一种调相机系统技术方案

本发明专利技术公开了一种调相机系统，至少包括调相机转子，及连接调相机转子的飞轮；以及设置在调相机转子及飞轮之间的安全联轴器；所述安全联轴器，为限制扭矩保护动作器，可设定保护释放扭矩值，实现安全联轴器两端轴系的物理断开；也可进一步采用滑差功能，可实现对传递扭矩的削峰作用，使得通过安全联轴器的传递扭矩不超过其保护释放动作扭矩；并且，该安全联轴器可远程遥控或短时间内自动进行在线恢复，采用本发明专利技术的调相机系统，可打破传统调相机系统轴系因机械强度等而无法使用大转动惯量飞轮的束缚，大大提升调相机系统轴系的总转动惯量，从而有效强化了电网的动态频率响应。从而有效强化了电网的动态频率响应。从而有效强化了电网的动态频率响应。

【技术实现步骤摘要】
一种调相机系统


[0001]本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种调相机系统。

技术介绍

[0002]随着新能源电站的快速发展,采用大容量无功补偿装置来为电网提供动态无功支撑、提高电网安全稳定运行能力，正受到国内外电力行业的重视。
[0003]新能源电站往往面临着潮流变化频繁,电压波动大,动态无功不足等问题.传统的电子式无功补偿装置（如SVC、SVG等）应用于新能源电站时需要频繁投切，严重缩短设备使用寿命，且电子式无功补偿装置较低的过载能力与暂态过电压穿越能力，成为现阶段制约新能源电站送出能力的主要因素；相较于传统的电子式无功补偿装置，同步调相机不仅有着卓越的过载能力与暂态过电压穿越能力，且具有集成度高、系统简单、建设周期短、调节性能好等优点，能为新能源电站提供次暂态、暂态、稳态全过程电压支撑，因此同步调相机应用在这类场合有着迫切的需求。诸如风能、太阳能等新能源电站的动态频率特性原本就极差，同步调相机的出现虽然解决了电网的电压稳定问题，但是由于同步调相机电磁参数、机械结构的固有限制，同步调相机的转子轴系转动惯量较小、会进一步劣化电网的动态频率响应，这对电网的功角稳定产生了不利的影响。对此问题，国内外采用了不同的解决思路：国外采取在同步调相机的转子轴系上加装飞轮的方案，但受限于转子轴系的机械结构和运行工况要求，飞轮的转动惯量参数往往较小，这对调相机转子整体轴系总转动惯量的提升有限；国内采用大马拉小车的方案，例如在需要容量为5万千伏安同步调相机的项目中用一台30万千伏安的同步发电机来替代，以增大转子轴系转动惯量，制造成本与运行损耗无疑都大大增加，并且即使大容量的发电机，其本身的转动惯量也较为有限。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决国内外现有调相机系统的转动惯量偏小的问题，本专利技术提供了一种调相机系统。
[0005]本专利技术提供的一种调相机系统，包括调相机转子，其特征在于，还包括连接所述调相机转子的飞轮和设置在所述调相机转子及所述飞轮之间的安全联轴器，所述安全联轴器，为限制扭矩保护动作器，可设定保护释放扭矩值，实现安全联轴器两端轴系的物理断开。
[0006]进一步地，所述飞轮可为单个飞轮或多个飞轮组成的飞轮组合体。
[0007]进一步地，还包括汽缸，所述汽缸与所述飞轮同轴连接。
[0008]进一步地，还包括设置所述汽缸和所述飞轮之间的安全联轴器。
[0009]进一步地，所述安全联轴器，输入侧和输出侧具有滑差功能，可实现对传递扭矩的削峰作用，使得通过安全联轴器的传递扭矩不超过其保护释放动作扭矩。
[0010]进一步地，所述安全联轴器可远程遥控或短时间内自动进行在线恢复。
[0011]本专利技术的调相机系统，在传统带飞轮的调相机系统的基础上，增加了安全联轴器，
在不改变原有轴系机械特性基础上，可大幅提升飞轮转动惯量，其工作原理如下：对于带飞轮的调相机系统，若无安全联轴器，且轴系采用大转动惯量的飞轮，当出现如同步调相机两相短路等异常工况时，由于调相机系统轴系传递扭矩将瞬间突增，这将超出轴系的许用扭矩，从而导致轴系设备损坏的严重事故。为此，本专利技术在调相机本体和飞轮之间设置安全联轴器后，正常运行情况下，调相机系统轴系传递扭矩未超过安全联轴器的保护释放动作扭矩（可设定在轴系允许最大扭矩之下），安全联轴器可视为刚性联轴器，由此调相机系统轴系稳定运行；当出现如同步调相机两相短路等异常工况，传递扭矩达到安全联轴器的保护释放动作扭矩时，安全联轴器的保护系统瞬间释放，使得安全联轴器两端的轴系得到物理断开，即大转动惯量的飞轮可被物理断开，从而避免了调相机系统轴系传递扭矩的进一步增大，起到保护轴系转动部件的效果。当安全联轴器两端轴系退出运行并静止后，再将安全联轴器进行复装，进而满足重新投入使用条件。
[0012]因此，增设安全联轴器，可打破传统调相机系统轴系因机械强度等而不能使用大转动惯量飞轮的束缚，使得调相机系统轴系的转动惯量得到显著提升，有效强化了电网的动态频率响应。
[0013]进一步地，当所传递扭矩达到保护释放动作扭矩时，安全联轴器的输入侧和输出侧先发生滑差，实现对传递扭矩的削峰作用，使得通过安全联轴器的传递扭矩不超过其保护释放动作扭矩；当事故扭矩持续通过安全联轴器进行传递时，安全联轴器的输入侧和输出侧的滑差不足以维持对传递扭矩的削峰，则安全联轴器的保护系统立即释放，实现安全联轴器两端的轴系得到物理断开。
[0014]进一步地，当安全联轴器断开后需要复装时，安全联轴器保护释放后，可远程遥控或短时间内自动进行在线恢复（即无需安全联轴器两端轴系设备达到静止状态后再进行复装），即可重新传递扭矩，当传递扭矩仍然要超过其保护释放动作扭矩时，安全联轴器又一次保护释放，直至安全联轴器再次在线恢复且重新传递的扭矩不超过其保护释放动作扭矩。
[0015]本专利技术的调相机系统具有如下优势及效果：本专利技术在已增设飞轮装置的调相机系统轴系的基础上，在轴系的飞轮和同步调相机之间增设安全联轴器，安全联轴器为限制扭矩保护动作器，可将调相机系统轴系转动部件最薄弱处的最大许可扭矩值（可留有一定裕量）设定为安全联轴器的保护释放动作扭矩，可打破传统调相机系统轴系因机械强度等而无法使用大转动惯量飞轮（可为单个大转动惯量的飞轮，亦可为多个飞轮组成的大转动惯量飞轮组合体）的束缚，大大提升调相机系统轴系的总转动惯量，从而有效强化了电网的动态频率响应。
[0016]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1的系统结构示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例2的系统结构示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例3的系统结构示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例4的系统结构示意图。
[0021]图5是本专利技术实施例5的系统结构示意图。
[0022]其中，图中序号1为飞轮，2及2
’
为安全联轴器，3为调相机转子，4为汽缸。
具体实施方式
[0023]实施例1如图1所示，与常规带飞轮的调相机系统基础上，在调相机转子3和飞轮1之间增设了安全联轴器2，因此，该系统可采用大转动惯量的飞轮，根据系统需要，常规飞轮为1个或多个圆柱体的组合，例如采用1米长度、3米直径的圆柱体，则该飞轮的转动惯量便可达62T.m2，将安全联轴器保护释放扭矩，设定在轴系允许最大扭矩之下，留出一定安全裕度即可，正常运行工况下，调相机系统轴系传递扭矩不会超过轴系允许扭矩，因此安全联轴器不会动作，安全联轴器可视为刚性联轴器，由此调相机系统轴系稳定运行；当出现如同步调相机两相短路等异常工况，传递扭矩达到安全联轴器的保护释放动作扭矩时，安全联轴器的保护系统瞬间释放，使得安全联轴器两端的轴系得到物理断开，即大转动惯量的飞轮和调相机轴可被物理断开，从而避免了调相机系统轴系传递扭矩的进一步增大，起到保护轴系转动部件的效果。
[0024]当安全联轴器两端轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调相机系统，包括调相机转子，其特征在于，还包括连接所述调相机转子的飞轮和设置在所述调相机转子及所述飞轮之间的安全联轴器，所述安全联轴器，为限制扭矩保护动作器，可设定保护释放扭矩值，实现安全联轴器两端轴系的物理断开。2.如权利要求1所述的一种调相机系统，其特征在于，所述飞轮可为单个飞轮或多个飞轮组成的飞轮组合体。3.如权利要求2所述的一种调相机系统，其特征在于，还包括汽缸，所述汽缸与所述飞轮同轴连接。4.如权利要求3所述的一种调...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟忠，
申请(专利权)人：霍尔果斯明轩能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：