重型燃气-蒸汽联合循环发电机组电气系统

1、重型燃气重型燃气- -蒸汽联合循蒸汽联合循环发电机组电气系统环发电机组电气系统重型燃气重型燃气- -蒸汽联合循蒸汽联合循环发电机组电气系统环发电机组电气系统 燃气机组是通过燃烧天然气作为动力，但是由于燃机、发电机是一个轴系，启动转矩大，燃机本身无法自启动，同时天然气点火也需要一个基本的转速，大约在580转左右，故需要一个外部的动力将整个轴系转动起来。 通常多以静止变频器SFC（Static Freguency Converter）作为主要启动方式。 MEGADRIVE-LCI系统介绍系统介绍发电机组电气主回路接线图发电机组电气主回路接线图发电机机组电气系统设备组成：发电机机组电气系统设备组成：

2、 静止变频装置SFC； 谐波过滤器柜HAM； 切换逻辑盘COLP； 切换开关盘GSS； 励磁系统EXC； 发电机控制盘GCP； 发电机辅助盘GAP； 发电机中性点接地柜NGT； 静止变频装置SFC 燃气轮机组起动过程是指燃气轮机组从静止（盘车）状态至机组到达一定转速的过程。对三菱重工的M701F4型燃机而言，是从3转分到达2000转分的过程，即将燃气轮机和发电机的转子加速到自持转速，自持转速也就是燃气轮机能够产生足够的动能带动它转子继续加速运行，达到机组要求的额定转速。这一过程大致可分成：外部引动到达燃机吹扫清洗、点火，着火后加速，在燃气轮与起动装置共同作用下升速到2000转分后起动装置退出，

3、自持升速到额定转速等阶段。整个机组的起动和调速的实现由起动装置完成。 起动装置分为机械式装置和电子式装置。机械式装置一般为起动电动机。电子式装置通常为静止变频起动装置（SFC）。对于燃气轮机项目来说，一般在低速盘车时采用机械盘车，起动时采用SFC装置。 静止变频装置SFC输入电流：实际上是恒定频率输出电流：与发电机转速同步SFCDC电抗器逆变器控制盘变压器整流器谐波滤波器发电机汽轮机 静止变频装置SFC2. 谐波过滤器柜HAM众所周知，变频装置采用了可控硅元件作为变流器件，必定会给其供电回路带来谐波干扰。干扰的大小和强度与变频装置的容量和供电电源的短路容量有关。对于燃气轮机组来说，通常SFC的

4、供电电源主要连接于厂用6kV系统，如果厂用6kV系统的短路容量相对于SFC的容量来说不能满足国家标准对谐波干扰影响的要求，就需要在SFC的线路进线侧设置谐波滤波器，其目的是减少SFC装置对厂用电系统的影响。2. 谐波过滤器柜HAM3.切换逻辑盘COLP一般来说，大型燃气电厂都为多台机组配置，而从投资和设备布置来看，起动装置多采用一主一备的方式配置。为了便于电站机组起动的灵活性，即不同的起动装置可以对不同的机组进行起动，由于起动装置的配置有限，所以在每次机组起动之前需要确定用哪一台起动装置来起动，这样涉及到不同的机组、不同的开关和起动装置（如图三为2台机组接线），采用一独立的逻辑控制盘来完成整个

5、电站起动不同机组的要求，同时该控制盘还将实现不同机组起动时与起动回路有关的信号转接。其优点是信号集中，接口简明，灵活，便于维护。3.切换逻辑盘COLP4.切换开关盘GSS 设置该盘柜的目的是增加SFC装置起动的灵活性和冗余性。通过该盘柜实现选择不同起动装置起动不同机组时，对其起动装置主回路的切换和电气隔离。其控制罗辑由切换逻辑控制盘来完成。由于各个电站机组的数量不同，机组起动的方式不同，相应的SFC装置配置也会不同，因此会导致其SFC的输出主接线不同。SFC的输出主接线一般采用单芯大电缆，接线方式一具有最大的灵活性，但用的连接大电缆最多。接线方式二位最简的接线方式，但灵活性和冗余度较接线方式一

6、差。典型接线方式一典型接线方式一典型接线方式二典型接线方式二外形图外形图5.励磁系统EXC 从发电机电气系统图可见，机组采用发电机出口断路器来实现机组的并网。为此，励磁系统接线方式需满足整个发电机电气系统接线要求，在励磁系统设计选型时采用了自并励接线方式。但同时又必须考虑SFC起动期间的励磁方式，所以在常规的自并励的方式下增加了一个专用于SFC起动的励磁起动盘。5.励磁系统EXC励磁起动盘的作用就是在SFC运行期间和正常发电期间为励磁系统提供不同的励磁电源回路。6.发电机控制盘GCP 发电机电气控制盘GCP主要实现发电机主回路的电气参数测量和机组同期并网的控制。同时，它还作为励磁和SFC装置与

7、DCS/TCS之间的信号转接装置实现对励磁和SFC的投切等控制。 GCP主要是作为机组同期并网控制设备，同时作为发电机机组现地控制和监视装置。根据三菱重工的燃机控制理念，发电机组除了通过DCS或TCS在远方进行操作外，还可以在现地控制包内也对机组进行操作。因此，通过该控制盘操作人员可以在现地实现励磁系统的投切，增磁、减磁和机组的频率增减操作。还可以实现机组的手动并网操作。7.发电机辅助盘GAP 发电机辅助盘主要是实现发电机组电量测量并将测量值远传到TCS或DCS。其中包括：发电机的电压、电流、频率、有功、无功、电度量、零序电流、励磁功率等参数值，输出方式为420mA。由于SFC起动期间机组的频率很低，对于发电机的电压和电流测量用变送器必须采用具有低频范围的特殊变送器，否则会引起在SFC起动期间其测量值不准。8.发电机中性点接地柜NGT 由于燃气轮机组采用了SFC起动，机组在SFC起动期间，SFC装置的输出是一个低频电源，该电源