CN205160099U - 垃圾填埋气体发电机配电管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，由高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护等装置组成。所述高压输配电装置（1）通过低压输配电装置（2）与低压辅助配电装置（3）相连；本实用新型的高压输配电装置将垃圾填埋气气体机组发出的电能通过连接电缆输送至电网。低压输配电装置用于二次侧至各用电回路、用户侧用电回路的分配。辅助低压输配电装置用于提供各辅助设备电源。功率管理装置实现对电量的监测、调控。电量综合保护装置实时监控发电参数，保护发电机和电网后端负载。

Description

垃圾填埋气体发电机配电管理装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾填埋气发电机组电站技术领域，尤其涉及一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置。

背景技术

垃圾填埋气体发电机配电管理装置是利用垃圾填埋气，通过垃圾填埋气气体机组做功，带动发电机将机械能转换成电能，向电网和负载供电。电网因用电负荷和发电频率的不平衡引起电网频率波动，因冲击性的功率负荷引起电压波动和闪变。这些非线性、不平衡冲击负荷在生产过程中有功和无功功率随机地或周期性地大幅度变动，造成电网频率和电压变化速率幅度大。由于电网的不确定性和随机性，使发电机组的发电适应性及稳定性要求高，尤其对气体机发电机组。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置及方法。

本实用新型为完成其任务采用如下技术方案：

一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，包括：高压输配电装置、低压输配电装置、低压辅助配电装置、远端计算机监控装置、发电机、发动机、发动机监控装置，所述高压输配电装置通过低压输配电装置与低压辅助配电装置相连；低压辅助配电装置由第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器、第二低压空气断路器组成，第二低压空气断路器的输出端分别通过第一控制器、第二控制器、第三控制器、第四控制器与发动机的电磁阀、滑油泵、冷却水泵、风机相连；第二低压空气断路器的输入端与低压输配电装置相连；所述高压输配电装置输入端与发电机的电压、电流检测端相连；高压输配电装置输出端通过发动机监控装置与发动机的保护动作、执行器相连。

一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，所述低压输配电装置由电量表、断路器、低压空气断路器组成，电量表和低压空气断路器的输入端与高压输配电装置相连，低压空气断路器的输出端口分别与断路器至n断路器相连，断路器的信号与低压辅助配电装置的第二低压空气断路器的输入端相连。

一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，所述高压输配电装置由功率管理装置、高压真空断路器、综合电量保护装置、电量表、电压互感器、处理模块组成，处理模块通过功率管理装置与发电机的电压、电流检测端相连；处理模块通过综合电量保护装置与发电机的电压、电流检测端相连；综合电量保护装置的输出端通过电缆与远端计算机监控装置相连；处理模块的输出端接口与高压真空断路器相连，电压互感器、电量表与发电机的电压、电流检测端相连，电压互感器的电信号通过电缆与低压输配电装置的低压空气断路器相连。

一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，所述发动机监控装置由处理模块、安全保护模块、调速模块组成，处理模块通过安全保护模块与发动机的保护动作相连，处理模块通过调速模块与发动机的执行器相连，处理模块的输入端与高压输配电装置的处理模块相连。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，由高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护等装置组成。高压输配电装置将垃圾填埋气气体机组发出的电能通过连接电缆输送至电网。低压输配电装置用于二次侧至各用电回路、用户侧用电回路的分配。辅助低压输配电装置用于提供各辅助设备电源。功率管理装置实现对电量的监测、调控。电量综合保护装置实时监控发电参数，保护发电机和电网后端负载。

附图说明

图1为垃圾填埋气体发电机配电管理装置框图。

图中：1、高压输配电装置；2、低压输配电装置；3、低压辅助配电装置；4、远端计算机监控装置；5、发电机；6、发动机；7、发动机监控装置；8、功率管理装置；9、高压真空断路器；10、综合电量保护装置；11、电量表1；12、电压互感器；13、处理模块1；14、电量表2；15、断路器1；16、断路器n；17、低压空气断路器1；18、控制器1；19、控制器2；20、控制器3；21、控制器4；22、低压空气断路器2；23、电磁阀；24、滑油泵；25、冷却水泵；26、风机；27、处理模块2；28、安全保护模块；29、调速模块；30、保护动作；31、执行器；32、电压；33、电流。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：

如图1所示，一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，由高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护等装置组成。高压输配电装置将垃圾填埋气气体机组发出的电能通过连接电缆输送至电网。低压输配电装置用于二次侧至各用电回路、用户侧用电回路的分配。辅助低压输配电装置用于风机、水泵、冷却水预热、机油预供泵、节温器、照明等设备电源和控制。功率管理装置实现对电量的监测、调控，通过机组监控装置对配电的控制，实现气体发电机组功率多种模式输出。电量综合保护装置实时监控发电参数，可视故障严重级别快速分断发电设备与电网，保护发电机和电网后端负载。

所述的一种高压输配电装置包括机组进线、高压PT。

所述的机组进线，为垃圾填埋气气体发电机组工作后发出电能，经出线柜内的测量、差动和保护用电流互感器、母排、高压真空断路器、隔离刀闸经同期后输送至10KV电网。

所述的测量用电流互感器，用于二次仪表的电流显示。差动用电流互感器用于实时监测发电机内部和中性点电流，当两者电流比值超差时发出信号。保护用电流互感器用于电量综合保护装置，当出现过流、电流失衡时发出信号。

所述的母排用于汇集、分配和传送电能。高压真空断路器用于合、分闸操作，对电器设备相间和相地之间出现的过电压等起到保护作用。隔离刀闸开关用于检修时，断开发电机母排与电网之间的连接。

所述的高压PT，通过电压互感器将高压10KV电压转换为交流380V和交流220V工作电。

所述的一种低压输配电装置，包括总出线和用户侧进线。

所述的总出线，通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路。

所述的用户侧进线，通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源。

所述的一种低压辅助配电装置，包括为散热风机、轴流风机、高/低温水泵、冷却水预热装置、机油预供泵、高/低温水节温器和操作间内提供照明电源，根据需求提供手动、自动控制及故障报警指示。

所述的散热风机、轴流风机可手动和遥控控制打开或关闭，高/低温水泵、冷却水预热装置和机油预供泵的起停由机旁控制装置控制。

所述的轴流风机控制方法，由操作人员根据工作环境温度，手动操作轴流风机打开或关闭，用于工作间内通风换气。

所述的一种功率管理装置的控制方法，一是机组本身有效额定功率标定；二是负载功率需求；因此发电机组功率输出，需要一定的控制关系，实现两种功率输出模式，即设定恒定功率模式和功率均分模式。

所述的设定恒定功率模式的控制方法，恒定功率模式设定通过远端计算机监控系统软件填写目标功率值，经串口通讯传送给功率管理控制装置，功率管理控制装置根据目标功率值，经CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对调速控制装置进行目标值调速，通过通讯总线将功率值实时反馈至空燃比控制装置。

所述的功率均分模式控制方法，功率均分模式根据发电管理分配的机组发电额度，在线电站地址数量识别及时核实对比，将机组预发电量进行在线机组功率均分发电。经CAN-bus通讯总线与调速控制装置连接，高速的数据通讯传递均分目标功率值，通过通讯总线将功率值实时反馈至空燃比控制装置。

所述的一种电量综合保护装置，实时监测发电机电压、电流信号，完成对发电机的过压、欠压、过频、欠频、过负荷、过电流、逆功、失衡电压、失衡电流、接地故障等异常状态进行告警或驱动断路器跳闸处理。

下面，对垃圾填埋气气体机组配电管理具体方法进行说明。

本发明提供了高压输配电管理装置的组成方式，通过垃圾填埋气气体机组并网发电，经高压PT降压后形成工作电分送至各用电回路，实时显示、监测电量参数和调整与设定功率，出现故障后快速动作分断，保护发电机和各回路负载。

本发明提供了一种高压输配电装置机组进线装置一次系统设计方法。

步骤（1）在高压输配电装置内，分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理，当监测两者之间的电流出现不平衡，差动继电器动作。测量互感器要求精度等级为0.5。

步骤（2）在发电机出口端安装一组电压互感器（PT），将10KV高压转换成可使用的工作电源，为二次回路供电，电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要，精度等级为0.2。

本发明提供了一种高压PT部分一次系统设计方法：

步骤（1）电压互感器按照星形接法连接，一次侧中性点接地，用于电压数据采集并起到继电保护的作用。

步骤（2）为设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置；

步骤（3）为设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。

本发明提供了一种总出线和用户侧进线部分一次系统设计方法：

步骤（1）在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器，用于零序电流的监测，当各相电流矢量和不等于零接地故障报警。

步骤（2）在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关，送电前拉开，检修时投入，避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故。

步骤（3）为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。

步骤（4）在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置。

步骤（5）在总出线和用户侧进线端设置测量互感器，实时监测本段母线上的电流值。设置保护互感器，用于保护装置对电流监测。

本发明提供了一种功率管理装置设计方法:

通过机组监控装置对配电装置的控制，实现气体发电机组功率多种模式输出。气体机发电机组发电，一是机组本身有效额定功率标定；二是负载功率需求；发电机组功率输出，需要一定的控制关系，实现两种功率输出模式：一、设定恒定功率模式；二、功率均分模式；

设定恒定功率模式的方法：

选择设定功率模式，通过远端计算机监控系统软件输入目标输出功率值，计算机通过通讯传送给功率管理控制器，控制发电机组缓慢调整至设定输出功率目标值；机组按照目标功率进行实时调控发电。

设定恒定功率模式的方法：

选择功率均分模式，根据发电管理分配的机组发电额度，功率管理控制器控制机组预发电量进行在线机组功率均分发电。使机组控制系统能够根据功率均分发电量缓慢调整至均分功率目标值，机组按照目标功率进行时时调控发电。

本发明提供了一种电量综合保护装置的使用方法:电量综合保护控制模块（综保）时实监测发电机电压、电流信号，对出现的过压、欠压、过频、欠频、过负荷、过电流、逆功、失衡电压、失衡电流等异常状态进行告警或驱动断路器跳闸处理，有效保护垃圾填埋气气体机组输配电安全，降低恶性事故发生概率。

Claims (4)

1.一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，其特征是：包括：高压输配电装置（1）、低压输配电装置（2）、低压辅助配电装置（3）、远端计算机监控装置（4）、发电机（5）、发动机（6）、发动机监控装置（7），所述高压输配电装置（1）通过低压输配电装置（2）与低压辅助配电装置（3）相连；低压辅助配电装置（3）由第一控制器（18）、第二控制器（19）、第三控制器（20）、第四控制器（21）、第二低压空气断路器（22）组成，第二低压空气断路器（22）的输出端分别通过第一控制器（18）、第二控制器（19）、第三控制器（20）、第四控制器（21）与发动机（6）的电磁阀（23）、滑油泵（24）、冷却水泵（25）、风机（26）相连；第二低压空气断路器（22）的输入端与低压输配电装置（2）相连；所述高压输配电装置（1）输入端与发电机（5）的电压（32）、电流（33）检测端相连；高压输配电装置（1）输出端通过发动机监控装置（7）与发动机（6）的保护动作（30）、执行器（31）相连。

2.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，其特征是：所述低压输配电装置（2）由电量表（14）、断路器、低压空气断路器（17）组成，电量表（14）和低压空气断路器（17）的输入端与高压输配电装置（1）相连，低压空气断路器（17）的输出端口分别与断路器（15）至n断路器（16）相连，断路器的信号与低压辅助配电装置（3）的第二低压空气断路器（22）的输入端相连。

3.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，其特征是：所述高压输配电装置（1）由功率管理装置（8）、高压真空断路器（9）、综合电量保护装置（10）、电量表（11）、电压互感器（12）、处理模块（13）组成，处理模块（13）通过功率管理装置（8）与发电机（5）的电压（32）、电流（33）检测端相连；处理模块（13）通过综合电量保护装置（10）与发电机（5）的电压（32）、电流（33）检测端相连；综合电量保护装置（10）的输出端通过电缆与远端计算机监控装置（4）相连；处理模块（13）的输出端接口与高压真空断路器（9）相连，电压互感器（12）、电量表（11）与发电机（5）的电压（32）、电流（33）检测端相连，电压互感器（12）的电信号通过电缆与低压输配电装置（2）的低压空气断路器（17）相连。

4.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发电机配电管理装置，其特征是：所述发动机监控装置（7）由处理模块（27）、安全保护模块（28）、调速模块（29）组成，处理模块（27）通过安全保护模块（28）与发动机（6）的保护动作（30）相连，处理模块（27）通过调速模块（29）与发动机（6）的执行器（31）相连，处理模块（27）的输入端与高压输配电装置（1）的处理模块（13）相连。