一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统及方法，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主汽轮机机头侧出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发电机；调速装置将主汽轮机一部分功率输入至变频发电机，调节变频发电机的转速，用于变频供电。本发明专利技术有益效果：利用电厂主汽轮机直接驱动变频发电机，省去了小汽轮机及其附属系统，可以大大简化系统，减少占地及系统维护费用，降低系统故障率，进而降低投资造价及运行费用。

Frequency conversion power source system and method for direct drive frequency conversion generator of main steam turbine of power plant

The invention discloses a power plant main steam turbine generator and power system frequency conversion method, including: direct drive coaxial arrangement of main turbine main generator and the input shaft, the output shaft of the main turbine generator is connected with the main shaft of the main turbine; a machine head, connection speed control device, the speed control device is connected with the inverter generator; speed control the main turbine device will be part of the power input to the inverter generator, frequency conversion adjusting speed of the generator, for inverter power supply. The invention has the advantages that the utilization of power plant main steam turbine direct drive variable frequency generator, eliminating the need for a small steam turbine and auxiliary system, can greatly simplify the system, reduce the maintenance cost and system area, reduce the system failure rate, and reduce investment cost and operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统及方法
本专利技术属于电厂变频动力源
，特别涉及一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统及方法。
技术介绍
一般火(热)电厂机组，无论调峰或带基本负荷的机组，在运行中都要进行负荷调节，部分设备如风机、水泵，其流量相应调节，其输出功率也相应变化。若采用普通的节流调节方式，在低负荷阶段，实际运行效率会很低，所驱动电机出现大马拉小车情况，造成能源的浪费。变频动力源方案即设置一个变频发电中心，主要耗电辅机变频供电，进而实现集中变频调节控制。火力发电技术一直在持续进步，变频技术从无到有，再到各种可能的方案探索、应用，最早采用静止式高压变频器对电厂内负荷调节比较频繁，功率较高的设备提供变频电源以提高此类设备在低负荷时的效率，提高全厂的经济性。近二十年来，受益于电力电子器件的制造技术、电力变换技术、微电子技术和控制技术的突飞猛进，交流变频调速技术有了日新月异的发展，静止式变频器在设备的大容量化、控制技术全数字化、高可靠性和制造成本不断下降等诸多方面取得了长足的进步，成为现代工业驱动的中枢。但电子变频器也有不足之处，譬如电子变频装置技术复杂，装置占用空间大，造价高，故障率高，维护检修困难等，使其可靠性降低。随着技术的进步，近年来，工程设计人员以及电厂运行人员认识到也可以采用变频发电机直接提供变频电源的方式来替代电子变频器方案。采用变频发电机变频除了具备电子变频器调速节能的优势外，还具有以下突出优点：1)过载能力强；2)结构简单，在调频范围内运行可靠；3)转速可调范围更广；4)利用真空动平衡室设备，对发电机转子进行变频范围内的全程平衡，保证产品能够安全稳定的变频运行。目前采用变频发电机变频方案，动力源均为在电厂内主汽轮机之外单独设置一台凝汽式小汽轮机，拖动一台变频发电机作为变频中心动力源，需要增加复杂的小汽轮机本体及附属系统、冷却水系统、凝汽器抽真空系统、润滑油系统、凝结水输送系统，各系统都需要进行定期维护，增加系统故障率以及维护工作量。并且，设置小汽轮机的方式，受到小汽轮机机座以及其附属系统的限制，占地面积大，有时需要增加主厂房尺寸或者增设变频中心厂房。另外，由于小汽轮机效率明显比主汽轮机的效率低，因此，节能效果一般，容易造成资源的浪费。采用独立小汽机作为动力源的变频中心方案刚刚发展起来，本身应用业绩不多，还处于推广阶段，还没有涉及到考虑其他动力源方案。同时囿于设计习惯，以及涉及到汽轮机主机本体改造及主机系统改动的困难，无法从电厂设计之初就从整体上考虑整体热力循环系统以及变频电源系统，因此，对主汽轮机本体进行改造，由主汽轮机直接作为变频驱动的动力源方案目前并不为本领域技术人员所考虑。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统及方法，该系统及方法不专门设置小汽轮机，而是直接采用主汽轮机作为变频动力源，通过在主汽轮机机头前或发电机尾部设置调速装置，拖动变频发电机。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主汽轮机机头侧出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发电机；所述调速装置将主汽轮机一部分功率输入至变频发电机，调节变频发电机的转速，用于变频供电。进一步地，所述调速装置采用行星齿轮调速装置、机械调速装置或者液力调速装置。一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主发电机尾端出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发电机；所述主汽轮机的一部分功率通过主发电机输送至调速装置，所述调速装置调节变频发电机的转速，用于变频供电。进一步地，所述调速装置采用行星齿轮调速装置、机械调速装置或者液力调速装置。一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统的工作方法，包括；主汽轮机将一部分功率直接输入调速装置，通过所述调速装置调节变频发电机的转速。一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统的工作方法，包括：主汽轮机的输出功率送入主发电机；所述主发电机将一部分功率输入至调速装置，通过所述调速装置调节变频发电机的转速。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术系统利用电厂主汽轮机直接驱动变频发电机，省去了小汽轮机及其附属系统，可以大大简化系统，减少占地及系统维护费用，降低系统故障率，进而降低投资造价及运行费用。2、本专利技术由于采用电厂主汽轮机直接驱动变频发电机，极大地节约了能耗。3、本专利技术通过调速装置调节变频发电机的转速，系统结构简单，维护方便，故障率明显降低。附图说明图1为本专利技术电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统结构示意图一；图2为本专利技术电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统结构示意图二；图3为本专利技术实施例汽轮机组机组纵剖面图；图4为本专利技术实施例滑销系统图；图5为本专利技术实施例同轴机组前箱的结构示意图；图6(a)为本专利技术实施例行星齿轮组内进行功率的矢量叠加原理图；图6(b)为本专利技术实施例行星齿轮组内进行功率的矢量叠加图；图7为本专利技术实施例行星齿轮组进行速度矢量叠加原理图；其中，1.主发电机，2.主汽轮机，3.调速装置，4.变频发电机。具体实施方式：下面结合附图与实施方法对本专利技术做进一步说明：本专利技术公开了一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，该系统不专门设置小汽轮机，而是在主汽轮机2机头前或发电机尾部，通过设置调速装置3拖动一台变频发电机4，作为电厂变频动力源。本专利技术给出了电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统的两种具体实施方式，包括：实施例一：如图1所示，电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统包括：主汽轮机2与主发电机1同轴布置，主汽轮机2的输出轴连接主发电机1的输入轴；在主汽轮机2机头侧出轴，连接调速装置3，调速装置3连接变频发电机4；调速装置3将主汽轮机2一部分功率输入至变频发电机4，调节变频发电机4的转速，用于变频供电。本实施例中，对于变频发电机4的转速，按照变频中心设定的供电频率进行调节。调速装置3的型式可以采用行星齿轮调速装置、其他机械调速系统或者液力调速装置；对于液力调速装置，也可以选用液力耦合器、液力变矩器等类似原理的调速系统。实施例二：如图2所示，电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统包括：主汽轮机2与主发电机1同轴布置，主汽轮机2的输出轴连接主发电机1的输入轴；在主发电机1尾端出轴，连接调速装置3，调速装置3连接变频发电机4；主汽轮机2的输出功率送入主发电机1；主发电机1将一部分功率输入至调速装置3，通过调速装置3调节变频发电机4的转速，用于变频供电。本实施例中，对于变频发电机4的转速，按照变频中心设定的供电频率进行调节。调速装置3的型式可以采用行星齿轮调速装置、其他机械调速系统或者液力调速装置；对于液力调速装置，也可以选用液力耦合器、液力变矩器等类似原理的调速系统。另外，上述两种实施方式中，为了满足变频发电机4的变频要求，对调速装置3的最大输出转速范围进行调整，将调速装置3的最大输出转速由原来的4000-6000rpm降低至2400-3000rpm。本专利技术电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源方案相比常规电厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，其特征是，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主汽轮机机头侧出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发电机；所述调速装置将主汽轮机一部分功率输入至变频发电机，调节变频发电机的转速，用于变频供电。

【技术特征摘要】
1.一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，其特征是，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主汽轮机机头侧出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发电机；所述调速装置将主汽轮机一部分功率输入至变频发电机，调节变频发电机的转速，用于变频供电。2.如权利要求1所述的一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，其特征是，所述调速装置采用行星齿轮调速装置、机械调速装置或者液力调速装置。3.一种电厂主汽轮机直驱变频发电机变频动力源系统，其特征是，包括：主汽轮机与主发电机同轴布置，所述主汽轮机的输出轴连接主发电机的输入轴；在主发电机尾端出轴，连接调速装置，所述调速装置连接变频发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙林，杨俊波，高永芬，张书迎，李传永，张欲晓，高振宝，高岩，魏华栋，朱月涌，苏乐，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37