重型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)

重型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)重型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)

燃?xì)鈾C(jī)組是通過燃燒天然氣作為動力，但是由于燃機(jī)、發(fā)電機(jī)是一個軸系，啟動轉(zhuǎn)矩大，燃機(jī)本身無法自啟動，同時天然氣點火也需要一個基本的轉(zhuǎn)速，大約在580轉(zhuǎn)左右，故需要一個外部的動力將整個軸系轉(zhuǎn)動起來。

通常多以靜止變頻器SFC（StaticFreguencyConverter）作為主要啟動方式。概述

MEGADRIVE-LCI系統(tǒng)介紹發(fā)電機(jī)組電氣主回路接線圖發(fā)電機(jī)機(jī)組電氣系統(tǒng)設(shè)備組成：靜止變頻裝置SFC；諧波過濾器柜HAM；切換邏輯盤COLP；切換開關(guān)盤GSS；勵磁系統(tǒng)EXC；發(fā)電機(jī)控制盤GCP；發(fā)電機(jī)輔助盤GAP；發(fā)電機(jī)中性點接地柜NGT；靜止變頻裝置SFC燃?xì)廨啓C(jī)組起動過程是指燃?xì)廨啓C(jī)組從靜止（盤車）狀態(tài)至機(jī)組到達(dá)一定轉(zhuǎn)速的過程。對三菱重工的M701F4型燃機(jī)而言，是從3轉(zhuǎn)／分到達(dá)2000轉(zhuǎn)／分的過程，即將燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子加速到自持轉(zhuǎn)速，自持轉(zhuǎn)速也就是燃?xì)廨啓C(jī)能夠產(chǎn)生足夠的動能帶動它轉(zhuǎn)子繼續(xù)加速運行，達(dá)到機(jī)組要求的額定轉(zhuǎn)速。這一過程大致可分成：外部引動到達(dá)燃機(jī)吹掃清洗、點火，著火后加速，在燃?xì)廨喤c起動裝置共同作用下升速到2000轉(zhuǎn)／分后起動裝置退出，自持升速到額定轉(zhuǎn)速等階段。整個機(jī)組的起動和調(diào)速的實現(xiàn)由起動裝置完成。

起動裝置分為機(jī)械式裝置和電子式裝置。機(jī)械式裝置一般為起動電動機(jī)。電子式裝置通常為靜止變頻起動裝置（SFC）。對于燃?xì)廨啓C(jī)項目來說，一般在低速盤車時采用機(jī)械盤車，起動時采用SFC裝置。靜止變頻裝置SFC輸入電流：實際上是恒定頻率輸出電流：與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速同步SFCDC電抗器逆變器控制盤變壓器整流器諧波濾波器發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)靜止變頻裝置SFC2.諧波過濾器柜HAM眾所周知，變頻裝置采用了可控硅元件作為變流器件，必定會給其供電回路帶來諧波干擾。干擾的大小和強(qiáng)度與變頻裝置的容量和供電電源的短路容量有關(guān)。對于燃?xì)廨啓C(jī)組來說，通常SFC的供電電源主要連接于廠用6kV系統(tǒng)，如果廠用6kV系統(tǒng)的短路容量相對于SFC的容量來說不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對諧波干擾影響的要求，就需要在SFC的線路進(jìn)線側(cè)設(shè)置諧波濾波器，其目的是減少SFC裝置對廠用電系統(tǒng)的影響。2.諧波過濾器柜HAM3.切換邏輯盤COLP一般來說，大型燃?xì)怆姀S都為多臺機(jī)組配置，而從投資和設(shè)備布置來看，起動裝置多采用一主一備的方式配置。為了便于電站機(jī)組起動的靈活性，即不同的起動裝置可以對不同的機(jī)組進(jìn)行起動，由于起動裝置的配置有限，所以在每次機(jī)組起動之前需要確定用哪一臺起動裝置來起動，這樣涉及到不同的機(jī)組、不同的開關(guān)和起動裝置（如圖三為2臺機(jī)組接線），采用一獨立的邏輯控制盤來完成整個電站起動不同機(jī)組的要求，同時該控制盤還將實現(xiàn)不同機(jī)組起動時與起動回路有關(guān)的信號轉(zhuǎn)接。其優(yōu)點是信號集中，接口簡明，靈活，便于維護(hù)。3.切換邏輯盤COLP4.切換開關(guān)盤GSS

設(shè)置該盤柜的目的是增加SFC裝置起動的靈活性和冗余性。通過該盤柜實現(xiàn)選擇不同起動裝置起動不同機(jī)組時，對其起動裝置主回路的切換和電氣隔離。其控制羅輯由切換邏輯控制盤來完成。由于各個電站機(jī)組的數(shù)量不同，機(jī)組起動的方式不同，相應(yīng)的SFC裝置配置也會不同，因此會導(dǎo)致其SFC的輸出主接線不同。SFC的輸出主接線一般采用單芯大電纜，接線方式一具有最大的靈活性，但用的連接大電纜最多。接線方式二位最簡的接線方式，但靈活性和冗余度較接線方式一差。典型接線方式一典型接線方式二外形圖5.勵磁系統(tǒng)EXC

從發(fā)電機(jī)電氣系統(tǒng)圖可見，機(jī)組采用發(fā)電機(jī)出口斷路器來實現(xiàn)機(jī)組的并網(wǎng)。為此，勵磁系統(tǒng)接線方式需滿足整個發(fā)電機(jī)電氣系統(tǒng)接線要求，在勵磁系統(tǒng)設(shè)計選型時采用了自并勵接線方式。但同時又必須考慮SFC起動期間的勵磁方式，所以在常規(guī)的自并勵的方式下增加了一個專用于SFC起動的勵磁起動盤。5.勵磁系統(tǒng)EXC勵磁起動盤的作用就是在SFC運行期間和正常發(fā)電期間為勵磁系統(tǒng)提供不同的勵磁電源回路。6.發(fā)電機(jī)控制盤GCP發(fā)電機(jī)電氣控制盤GCP主要實現(xiàn)發(fā)電機(jī)主回路的電氣參數(shù)測量和機(jī)組同期并網(wǎng)的控制。同時，它還作為勵磁和SFC裝置與DCS/TCS之間的信號轉(zhuǎn)接裝置實現(xiàn)對勵磁和SFC的投切等控制。

GCP主要是作為機(jī)組同期并網(wǎng)控制設(shè)備，同時作為發(fā)電機(jī)機(jī)組現(xiàn)地控制和監(jiān)視裝置。根據(jù)三菱重工的燃機(jī)控制理念，發(fā)電機(jī)組除了通過DCS或TCS在遠(yuǎn)方進(jìn)行操作外，還可以在現(xiàn)地控制包內(nèi)也對機(jī)組進(jìn)行操作。因此，通過該控制盤操作人員可以在現(xiàn)地實現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的投切，增磁、減磁和機(jī)組的頻率增減操作。還可以實現(xiàn)機(jī)組的手動并網(wǎng)操作。7.發(fā)電機(jī)輔助盤GAP發(fā)電機(jī)輔助盤主要是實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組電量測量并將測量值遠(yuǎn)傳到TCS或DCS。其中包括：發(fā)電機(jī)的電壓、電流、頻率、有功、無功、電度量、零序電流、勵磁功率等參數(shù)值，輸出方式為4~20mA。由于SFC起動期間機(jī)組的頻率很低，對于發(fā)電機(jī)的電壓和電流測量用變送器必須采用具有低頻范圍的特殊變送器，否則會引起在SFC起動期間其測量值不準(zhǔn)。8.發(fā)電機(jī)中性點接地柜NGT由于燃?xì)廨啓C(jī)組采用了SFC起動，機(jī)組在SFC起動期間，SFC裝置的輸出是一個低頻