燃气轮机的电力起动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置，该方法包括：第一级起动阶段，燃气轮机的起动电机经降压起动带动燃气轮机的高压涡轮转子旋转；第二级起动阶段，在起动电机带动高压涡轮转子旋转的同时，燃气轮机的发电机经降压起动带动燃气轮机的低压涡轮转子旋转；第三级起动阶段，切断发电机的供电电源，并将发电机的供电电源串联至起动电机的供电电源上；第四级起动阶段，在起动电机的励磁线圈供电支路上串联第一限流电阻，以减小励磁线圈的磁通，提高起动电机的输出扭矩。本发明专利技术使得燃气轮机的起动系统具有足够的功率以及良好的扭矩特性，能够快速起动燃气轮机达到怠速状态，并在短时间内可重复工作，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置，该方法包括：第一级起动阶段，燃气轮机的起动电机经降压起动带动燃气轮机的高压涡轮转子旋转；第二级起动阶段，在起动电机带动高压涡轮转子旋转的同时，燃气轮机的发电机经降压起动带动燃气轮机的低压涡轮转子旋转；第三级起动阶段，切断发电机的供电电源，并将发电机的供电电源串联至起动电机的供电电源上；第四级起动阶段，在起动电机的励磁线圈供电支路上串联第一限流电阻，以减小励磁线圈的磁通，提高起动电机的输出扭矩。本专利技术使得燃气轮机的起动系统具有足够的功率以及良好的扭矩特性，能够快速起动燃气轮机达到怠速状态，并在短时间内可重复工作，可靠性高。【专利说明】燃气轮机的电力起动控制方法及装置
本专利技术涉及燃气轮机控制领域，特别地，涉及一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置。
技术介绍
地面燃气轮机可作为装甲车辆及小型舰船动力，其作为核心机构成的分布式能源系统在电力、石油、化工、冶金、船舶、铁路机车动力等领域有着广阔的应用前景，能在无外接电源的情况下快速起动与加载，适合作为紧急备用电源和承担电网中的尖峰负荷，能较快地保障电网安全运行，降低灾害损失。但燃气轮机起动的特点是怠速转速高，起动时间短，要求起动电机功率大，起动过程的油气比要合理调整，且这些影响起动的因素要恰当的匹配，才能保证燃气轮机顺利的起动。现有技术中，燃气轮机起动过程是一个转子加速转动的过程，燃气轮机在起动开始时其转子处于静止状态。在最小转速以内，如果没有外力带动燃气轮机转子转动，仅依靠涡轮发出的功率，是无法使燃气轮机转子加速转动的。燃气轮机起动的外力是由起动电机供给的，在起动时必须由起动电机将燃气轮机转子加速到超过燃气轮机可以进行喷油点火的最小转速。由于燃气轮机的起动的怠速转速高，起动电机的快速起动容易导致转子的输出扭矩骤然增大，引起起动电机、燃气轮机及其他起动附件损坏，且起动过程容易不平稳而导致起动失败。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置，以解决现有的燃气轮机起动过程中因输出扭矩骤然增大的导致的起动电机、燃气轮机及其他起动附件损坏和起动过程不平稳而导致的起动失败的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:根据本专利技术的一个方面，提供一种燃气轮机的电力起动控制方法，包括以下步骤:第一级起动阶段，燃气轮机的起动电机经降压起动带动燃气轮机的高压涡轮转子旋转；第二级起动阶段，在起动电机带动高压涡轮转子旋转的同时，燃气轮机的发电机经降压起动带动燃气轮机的低压涡轮转子旋转；第三级起动阶段，切断发电机的供电电源，并将发电机的供电电源串联至起动电机的供电电源上，以增大起动电机的电枢电压及励磁电流；第四级起动阶段，在起动电机的励磁线圈供电支路上串联第一限流电阻，以减小励磁线圈的磁通，提高起动电机的输出扭矩，带动高压涡轮转子的转速提高至怠速状态。进一步地，第一级起动阶段中，起动电机的电枢端子的供电支路上串联有第二限流电阻。进一步地，第二级起动阶段中，将起动电机的电枢端子的供电支路上的第二限流电阻短接。进一步地，第二级起动阶段中，发电机的电枢端子的供电支路上先串联有第三限流电阻，以降压起动发电机带动低压涡轮转子旋转，并在预定时间后将发电机的电枢端子的供电支路上的第三限流电阻短接。进一步地，第一级起动阶段、第二级起动阶段、第三级起动阶段及第四级起动阶段均由燃气轮机的起动箱发出时序控制指令来实现。进一步地，起动箱经转速传感器检测到高压涡轮转子的转速达到设定点火转速时，起动箱驱动点火器点火。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种燃气轮机的电力起动控制装置，包括起动电机、发电机，起动电机的输出轴联接高压涡轮转子，发电机的转轴联接低压涡轮转子，起动电机及发电机均连接有用于控制起动电机和发电机的工作状态的起动控制器，起动控制器接收燃气轮机的起动箱发出的时序指令控制起动电机和发电机的工作状态。进一步地，起动控制器包括第一电源及第二电源，第一电源并联连接起动电机的电枢端子和起动电机的励磁线圈，起动电机的电枢端子的供电支路包括设有第一开关单元的第一支路及串联设有第二开关单元和第二限流电阻的第二支路，第一支路与第二支路并联；起动电机的励磁线圈的供电支路包括设有第三开关单元的第三支路及设有第一限流电阻的第四支路，第三支路与第四支路并联；第二电源并联连接发电机的电枢端子和发电机的励磁线圈，发电机的电枢端子的供电支路包括设有第四开关单元的第五支路及串联设有第五开关单元和第三限流电阻的第六支路，第五支路与第六支路并联；发电机的励磁线圈的供电支路上设有第六开关单元;第一电源与第二电源之间设有用于串联第一电源和第二电源的第七开关单元；第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元及第七开关单元均受起动箱的时序指令控制。进一步地,起动箱连接有用于调节起动箱时序控制指令的控制面板。进一步地，控制面板为触摸控制屏。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术燃气轮机的电力起动控制方法及装置，通过采用分级起动的方案来逐级提高起动电机输出力矩并增大输出功率，其中，起动电机带动高压涡轮转子转动，发电机作为辅助的起动电机带动低压涡轮转子转动，使得燃气轮机的起动过程平稳，起动成功率大幅提升，且通过逐级提高输出功率及输出力矩，较好地保护了起动电机、燃气轮机及其他起动附件，使得燃气轮机的起动系统具有足够的功率以及良好的扭矩特性，能够快速起动燃气轮机达到怠速状态，并在短时间内可重复工作，可靠性高。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。【专利附图】【附图说明】构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动控制方法步骤流程示意图；图2是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动控制方法中第一级起动的电路结构示意图；图3是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动控制方法中第二级起动的电路结构示意图；图4是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动控制方法中第三级起动及第四级起动的电路结构示意图；图5是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动控制装置的结构示意图；以及图6是本专利技术优选实施例的燃气轮机的电力起动过程中起动电机的起动电流、转速与时间的关系示意图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术实施例在燃气轮机的起动过程中，采用起动电机带动高压涡轮转子转动，采用发电机带动低压涡轮转子转动，并采用分级起动的方式来提高起动电机的输出功率及输出力矩，将燃气轮机的起动过程划分为四级来起动，以逐步加速燃气轮机的转速，并快速起动燃气轮机达到怠速状态。参照图1，本专利技术的优选实施例提供了 一种燃气轮机的电力起动控制方法，包括以下步骤:步骤S10，第一级起动阶段，燃气轮机的起动电机经降压起动带动燃气轮机的高压涡轮转子旋转；步骤S20，第二级起动阶段，在起动电机带动高压涡轮转子旋转的同时，燃气轮机的发电机经降压起动带动燃气轮机的低压涡轮转子旋转；步骤S30，第三级起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机的电力起动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一级起动阶段，所述燃气轮机的起动电机经降压起动带动所述燃气轮机的高压涡轮转子旋转；第二级起动阶段，在所述起动电机带动所述高压涡轮转子旋转的同时，所述燃气轮机的发电机经降压起动带动所述燃气轮机的低压涡轮转子旋转；第三级起动阶段，切断所述发电机的供电电源，并将所述发电机的供电电源串联至所述起动电机的供电电源上，以增大所述起动电机的电枢电压及励磁电流；第四级起动阶段，在所述起动电机的励磁线圈供电支路上串联第一限流电阻，以减小所述励磁线圈的磁通，提高所述起动电机的输出扭矩，带动所述高压涡轮转子的转速提高至怠速状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王山峰，戎元昌，柳星剑，张明，谭渤，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43