CN202026098U - 螺杆膨胀发电机组的并网控制系统 - Google Patents

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胡达
罗欣
董政文
幸向亮
李亮
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Jiangxi Huadian Power Generation Technology Co., Ltd.
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HUADIAN ELECTRIC POWER CO Ltd JIANGXI
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Abstract

本实用新型公开一种螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，包括一断路器，所述断路器设置于低压发电机与低压电网之间的供电线路上，该低压发电机与螺杆膨胀动力机的输出轴连接，所述低压发电机连接有励磁模块，所述励磁模块包括用于并网前控制的电压调节控制模块和用于并网后控制的恒功率因素控制模块。本实用新型可有效解决企业低压电网电压波动频繁、波动范围广的问题，使发电机能够可靠运行在企业电网上；同时，可有效解决螺杆膨胀动力机利用工业余热、地热水等汽源极不稳定情况下，安全可靠运行螺杆膨胀发电机组的问题。

Description

螺杆膨胀发电机组的并网控制系统
技术领域
本实用新型涉及螺杆膨胀动力机技术领域，尤其涉及一种螺杆膨胀发电机组的并网控制系统。
背景技术
螺杆膨胀动力机(具体结构可参照公开号为“CN1540139A”的中国实用新型专利申请公开说明书)为近几年在市场上得到良好应用的新型动力机，可以带动旋转设备(如风机、泵、发电机等)做功，由此可以利用低品质的能量源旋转拖动发电机做功，将低品质的能量转化为高品质的电能，而发出的电能并入电网运行，由此可达到节能的目的。
目前，一般的发电机是作为后备电源以应付电网的停电、供电设备故障、设备检修；当发生停电时，发电机应延时几秒钟自动启动向馈电柜用电设备提供电源，同时断开与电网连接的主开关；当电网来电时，发电机必须与电网解列退出，而不能长期并入大电网运行。但螺杆膨胀动力机由于是利于工业余热、地热水等热源发电，其波动范围极不平稳，因而螺杆膨胀发电机组的小型低压发电机必须长期24小时运行并在电网上，但各个企业低压电网受生产工艺影响，由此造成电网电压经常波动和三相不平衡，同时还产生各种谐波和浪涌冲击等问题，由此影响了电网品质。有鉴于此，需要针对螺杆膨胀动力发电机组特性开发适合一种新的并网控制系统，以改善并网供电品质，保证螺杆膨胀发电机组安全、稳定、可靠地运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，可以有效地改善螺杆膨胀发电机组的并网品质。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，包括一断路器，所述断路器设置于低压发电机与低压电网之间的供电线路上，该低压发电机与螺杆膨胀动力机的输出轴连接，所述低压发电机连接有励磁模块，所述励磁模块包括用于并网前控制的电压调节控制模块和用于并网后控制的恒功率因素控制模块。
较优地，包括一同期装置，所述同期装置并接于所述断路器的两端。
较优地，所述同期装置为微机型同期装置。
较优地，包括一综合保护器，所述综合保护器串接于所述断路器与所述同期装置之间。
较优地，包括及一避雷系统，所述避雷系统并接于所述断路器的两端。
较优地，所述励磁模块还连接所述避雷系统。
较优地，所述螺杆膨胀动力机连接有调速控制系统。
较优地，所述调速控制系统为利用所述螺杆膨胀动力机的进汽阀门进行实时跟踪调节的功能模块。
与现有技术相比，本实用新型针对螺杆膨胀发电机组并入企业低压电网的不同特性，设计了一套低压发电机并入企业低压网的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，可取得以下技术效果：一方面，有效解决企业低压电网电压波动频繁、波动范围广的问题，使发电机能够可靠运行在企业电网上；另一方面，有效解决了螺杆膨胀动力机利用工业余热、地热水等汽源极不稳定情况下，安全可靠运行螺杆膨胀发电机组的问题。
附图说明
图1为本实用新型螺杆膨胀发电机组的并网控制系统的组成框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1，示出本实用新型螺杆膨胀发电机组的并网控制系统的原理。本实用新型螺杆膨胀发电机组的并网控置系统100，包括调速控制系统103、励磁模块104、断路器105、综合保护器106、同期装置107、避雷系统108等模块，其中：
所述断路器105，设置在低压发电机101与低压电网200之间的供电线路上，该低压发电机101与螺杆膨胀动力机102的输出轴连接。在需要时断路器105将低压发电机101可靠地接入低压电网200；反之，迅速切断低压发电机101与低压电网200的连接。
所述同期装置107，并接在断路器105的两端，它是低压发电机101运行并网时的指示监视装置，当低压发电机101的电压、频率与低压电网200相同时，即待并发电机与电网的相位相同时可迅速合闸并网。本实用新型中对现有同期装置改造，将继电器型同期装置设计为微机型同期装置(具体是在同期装置中采用智能芯片，芯片可以进行程序的擦写)，可保证合闸瞬间同期点的触发，保证了并网的安全，且允许发电机电压输出范围较大，比较适合螺杆动力机这种动力源不稳定的设备运行。
所述综合保护器106，串接在断路器105与同期装置107之间，可实现电机过载、缺相、过流、对地短路保护等功能。
所述避雷系统108、并接在断路器105的两端，它可以引雷或截获闪电，即把雷电流引下，防止发电机101及其它设备损坏。
所述低压发电机101连接有励磁模块104，它还连接所述避雷系统108。该励磁模块104包括用于并网前控制的电压调节控制模块和用于并网后控制的恒功率因素控制模块，其基本功能为：①并网前，追踪电网的电压，通过对发电机端电压进行检测(必要时对信号隔离)，然后和电网的电压值进行对比，再对这个偏差量然后进行放大并用它去触发励磁的输出，从而控制励磁的输出；这个励磁的变化又弥补了发电机电压的变化，使其与电网电压保持一致；这样，就可使得低压发电机101的电压在并网前达到一个比较好的同期效果。②并网后，采用恒功率因数调节，由于企业电网电压波动性大，将影响发电机无功的输出，从而导致发电机无功的波动性大，若不能很好的控制发电机的无功输出，将损坏发电机或影响用户的电网的用电质量，因此并网后，通过对发电机端功率因数进行检测，然后和内部设定的功率因数值进行对比，再对这个偏差量然后进行放大并用它去触发励磁的输出，从而控制励磁的输出；这个励磁的变化又弥补了发电机功率因数的变化，使其尽快回归正常的功率因数水平；这样，随着电网电压的波动，自动调节发电机端口电压，可使得低压发电机101的功率因数持续稳定在一个恒定的水平，保证了发电机的安全及电网的品质。
由此，针对电网电压波动范围大、波动频繁及功率因数不稳定的现象，低压发电机101在并网前采用电压调节控制方式，在并网后采用恒功率因数控制方式；这样，既确保了发电品质又能实时跟踪电网变化，确保了发电工作的稳定可靠运行。
其中，针对螺杆膨胀发电机组汽源不稳定、波动范围广的特性，所述电压调节控制模块与所述恒功率因素控制模块分别为利用所述螺杆膨胀动力机的进汽阀门进行实时跟踪调节的功能模块，由此确保机组安全稳定运行。
所述螺杆膨胀动力机102连接有调速控制系统103，为利用螺杆膨胀动力机的进汽阀门进行实时跟踪调节的功能模块，其功能是：并网前调解原动机的转速，使之达到发电机的固有频率；并网后实现功率调节。
特别地，该螺杆膨胀发电机组的并网控制系统100中，低压发电机102通过供电线路并入企业低压电网200，其中：该供电线路为三相三线制线路，当中未设置零线。由于螺杆膨胀发电机组采用三相并网，取消零线并网，因而可用以减少环流；而现有普通并网控制系统为三相四线制并网，因低压电网三相不衡和非线性负载产生3次谐波电流，可导致零线电流达到相电流1倍甚至3倍，而由于零线导线的截面通常选为相线的一半，这将导致零线严重过热，甚至引发火灾。因此，本实用新型取消零线后，有利于进一步改善螺杆膨胀发电机组的并网品质，提高螺杆膨胀发电机组的运行安全性。
以上实施例针对螺杆膨胀发电机组并入企业低压电网的不同特性，设计了一套低压发电机并企业低压网的并网控制系统，包括但不仅限于以下优点：
1、有效解决企业低压电网电压波动频繁、波动范围广的问题，使发电机能够可靠运行在企业电网上；
2、有效解决企业低压电网三相不平衡和非线性负载产生3次谐波电流，减少电缆使用数量；
3、有效解决了螺杆膨胀动力机利用工业余热、地热水等汽源极不稳定情况下，安全可靠运行螺杆膨胀发电机组的问题。
以上对本实用新型进行了详细介绍，其中的实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，包括一断路器，所述断路器设置于低压发电机与低压电网之间的供电线路上，该低压发电机与螺杆膨胀动力机的输出轴连接，其特征在于，所述低压发电机连接有励磁模块，所述励磁模块包括用于并网前控制的电压调节控制模块和用于并网后控制的恒功率因素控制模块。
2.如权利要求1所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，包括一同期装置，所述同期装置并接于所述断路器的两端。
3.如权利要求2所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，所述同期装置为微机型同期装置。
4.如权利要求2所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，包括一综合保护器，所述综合保护器串接于所述断路器与所述同期装置之间。
5.如权利要求1所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，包括及一避雷系统，所述避雷系统并接于所述断路器的两端。
6.如权利要求5所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，所述励磁模块还连接所述避雷系统。
7.如权利要求1～6任一项所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，所述螺杆膨胀动力机连接有调速控制系统。
8.如权利要求7所述的螺杆膨胀发电机组的并网控制系统，其特征在于，所述调速控制系统为利用所述螺杆膨胀动力机的进汽阀门进行实时跟踪调节的功能模块。 
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