RU2419957C1 - Electric power plant - Google Patents
Electric power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419957C1 RU2419957C1 RU2010123426/07A RU2010123426A RU2419957C1 RU 2419957 C1 RU2419957 C1 RU 2419957C1 RU 2010123426/07 A RU2010123426/07 A RU 2010123426/07A RU 2010123426 A RU2010123426 A RU 2010123426A RU 2419957 C1 RU2419957 C1 RU 2419957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contactor
- phase
- electric
- inverter
- turbine engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как автономный источник электроэнергии и электрозапускающее устройство газоперекачивающих агрегатов, в состав которых входит газотурбинный двигатель и связанный с ним специальной трансмиссией компрессор.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used as an autonomous source of electricity and an electric starting device for gas pumping units, which include a gas turbine engine and a compressor associated with it with a special transmission.
Известна электроэнергетическая установка [1], в которой один и тот же преобразователь, составленный из мостового выпрямителя и инвертора, обеспечивает как электрозапуск газотурбинного двигателя, так и снабжение электроэнергией аппаратуры газоперекачивающей компрессорной станции.Known electric power installation [1], in which the same converter, composed of a bridge rectifier and inverter, provides both electric start of the gas turbine engine and electricity supply to the equipment of the gas pumping compressor station.
Усовершенствованный вариант электроэнергетической установки известен из патента [2], в котором обеспечиваются режимы прокрутки и регламентных работ на газотурбинном двигателе и компрессоре при сохранении достоинств первого варианта.An improved version of the electric power plant is known from the patent [2], which provides scrolling and routine operation on a gas turbine engine and compressor while maintaining the advantages of the first option.
Однако известные электроэнергетические установки не во всем устраивают практику. Во-первых, отбор мощности от имеющихся коробок приводов газотурбинных двигателей ограничен мощностью 100÷150 кВт. Во-вторых, для согласования срока службы стартер-генератора и газотурбинного двигателя необходимо снабжать опоры стартер-генератора системой подачи масла, что резко усложняет конструкцию.However, well-known power plants are not satisfied with everything in practice. Firstly, power take-off from existing gearboxes of gas turbine engines is limited to 100 ÷ 150 kW. Secondly, to coordinate the service life of the starter generator and the gas turbine engine, it is necessary to equip the supports of the starter generator with an oil supply system, which greatly complicates the design.
Предлагаемая электрическая установка решает указанные проблемы. Это достигается тем, что электроэнергетическая установка газоперекачивающего агрегата, составленного из газотурбинного двигателя и связанного с ним через трансмиссию компрессора, повышающего давление в газопроводе, которая работает как электрогенерирующая система и как система электрозапуска агрегата, с использованием трехфазного мостового выпрямителя и параллельно включенного с ним по шинам постоянного тока трехфазного мостового инвертора на полупроводниковых ключах, управляемых от программируемой схемы, с присоединением выхода упомянутого инвертора через контактор, имеющим в каждой фазе по одной входной клемме, соединенной с выходом инвертора, и по двум выходным клеммам, первая из которых соединена с одной из обмоток статора электрической машины, ротор которой механически соединен с коробкой приводов газотурбинного двигателя, а вторая - непосредственно или через фильтр к одной из фаз нагрузки с использованием общепромышленной сети, или любого иного источника электроэнергии, подключаемого на вход трехфазного мостового выпрямителя через пусковой контактор и использованием дополнительного контактора, входная клемма каждой фазы которого соединена с одной из входных фаз указанного мостового выпрямителя, а первая из выходных клемм присоединена непосредственно к одной из фаз нагрузки, причем установка снабжена второй электрической машиной с ротором на постоянных магнитах, который жестко закреплен с валом упомянутого компрессора, а каждая фаза его статора соединена со второй выходной клеммой соответствующей фазы дополнительного контактора.The proposed electrical installation solves these problems. This is achieved by the fact that the electric power installation of the gas pumping unit, composed of a gas turbine engine and connected to it through a compressor transmission, increases the pressure in the gas pipeline, which works as an electricity generating system and as an electric starter system of the unit, using a three-phase bridge rectifier and connected in parallel with the busbars DC three-phase bridge inverter on semiconductor switches controlled by a programmable circuit, with output connection and said inverter through a contactor having in each phase one input terminal connected to the output of the inverter and two output terminals, the first of which is connected to one of the stator windings of an electric machine, the rotor of which is mechanically connected to the gearbox of the gas turbine engine, and the second - directly or through a filter to one of the load phases using a common industrial network, or any other source of electricity connected to the input of a three-phase bridge rectifier through a starting contactor and using an additional contactor, the input terminal of each phase of which is connected to one of the input phases of the specified bridge rectifier, and the first of the output terminals is connected directly to one of the load phases, and the installation is equipped with a second electric machine with a permanent magnet rotor, which is rigidly fixed to the shaft of the aforementioned compressor, and each phase of its stator is connected to the second output terminal of the corresponding phase of the additional contactor.
В результате для генератора не требуется опор, так как используются опоры компрессора, а поскольку валом отбора мощности, по сути, является вал компрессора мощностью более 10 МГВт, то снимаются ограничения по мощности генерируемой электроэнергии. При этом достоинства прототипов сохраняются.As a result, the generator does not require supports, since the compressor supports are used, and since the power take-off shaft is, in fact, a compressor shaft with a capacity of more than 10 MW, the restrictions on the power of generated electricity are removed. At the same time, the advantages of prototypes are preserved.
На чертеже представлена схема предлагаемой установки.The drawing shows a diagram of the proposed installation.
Установка содержит газотурбинный двигатель с коробкой приводов 1, соединенный механически с электродвигателем 2, через обгонную муфту 9. Газотурбинный двигатель через трансмиссию приводит во вращение компрессор 3, вал которого приводит во вращение ротор генератора 4.The installation comprises a gas turbine engine with a gearbox 1, mechanically connected to the electric motor 2 through an overrunning clutch 9. The gas turbine engine drives the compressor 3 through the transmission, the shaft of which drives the generator 4 rotor.
Установка содержит мостовой выпрямитель 5 и мостовой инвертор 6, который управляется от программируемой схемы 7, где x; y; z - кнопки программирования.The installation comprises a bridge rectifier 5 and a bridge inverter 6, which is controlled from a programmable circuit 7, where x; y; z - programming buttons.
На выходе инвертора установлен контактор 13, имеющим в каждой фазе по одной входной и двум выходным клеммам. Кроме этого, в схеме имеется дополнительный контактор 14, аналогичный контактору 13. Контактор 8 используется как пусковой контактор. Блок 10 обеспечивает питание схемы управления 7 и подключен к фазам нагрузки Aн, Bн, Cн. Напряжение от инвертора 6 поступает к нагрузкам 11 через фильтр 12.At the output of the inverter, a contactor 13 is installed, having in each phase one input and two output terminals. In addition, the circuit has an additional contactor 14, similar to contactor 13. Contactor 8 is used as a starting contactor. Block 10 provides power to the control circuit 7 and is connected to the phases of the load A n , B n , C n . The voltage from the inverter 6 is supplied to the loads 11 through the filter 12.
Установка работает следующим образом. В стационарном режиме газотурбинный двигатель 1 вращает компрессор 3, который, в свою очередь, вращает ротор генератора 4. Напряжение с обмоток его статора через контактор 14 поступает на вход выпрямителя 5, который питает шины постоянного тока инвертора 6.Installation works as follows. In stationary mode, the gas turbine engine 1 rotates the compressor 3, which, in turn, rotates the rotor of the generator 4. The voltage from the windings of its stator through the contactor 14 is fed to the input of the rectifier 5, which feeds the DC bus of the inverter 6.
Программируемое устройство 7 обеспечивает управление полупроводниковыми ключами инвертора 6 и на его выходе формируется (например, за счет высокочастотной модуляции) напряжение, которое через контактор 13 поступает на фильтр 12, при этом система управления обеспечивает стабилизированную частоту и напряжение, так что нагрузка 11 питает трехфазным синусоидальным напряжением 220/380 В 50 Гц.The programmable device 7 provides control of the semiconductor keys of the inverter 6 and a voltage is generated at its output (for example, due to high-frequency modulation), which is supplied to the filter 12 through the contactor 13, while the control system provides a stabilized frequency and voltage, so that the load 11 supplies a three-phase sinusoidal voltage 220/380 V 50 Hz.
При остановке газотурбинного двигателя останавливается компрессор 3 и переключаются контакторы 13 и 14.When the gas turbine engine stops, the compressor 3 stops and the contactors 13 and 14 are switched.
В систему управления 7 вводится программа пуска или прокрутки, а за счет замыкания пускового контактора 8 обеспечивается питание нагрузки 11 и выпрямителя 5 от сети О, Aс, Bс, Cс.A start or scroll program is entered into the control system 7, and by closing the start contactor 8, the load 11 and the rectifier 5 are supplied with power from the network О, A s , B s , C s .
При программе пуска инвертор 6 управляется по вектору поля, и электродвигатель 2 начинает раскручивать газотурбинный двигатель по заданной программе до оборотов «поджига», после чего некоторое время продолжается сопровождение. Когда турбина обгоняет по оборотам электродвигатель, срабатывает обгонная муфта 9, «выключается» инвертор 6 и электродвигатель 2 останавливается, тогда как ротор генератора 4 выходит на номинальные обороты. Пусковой контактор 8 выключается. Контакторы 13 и 14 переводятся в исходное состояние, как это изображено на чертеже. Система управления 7 переводится в режим «генерирование».With the start-up program, the inverter 6 is controlled by the field vector, and the electric motor 2 starts to spin the gas turbine engine according to the specified program to the “ignition” revolutions, after which the tracking continues for some time. When the turbine overtakes the motor in revolutions, the overrunning clutch 9 is activated, the inverter 6 “turns off” and the electric motor 2 stops, while the rotor of the generator 4 reaches its rated speed. Start contactor 8 is turned off. Contactors 13 and 14 are initialized, as shown in the drawing. The control system 7 is transferred to the "generation" mode.
Нагрузка 11 снабжается электроэнергией через контактор 13. Электроэнергетическая установка переходит в режим генерирования электроэнергии.The load 11 is supplied with electric energy through the contactor 13. The electric power installation switches to the electric power generation mode.
В режиме «прокрутки» процессы аналогичны пусковому режиму, за исключением того, что при заданной частоте работы двигателя 2 прекращают изменение частоты или изменяют ее по заданному закону в соответствии с программой, заложенной в системе управления 7.In the “scrolling” mode, the processes are similar to the starting mode, except that at a given frequency of operation of the engine 2 they stop the frequency change or change it according to a given law in accordance with the program embedded in the control system 7.
В результате нагрузка снабжается электроэнергией в любом режиме.As a result, the load is supplied with electricity in any mode.
Масляной системы для опор не требуется, так как стартер работает кратковременно, а генератор использует опоры компрессора. В результате электроэнергетическая установка при сравнимых затратах обеспечивает получение в 2-4 раза большего количества электроэнергии.An oil system is not required for the bearings, since the starter operates for a short time, and the generator uses compressor bearings. As a result, an electric power installation at comparable costs provides 2-4 times more electricity.
Источники информацииInformation sources
1. RU №2363090 C1 H02P 9/04 от 27.07.2009 г. Бюл. №21.1. RU No. 2363090 C1 H02P 9/04 of 07/27/2009 Bull. No. 21.
2. RU №92750 U1 H02P 9/04 от 27.03.2010 г. Бюл. №9.2. RU No. 92750 U1 H02P 9/04 of 03/27/2010 Bull. No. 9.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123426/07A RU2419957C1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Electric power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010123426/07A RU2419957C1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Electric power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419957C1 true RU2419957C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010123426/07A RU2419957C1 (en) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Electric power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419957C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521419C2 (en) * | 2012-06-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | High-voltage three-phase alternating current generating system |
| RU195774U1 (en) * | 2019-09-26 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Шторм" | Generator set for auxiliary gas pumping unit |
-
2010
- 2010-06-09 RU RU2010123426/07A patent/RU2419957C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2521419C2 (en) * | 2012-06-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" | High-voltage three-phase alternating current generating system |
| RU195774U1 (en) * | 2019-09-26 | 2020-02-05 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Шторм" | Generator set for auxiliary gas pumping unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2778352B1 (en) | Systems and methods for variable speed operation of combustion engines for power generation | |
| CN101867341B (en) | System and method for fixed frequency power generation | |
| KR100707551B1 (en) | A starting system and method for a microturbine power generation unit | |
| JP6043322B2 (en) | Constant frequency starter / generator for aircraft engine | |
| CN101557192B (en) | System and method involving variable speed generator | |
| CN104578060B (en) | Method for selecting black-start diesel engine of SFC self-start gas turbine set | |
| MX2013003433A (en) | Gas turbine start with frequency convertor. | |
| US20160006254A1 (en) | Serial Hybrid Microgrid with PPSA-mediated interface to Genset and to Non-Dispatchable Power | |
| US20190153957A1 (en) | Gas turbine train with starter motor | |
| KR20160052406A (en) | Power Plant | |
| RU2419957C1 (en) | Electric power plant | |
| US9628008B1 (en) | Method and generator control unit for configuring an output from a generator | |
| RU2363090C1 (en) | Electric generating plant | |
| RU97227U1 (en) | ELECTRIC POWER PLANT | |
| RU2526411C2 (en) | System and method for control over rpm of each of n controlled-rpm motors | |
| US20140218980A1 (en) | Electrical Generator | |
| RU2573576C2 (en) | Dc power supply device for self-contained transport vehicle | |
| US20130121844A1 (en) | Variable Speed High Efficiency Gas Compressor System | |
| RU53081U1 (en) | POWER SUPPLY SYSTEM | |
| CN111566888B (en) | Hybrid universal load regulator | |
| RU95919U1 (en) | ELECTRIC POWER PLANT | |
| RU2460204C1 (en) | Autonomous starter-generator power supply system | |
| RU2272937C1 (en) | Method of operating compression station for main gas pipeline | |
| RU2460203C1 (en) | Power plant | |
| RU2133375C1 (en) | Method for controlling windmill electric generating plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180610 |