CN203056603U - 一种余热电站用异步发电机自动并网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种余热电站用异步发电机自动并网系统，包括有汽轮机，与汽轮机连接并的异步发电机，异步发电机通过脱网/电动机模式模块和并网开关以电动机和发电机两种形式与电网相连，以及PLC控制器，所述PLC控制器一端连接到上位机并与上位机相互通讯，PLC控制器另一端的PLC输入模块与汽轮机侧的蒸汽温度、压力、流量、事故报警信号线及异步发电机侧电机转速、扭矩、事故报警信号线和电网的电压、电流信号线相连；PLC控制器的输出模块分别与并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块相连，并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块的另一端与电网相连。
Description
技术领域
本实用新型属于自动控制领域，尤其是一种小型余热电站用异步发电机自动并网系统。
背景技术
目前余热发电仍然采用一般火电厂的技术和规范，一般均采用同步发电机并配置复杂的调速系统、励磁、同期装置等，没有考虑余热发电热源不稳定的特点，更没有考虑余热电站必须简单可靠、便于运行、造价低等要求。余热电站有不同于一般小火电的特征：余热电站一般为寄生电站，余热资源取决于生产过程且具有典型的不稳定性和间歇性。采用同步电机易出故障而且由于启、停频繁不仅会降低设备寿命而且受热源波动的影响，在低出力时发电机输出功率不稳定、三相电流不平衡、励磁装置的功率因数调节功能不起作用。由于余热资源的不稳定、间歇性，同步发电机并不适于余热电站。根据数十余座余热电站运行情况看，小型余热电站用同步发电机的缺点显著：
1、造价高，需要励磁装置和同期装置，故障多；
2：并网困难，先后发生两次非同期并网重大事故，损坏了发电机；
3：由于热源不稳定造成停机次数多。
异步发电机具有结构简单、造价低、不需励磁装置、不需并网同期装置，从发电状态到电动机状态可自动平稳过渡，热源短期中断不需停机，非常适用于不稳定动力源的发电。但是目前没有开发出适宜异步发电机在余热电站中应用的控制系统，所以，目前小型余热电站均未使用异步发电机。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术余热发电系统采用同步发电机的导致系统故障多、并网困难等技术问题，提供一种通过设计同步并/脱网系统，实现了将简单、价格低廉的三相异步发电机引入小型余热电站取代同步电机的余热电站用异步发电机自动并网系统。
为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种余热电站用异步发电机自动并网系统，包括有汽轮机，与汽轮机连接并的异步发电机，异步发电机通过脱网/电动机模式模块和并网开关以电动机和发电机两种形式与电网相连，以及PLC控制器，所述PLC控制器一端连接到上位机并与上位机相互通讯，PLC控制器另一端的PLC输入模块与汽轮机侧的蒸汽温度、压力、流量、事故报警信号线及异步发电机侧电机转速、扭矩、事故报警信号线和电网的电压、电流信号线相连；PLC控制器的输出模块分别与并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块相连，并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块的另一端与电网相连。
本实用新型工作原理如下：系统通过配置PLC、上位机、并网开关、电容补偿器及相应的电机转速、扭矩、汽轮机蒸汽温度、压力、流量、电网电压、电流传感器组成一个控制系统。异步发电机启动由汽轮机带动避免了大功率异步电机启动大电流对电网的冲击，通过对转速及蒸汽参数的检测由PLC发出指令实现自动并网，并根据功率因数调整补偿电容投入量。当热源工况发生变化时，PLC检测蒸汽参数和电机转速，如果低于设定值则由PLC发指令断开并网开关并使发电机脱网进入电动机运行模式。在电动机运行模式时，PLC发指令到调速装置将电动机设定为低速运行以减少耗电量。当热源恢复正常时，PLC根据检测的蒸汽参数发指令停止异步电机退出电动机运行模式，异步电机由汽轮机带动，当速度超过同步转速时即可并网，进入发电模式，如此反复。当汽轮机或发电机发生故障发出报警信号，PLC将断开异步电机与电网的连接，停止运行。故障解除后，PLC可实现自动复位。PLC与上位机之间可以进行通讯，可实现远程操控和监测。如此，为小型余热电站实现无人值守创造了条件，同时，用异步发电机代替同步机可以实现削减初投资、降低运行维修费用、减少占地面积，系统更为简单易控。此系统为小型余热电站发电系统设计了贴合其热源特性的高效、简单的发电系统，势必将实现小型余热电站发电系统的技术升级。同时三相异步发电机作为小型余热电站发电机组取代现有的同步发电机组及相应的励磁和同期并网装置等配套装置，系统可根据余热情况，实现自动并脱网，机组可在发电机和电动机模式间的平滑切换。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本发明提出的异步发电机自动并网系统可以依据热源状况实现发电机和电动机间的平稳切换，实现了以异步发电机代替同步机，异步机启动由汽轮机带动避免了大功率异步电机启动大电流对电网的冲击，避免了因为热源工况引起的不必要停机。为小型余热电站实现无人值守创造了条件，同时采用异步电机可以削减初投资、减少建筑用地、降低维修成本，系统更为简单易控，此系统为小型余热电站发电系统设计了贴合其热源特性的高效、简单的发电系统，势必将实现小型余热电站发电系统的技术升级，对于小型余热电站而已，意义非比寻常。
附图说明
图1为余热电站用异步发电机自动并网系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参阅图1所示，一种余热电站用异步发电机自动并网系统，包括有汽轮机，与汽轮机连接并的异步发电机，异步发电机通过脱网/电动机模式模块和并网开关以电动机和发电机两种形式与电网相连，以及PLC控制器，所述PLC控制器一端连接到上位机并与上位机相互通讯，PLC控制器另一端的PLC输入模块与汽轮机侧的蒸汽温度、压力、流量、事故报警信号线及异步发电机侧电机转速、扭矩、事故报警信号线和电网的电压、电流信号线相连；PLC控制器的输出模块分别与并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块相连，并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块的另一端与电网相连。
本实施例工作过程如下，异步发电机由汽轮机带动，PLC检测输入信号（汽轮机主蒸汽的温度、压力、流量、故障报警、电机转速、扭矩、故障报警、电网电压、电流、频率，这些信号即为状态参数），当汽轮机转速达到n≥3000r/min，PLC输出信号至并网开关，实现自动并网。同时，根据功率因数，调整补偿电容器补偿电容投入量。当汽轮机转速n≤3000r/min时，同时检测主蒸汽温度/压力/流量参数小于设定下限值，PLC输出信号至并网开关并调整机组自动进入脱网电动机运行模式，PLC将发信号将电动机置为低速运行状态。此外，当PLC接受汽轮机或发电机的故障报警信号时，PLC将发出信号将电机与电网断开，电机停止运行。当故障消除后，PLC将自动复位，进入调控模式。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (1)
1.一种余热电站用异步发电机自动并网系统，其特征在于：包括有汽轮机，与汽轮机连接并的异步发电机，异步发电机通过脱网/电动机模式模块和并网开关以电动机和发电机两种形式与电网相连，以及PLC控制器，所述PLC控制器一端连接到上位机并与上位机相互通讯，PLC控制器另一端的PLC输入模块与汽轮机侧的蒸汽温度、压力、流量、事故报警信号线及异步发电机侧电机转速、扭矩、事故报警信号线和电网的电压、电流信号线相连；PLC控制器的输出模块分别与并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块相连，并网开光、电容补偿器、脱网/电动机模式模块的另一端与电网相连。
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| CN 201220695900 CN203056603U (zh) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 一种余热电站用异步发电机自动并网系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107701244A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-02-16 | 国电龙源节能技术有限公司 | 汽轮机同轴拖动两台异步发电机组的系统及其并网方法 |
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2012
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