳定调节发电机输出电压和频率。励磁切换柜210适用于各种类型的发电机系统，如水轮发电机、汽轮发电机、柴油发电机等。因为它能够实现对发电机励磁系统的精确控制和监测，可以有效提高电力系统的稳定性和可靠性，从而保证电力系统的正常运行。

在本实施例中，启动模块200通过励磁切换柜210的开关控制连接启动励磁单元220或发电机励磁单元230。具体地，启动励磁单元220用于产生发电机的初始励磁电流，例如在接收到启动电流信号后工作，产生初始启动电流，以驱动发电机的转动。发电机励磁单元230包括用于产生使发电机加速转动的励磁电流。当发电机在启动励磁单元220的驱动下开始转动到一定程度后，启动模块200与发电机励磁单元230连接，使发电机励磁单元工作，驱动发电机加速转动。示例性的，启动励磁单元220包括启动励磁变压器，发电机励磁单元230可以包括发电机励磁变压器。

在一个实施例中，启动模块200具体用于：根据启动电流信号通过启动励磁单元220产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机；在发电机开始转动后，通过发电机励磁单元230的激励使发电机加速转动至预设转速值。

重型燃机由于输出功率较大，在启动时会需要对燃机启动装置提供一个初始的励磁电流，以驱动启动模块200开始工作。本实施例中，在启动模块200刚开始工作时，启动模块200接收到高压备用电源模块100的启动电流信号，励磁切换柜210连接启动励磁单元220，启动励磁单元220根据启动电流信号产生初始励磁电流，在初始励磁电流的作用下发电机开始转动。当根据初始励磁电流启动发电机开始转动后，启动模块200通过励磁切换柜210控制切换连接发电机励磁单元230，在发电机励磁单元230的激励驱动下，发电机加速转动。

在发电机励磁单元230工作以使发电机加速转动的同时，燃机侧通过燃烧燃料产生机械能控制发电机转动，直到经过燃机系统清吹、惰走、点火、加速等过程后，且发电机的转速加速达到预设值(如3000转/分)后，发电机启动完成，启动模块200退出，当启动模块200关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动，此时燃机发电机的启动过程结束。

本实施例与现有技术相比，将重型燃机发电机的启动模块200直接与高压备用供电模块100连接，通过高压备用供电模块100产生的初始电流信号驱动启动模块200的启动励磁产生初始励磁电流，使得发电机开始转动且在发电机运行至预设转速后关闭，当启动模块200关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动，启动完成。本申请的启动模块200不需要与额外的高压厂用电连接，不用进行复杂的布线和设备连接。同时，本申请在励磁切换柜对选择连接的励磁进行控制，在逻辑控制时，只需要控制将启动励磁切换至发电机励磁单元230，控制逻辑简单，复杂度低。

在一个实施例中，发电机励磁单元230通过发电机机端或电厂内高压厂用电系统供电。

发电机励磁单元230在工作时还需要连接供电模块，以实现发电机励磁单元230产生不同工况时不同的发电机励磁电流。对于发电机励磁单元230的供电，可以通过发电机机端或电厂内高压厂用电系统供电。

示例性的，发电机机端可以通过隔离变压器供电。隔离变压器是一种没有物理上的电连接，通过电磁感应隔离两端电路的变压器，简称隔离变。隔离变压器通常由铁芯、一组或多组线圈组成，其中一组线圈称为主线圈，另一组则称为副线圈。主线圈接通电源，而副线圈则为负载提供电能。隔离变压器将输入信号变换成纯净的输出信号，此过程中信号大小并无改变。由于主、副线圈之间没有物理上的电气连接，因此可以有效地隔离输入输出信号，避免电气设备损坏和人身安全事故的发生。

可以理解，上述发电机机端还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够实现对发电机励磁220供电的功能即可。

在另一种实现方式中，发电机励磁单元230与启动励磁单元220相同，也通过电厂内高压厂用电系统供电，如通过高压备用供电模块100供电。因为高压备用供电模块100为备用供电模块，在机组正常工作时属于热备用状态，将高压备用供电模块100连接到启动模块200的发电机励磁单元230，线路连接简单，节省布线空间。

在一个实施例中，高压备用供电模块100包括高压备用变压器和平衡绕组，其中：高压备用变压器，高压备用变压器用于将高压信号变换为低压信号；平衡绕组，与高压备用变压器连接，平衡绕组用于根据低压信号确定启动电流信号。

高压备用变压器是一种在主变压器发生故障或维护时作为替代电源的设备，简称高备变，用于保证机组系统的可靠性和连续性运行。高压备用变压器与前述示例中隔离变压器的结构和工作原理类似。

对于燃机发电机机组的高压备用变压器，因为电厂接入系统和电厂高压厂用电两个不同的中性点接地系统的要求，会配置平衡绕组，该绕组即可作为平衡绕组，也可作为工作绕组。其中，中性点是指三相系统中的一个节点，这个节点的电位等于三个相线电位的平均值，通常也与中性线相连。中性点的作用是实现三相系统的对称性，实现三相电路负载的平衡和电流的均衡分配，保证电网的正常运行。本实施例将平衡绕组与高压备用变压器连接，根据高压备用变压器输出的低压信号确定启动电流信号，用于驱动启动励磁单元220工作。

工作时，高压备用供电模块100的高压备用变压器的高压侧连接220kV厂内升压站，将接收到的高压信号变换为低压信号，高压备用变压器的低压侧通过平衡绕组即将低压信号输出。

在一个实施例中，高压备用变压器的高压侧使用Y型接线与高压电力系统连接，高压备用变压器的低压侧使用Y型接线与电厂高压厂用电系统连接。

其中，Y型接线也称为星形接线。在Y型接线中，三个电阻负载设备的一端连接在一起，即形成一个共点的三角形结构，另一端各自连接到三相电源系统中的三个相线上。在Y型接线中，共点处的电阻或负载设备之间的电压等效于相邻两相电压的平均值，其中的相电压是指三相电源系统中各相之间的电压。因此，在Y型接线中，负载设备间的电压比较稳定，在使用中不容易受到电源电压波动的影响。Y型接线适用于对称负载，可以保证三个相电流相等，三个相之间的负载均衡。此外，Y型接线也可以降低线路中的电压波动和电流谐波，提高电能质量，因此广泛应用于电力系统、工业控制和家庭电器等领域。

示例性的，根据设备的绝缘要求，高压备用变压器的高压侧使用Y型接线与高压电力系统连接；低压侧与所连接的高压厂用电系统的接地方式保持一致，通过电阻接地。为了正常引出N线(中性线)，高压备用变压器的低压侧也需为Y型接线。中性线是交流电系统中的一根导线，通常用N来表示。在三相四线制电网中，中性线通常由电源接地点(即变压器中性点)引出，作为电路的回路。中性线将电流发生器的电能回馈到电源，形成闭合电路，同时还能够承担一部分不平衡电流，使得电网的工作更加稳定。

在一个实施例中，平衡绕组在高压备用变压器内部以三角形接法连接，连接成封闭的三角形。

其中，三角形接法是指将三相绕组首尾互相连接，形成封闭的三角形的连接方法。由于高压备用变压器的高压侧的接线形式，当变压器在运行过程中出现三相不平衡或者短路等情况时，会导致零序漏磁通在变压器的夹件、油隙和油箱壁等构成回路，产生局部过热。本实施例设置平衡绕组，以避免变压器结构件所产生的局部过热现象，提高变压器的供电质量和效率。

在一个实施例中，平衡绕组在高压备用变压器外部通过三支套管引出，用于连接负载或电容。

其中，套管是一种管状保护材料，通常由聚氯乙烯、聚氨酯或硅橡胶等材料制成。套管可以将电线、电缆等导体包裹起来，提供机械强度保护和防护性能，保护导体免受外界环境的损害、腐蚀和磨损。

示例性的，平衡绕组通过三支套管引出，与负载连接。本实施例的平衡绕组在变压器内部连接成封闭的三角形，三个端子通过三支套管分别引出，该接线方式一方面可以提供一定负载的能力，另一方面还可以连接电容器装置，为高压备用变压器提供无功补偿，提高电力系统的功率因数，从而提高电网运行的经济性；若不接负载的时候，为了限制雷电过电压，该平衡绕组的三个引出端子要分别经避雷器引至地网进行可靠接地。在本实施例中，平衡绕组通过三支套管引出后通过6kV电缆与发电机的励磁切换柜连接。

在一个实施例中，平衡绕组还用于根据系统故障短路时的电流值确定平衡绕组的容量。

其中，平衡绕组也称补偿绕组，通过三角形连接，主要为三次谐波电流提供通路，消除三次谐波磁通，从而消除电压中的三次谐波分量。平衡绕组的容量一般与连接的变压器的容量相关。本实施例根据系统故障短路时的电流值确定平衡绕组的容量。由于在系统故障短路时，需要零序电流在平衡绕组中流通，以平衡因系统短路而产生的故障电流。当平衡绕组与负载连接时，还需考虑满足负载容量。此外，由于磁路的饱和性，需要平衡绕组提供三次谐波电流来保证主磁通的正弦形，但是，为了建立正弦形主磁通所需要的三次谐波电流是很小的，对平衡绕组容量的影响可以忽略不计。

示例性的，假设系统的零序阻抗表示为Z0，高压备用变压器的正序阻抗表示为Z1，高压备用变压器的负序阻抗表示为Z2，高压备用变压器的感应电动势表示为Ea。一般来说，Z1与Z2相等，由于系统的中性点非有效接地，系统的零序阻抗表示为Z0>3Z1。

最严重的情况发生时，Z0＝3Z1。当一相短路时，故障电流Ia1表示为：

当三相短路时，故障电流Ia2表示为：

因此，一相短路时在平衡绕组中环流的零序电流和主绕组三相短路时的故障电流的比值表示为：

可以得到，对于中性点非有效接地系统的高压备用变压器来说，常常取主绕组容量的1/5。

可以理解，上述平衡绕组的连接方式还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够实现上述实施例实现的功能即可。

在一个实施例中，以9H重型燃机发电机的启动为例，对重型燃机发电机启动系统进行详细描述。9H重型燃机是一种主要应用在发电、航空等领域的重型燃机，具有高效、低排放、可靠性高的特点。对于9H重型燃机发电机机组，一般采用二拖二(两套燃机配备两套LCI系统)或者二拖三(两套燃机配备三套LCI系统)的变频启动系统配置模式。如图3所示，本实施例以二拖二的变频启动系统配置模式为例进行说明。

如图3所示，该重型燃机发电机启动系统包括高压备用供电模块310、与第一套重型燃机对应的第一启动模块320和与第二套重型燃机对应的第二启动模块330。第一启动模块320与第二启动模块330的结构相同，下述实施例以第一启动模块320为例对启动模块的工作原理进行说明，第二启动模块330的工作原理与第一启动模块320相同。

如图3所示，高压备用供电模块310连接220kV厂内升压站，将接收到的高压信号变换为低压信号，以得到启动电流信号。第一启动模块320与第二启动模块330均与高压备用供电模块310连接，根据高压备用供电模块310的启动电流信号通过启动励磁产生初始励磁电流；并在发电机通过初始励磁电流启动后，通过发电机励磁的激励加速转动。

其中，高压备用供电模块310包括高压备用变电器312和平衡绕组314，其中，高压备用变电器312可以是SZ-24000/220WTH，容量为24MVA(包括附加绕组容量5kVA)，参数为230±8X1.25％/6.3/6.3kV，YN,yn0+d。高压备用变电器312的高压侧与220kV系统连接，低压侧通过电阻柜接地。进一步的，高压备用变电器312的高压侧和低压侧均为Y型接线，由于高压备用变压器312的高压侧的接线形式，会导致漏磁通在变压器的夹件、油隙和油箱壁等构成回路，产生局部过热。本实施例设置平衡绕组314，以避免变压器结构件所产生的局部过热现象，提高变压器的供电质量。

高压备用供电模块310还包括与高压备用变电器312连接的平衡绕组314。平衡绕组314在高压备用变电器312内部接成封闭的三角形接线，一相绕组的尾端及另一相绕组的首端引出高压备用变压器312，在高压备用变压器312的外部短接形成三角形接线。根据上述示例可以得到，当平衡绕组314的容量设置为5MVA时，可以满足不小于高压备用变电器312主绕组容量24MVA的1/5，能够平衡短路时的故障电流。

以第一启动模块320为例，发电机励磁变的高压侧连接至发电机出口和高压断路器之间，发电机励磁变的低压侧经励磁切换柜322、AC/DC励磁柜之后与发电机励磁326的端子连接。同时，励磁切换柜322还接有另一路电源即来自高压备用供电模块100的平衡绕组，用于接收高压备用供电模块100的启动电流信号，并根据该启动电流信号通过启动励磁324产生的初始励磁电流，以驱动发电机开始转动。当发电机通过初始励磁电流启动、转速至预设值后，通过励磁切换柜322切换连接发电机励磁326，通过发电机励磁326的激励使发电机加速转动。同时，燃机侧通过燃烧燃料产生机械能控制发电机转动，直到经过燃机系统清吹、惰走、点火、加速等过程后，且发电机的转速达到3000转/分后，启动模块320退出，燃机发电机的启动过程结束。

由于9H重型燃机配套的启动励磁变的二次侧电压需与发电机励磁变压器的1200V相同，空载电流为1136A，故启动励磁变容量为：

1136A*1.1*1200V*sqrt3/1000＝2597kVA

其中，1.1为启动所需的最大电流增加10％。因此，本实施例的启动系统工作时选择2800kVA的启动励磁变。同时，由于需考虑两套9H重型燃机机组同时启动的工况，故启动励磁电源需考虑两套启动励磁电源的容量需求，即为5600kVA，高备变平衡绕组原容量5MVA满足两套9H重型燃机的初始启励电源需求。

本实施例的9H级重型燃机发电机的静态变频启动系统还包括12脉冲负载换相逆变器(以下简称LCI，Load Communication Inverter)、三相隔离变压器、交流电抗器、直流电抗器和断路器开关。其中，燃机的LCI系统的电源与电厂内6kV工作段通过隔离变供电模块提供。LCI装置和发电机励磁单元将发电机作为电动机来拖动燃气轮机，在机组初始启动时，启动励磁单元接受燃机发电机的启动指令，为燃机发电机工作于同步电动机模式提供初始励磁电流，当发电机启动完成后切换至自并励方式的同步发电机状态的自动电压模式，经过燃机系统清吹、惰走、点火、加速等过程后，在发电机的转速达到90％的转速，LCI退出，完成启动过程。

本发明方案，将重型燃机发电机启动的电源通过高压备用供电模块从系统倒送，启机的厂用负荷有电源的同时，重型燃机的启励工作过程为：在机组初始启动时，高压备用变压器的平衡绕组接收为重型燃机发电机工作于同步电动机模式提供启动电流信号，通过启动电流信号产生初始励磁电流，发电机由于初始励磁电流开始转动至预设的转速值后，由启动励磁切换到发电机励磁，根据发电机励磁产生的激励使发电机继续加速转动。在燃机启动时，LCI给发电机定子提供变频电流，发电机励磁系统受到LCI控制，在燃机启动期间调节励磁电流，通过控制励磁电流和定子电流，让发电机加速至同步速度。

本实施例启动过程中的逻辑控制盘及TCS(Turbine Control System，透平控制系统)中的顺控逻辑，可以不考虑增加启动励磁与发电机励磁的切换命令，简化了机组的逻辑控制盘及TCS系统。

在一个实施例中，图4为本申请一个实施例提供的重型燃机发电机启动方法，本申请实施例的重型燃机发电机启动方法可以应用于本申请上述实施例中提供的重型燃机发电机启动系统。如图4所示，本申请实施例的方法可以包括以下步骤：

步骤402，根据高压信号确定启动电流信号；

步骤404，根据启动电流信号产生初始励磁电流，并根据初始励磁电流启动发电机且在发电机运行至预设转速后关闭；当启动模块关闭后，发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。

本申请实施例提供的重型燃机发电机启动方法可以应用于本申请上述实施例提供的重型燃机发电机启动系统中，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请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描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种重型燃机发电机启动系统，其特征在于，包括：

高压备用供电模块，用于根据高压信号确定启动电流信号；

启动模块，与所述高压备用供电模块连接，用于根据所述启动电流信号产生初始励磁电流，并根据所述初始励磁电流启动发电机，并在所述发电机运行至预设转速后关闭；当所述启动模块关闭后，所述发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动模块包括励磁切换柜、启动励磁单元和发电机励磁单元，其中：

所述励磁切换柜通过开关控制选择连接启动励磁单元或发电机励磁单元，

所述启动励磁单元用于产生启动所述发电机的初始励磁电流；

所述发电机励磁单元用于产生使所述发电机加速转动的励磁电流。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述启动模块具体用于：

根据所述启动电流信号通过所述启动励磁单元产生初始励磁电流，并根据所述初始励磁电流启动所述发电机；

在所述发电机开始转动后，通过所述发电机励磁单元的激励使所述发电机加速转动至所述预设转速值。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发电机励磁单元通过发电机机端或者电厂内高压厂用电系统供电。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压备用供电模块包括高压备用变压器和平衡绕组，其中：

所述高压备用变压器，用于将高压信号变换为低压信号；

所述平衡绕组，与所述高压备用变压器连接，所述平衡绕组用于根据所述高压备用变压器低压侧的信号确定启动电流信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述高压备用变压器的高压侧使用Y型接线与高压电力系统连接，所述高压备用变压器的低压侧使用Y型接线与电厂内高压厂用电系统连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述平衡绕组在所述高压备用变压器内部连接成封闭的三角形。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述平衡绕组在所述高压备用变压器外部通过三支套管引出，用于连接负载或电容。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述平衡绕组还用于根据系统故障短路时的电流值确定所述平衡绕组的容量。

10.一种重型燃机发电机启动方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-9任意一项所述的重型燃机发电机启动系统，所述系统包括高压备用供电模块和启动模块，所述方法包括：

所述高压备用供电模块根据高压信号确定启动电流信号；

所述启动模块根据所述启动电流信号产生初始励磁电流，并根据所述初始励磁电流启动发电机且在所述发电机运行至预设转速后关闭；当所述启动模块关闭后，所述发电机在自并励励磁模块的激励下持续转动。