本发明专利技术涉及发电机一种新式自同期并网装置，属于电力电子技术领域。该装置可用于大型发电机的可靠并网，尤其是在电网事故情况下更显示出该装置优越的并网性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及发电机一种新式自同期并网装置，属于电力电子
。该装置可用于大型发电机的可靠并网，尤其是在电网事故情况下更显示出该装置优越的并网性能。【专利说明】新式自同期并网装置
本专利技术涉及发电机一种新式自同期并网装置，属于电力电子
，可用于大型发电机的可靠并网，尤其是在电网事故情况下更显示出该装置优越的并网性能。
技术介绍
发电机的并网有两种方式，即准同期并网和自同期并网。准同期并网是将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其电压和频率，当满足并网条件(即电压和频率与系统相等，相位相同)时将发电机投入系统。自同期并网是将未励磁而转速接近同步转速的发电机投入系统，并立即(或经一短暂延时)加上励磁，发电机在短时间内被自动拉入同步。准同期并网如果能达到理想状态，则发电机输出电流很小，不会产生电流和电磁力矩的冲击。但在实际的并网操作中，很难实现理想的并网条件，因此电流和电磁力矩冲击总是存在的。只要冲击不大，不超过允许范围，就是允许的。准同期并网时必须防止非同期并网，否则会使发电机受到破坏。如果在并网时，发电机电压和系统电压之间存在较大的差别(电压、频率、相位)，则会产生较大的冲击，其中因相位差引起的冲击较多。最为严重的情况是当发电机电压与系统电压相位差180度进行非同期并网，此时发电机的冲击电流将比出口三相短路时的电流大I倍，产生巨大的电动力和电磁力矩，使发电机遭到严重的损坏.过去就发生过因非同期并网而使发电机定子绕组绝缘破坏而短路的严重事故。准同期并网要求的测试量较多，测试装置比较复杂；要求二次接线不能出现错误、同期装置动作要正确、每次维修之后一定要认真检查校核。当电网发生事故(电压和频率不稳)需要紧急投入备用机组时，准同期并网对此无能为力(抓不到同步时刻)。自同期并网是在发电机无励磁时投入系统，在机械力矩、异步力矩及投入励磁后的同步力矩的共同作用下迅速拉入同步，因此它从根本上消除了非同期并网的可能性，同时它并网操作简单，不存在调节和校准电压和相位问题，只需调节发电机转速，易于实现自动化操作。此外，自同期并网时间短，采用自动自同期并网的水轮发电机，从发出开机命令到发电机并入系统一般只要20?40S甚至更短的时间。自同期并网的这一优点，为在电力系统发生事故而出现低频率低电压时起动备用机组创造了很好的条件，这对于防止系统瓦解和事故扩大，以及较快地恢复系统的正常工作起着重要的作用。自同期并网时发电机相当于异步电动机，因此伴随有短时间的电流冲击，并使系统电压下降(相当于异步电动机的起动，但冲击电流要小些)，冲击电流引起的电动力可能对定子绕组绝缘和定子绕组端都产生不良影响；冲击电磁力矩也将使机组大轴产生扭矩和振动，这些不良影响虽然远较发电机出口三相短路时的影响小、发电机能够承受，但是如果并网操作要经常进行，则其积累效应也是不能忽视的，它将影响发电机的使用寿命，因此现在一般都是把自同期并网作为事故状态下发电机的应急起动并网，而正常情况下的并网则用自动准同期并网。从前面的叙述可见，两种并网方式各有优缺点。从方便使用、实现自动化方面来看，自同期并网的优点要多些。只是由于自动准同期技术的进步，使其冲击电流降得较小，因而当前正常情况下的并网方式都选自动准同期操作。那么，如果我们能把自同期并网时的电流冲击控制得较小，它唯一的缺点就被克服了，其优越性不是更突出了吗？
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用开关变压器技术的新式自同期并网装置以解决上述问题。开关变压器技术实质上就是把开关变压器和电力电子器件相结合，构成了一个耐高压、大电流的电力电子开关模块。自同期并网时把它加在发电机与电网之间，控制其中流过的电流，使冲击减小。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种发电机新式自同期并网装置，包括运行断路器Kl、开关变压器TK、晶闸管SCR、隔离开关K2、K3 ;所述开关变压器TK原边绕组的上端接一只隔离开关Κ2，开关变压器TK原边绕组的下端接另一只隔离开关Κ3 ;开关变压器TK付边每相单绕组的两端之间接有两只正反并联的晶闸管SCR;二台隔离开关Κ2、Κ3的另一端分别接于运行断路器Kl的二端。所述新式自同期并网装置的并网控制系统采用可编程序控制器PLC或工控计算机COM控制系统，其电压传感器PT和电流传感器CT按需要配置。当所述新式自同期并网装置的电力电子器件采用全控器件IGCT时，可以得到高电压大电流全控调节模块，其控制方法为脉宽调制PWM控制。当发电机较大时，可采取多副绕组开关变压器的方法来解决，还可采取开关变压器模块并用的方法来解决。新式自同期并网装置的应用使发电机的并网控制简单化，完全免除了非同期并列，对发电机的安全生产具有重要意义。对于占系统容量比例很大的发电机，过去由于自同期并网时会有较大的电压降落，故大型发电机的自同期并列操作受到了一定限制，这对电网的事故处理有一定的影响。采用新式自同期并网装置后，冲击电流被消除，电压降落减小，大型发电机即使在电网发生事故时也可采用自同期并网，这无疑对电网的安全稳定运行具有重要意义。【专利附图】【附图说明】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的描述。图1是新式自同期并网装置的主电路图。图2是采用了由二台二绕组开关变压器模块并用、电力电子器件为全控型IGCT、计算机控制系统COM以及电压传感器PT和电流传感器CT构成的自同期并网装置。【具体实施方式】采用开关变压器TK技术的自同期并网系统图如图1所示:包括运行断路器Κ1、开关变压器ΤΚ、晶闸管SCR、隔离开关Κ2和Κ3 ;所述开关变压器TK原边绕组的上端接隔离开关Κ2，开关变压器TK原边绕组的下端接隔离开关Κ3 ;开关变压器TK付边每相单绕组的两端之间接有两只正反并联的晶闸管SCR ;二台隔离开关K2、K3的另一端分别接于运行断路器Kl的二端。所述新式自同期并网装置的并网控制系统采用可编程序控制器PLC控制系统，其电压传感器PT和电流传感器CT按需要配置。当控制装置接到起动命令时，控制装置调节调速器使发电机DF加速，当控制装置检测电压传感器PT的电压达到一定值时，发电机达到一定转速，发出K2、K3的合闸命令，这时开关变压器TK接入电网与发电机DF之间(经升压变压器)，由于此时可控硅SCR尚未开通,故TK中仅流过一个小于其空载电流的电流，此电流很小，不会对DF和电网造成冲击，之后，控制装置逐步调节SCR的导通角并检测电流传感器CT中的电流，使电流逐渐加大直至设定值，在此设定值下作恒流控制.当发电机DF转速达到同步转速的98%左右时，KI合闸、投励，断开Κ2、Κ3使开关变压器TK退出，电动发电机DF继续加速直至同步。图2的控制方法与上述相同，只是此时电路中的电流为全控波形。这里并网控制装置采用工控计算机COM控制系统，配置了电压传感器PT和电流传感器CT，电力电子器件采用全控器件IGCT，因此可以得到高电压大电流全控调节，其控制方法为脉宽调制PWM控制。因发电机较大，故采取多副绕组开关变压器的方法和开关变压器模块并用的方法来解决。上述描述的只是该专利技术的一种【具体实施方式】，举例说明不对专利技术的实质内容构成限制，所属
的普通技术人员在阅读了说明书后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发电机新式自同期并网装置，包括运行断路器（K1），其特征在于，还包括开关变压器（TK）、晶闸管（SCR）、隔离开关（K2、K3）；所述开关变压器（TK）原边绕组的上端接隔离开关（K2），开关变压器（TK）原边绕组的下端接隔离开关（K3）；开关变压器（TK）付边每相单绕组的两端之间接有两只正反并联的晶闸管（SCR）；二台隔离开关（K2、K3）的另一端分别接于运行断路器（K1）的二端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘政强，王宇，李天昊，
申请(专利权)人：哈尔滨帕特尔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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