設(shè)有直流變頻器和直流變頻電動機(jī)的廠用電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電廠設(shè)備，具體地涉及一種設(shè)有直流變頻器和直流變頻電動機(jī)的廠用電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大容量發(fā)電廠中，根據(jù)機(jī)組運行工況的變化，發(fā)電廠中的電動栗、風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)等設(shè)備一般需要變速運行，以達(dá)到節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)性的目的?，F(xiàn)有的廠用電系統(tǒng)通過交流變頻器與交流變頻電動機(jī)相結(jié)合的方式來實現(xiàn)設(shè)備的變速運行。其中，交流變頻器的工作原理是先將工頻交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，再將直流轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l交流，這一轉(zhuǎn)變過程導(dǎo)致交流變頻器存在較大的能量損失，變頻效率僅約90%，極大地降低了系統(tǒng)效率與發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。此夕卜，由于電廠設(shè)備轉(zhuǎn)速各異，所以交流變頻器與設(shè)備電動機(jī)通常為一對一配置，多臺設(shè)備則需要配置多臺交流變頻器，這就使得電氣系統(tǒng)復(fù)雜繁瑣，對應(yīng)的投資成本與運行維護(hù)費用也隨之增加，系統(tǒng)運行可靠性降低，而且交流變頻器數(shù)量越多，帶來的能量損失則越多，對電廠經(jīng)濟(jì)性的負(fù)面影響就越嚴(yán)重。因此，需要盡可能地減少交流變頻器的使用數(shù)量，以減少由于交流變頻器的引入而帶來的能量損失，確保機(jī)組變負(fù)荷運行時的經(jīng)濟(jì)性，同時隨之簡化電氣系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運行可靠性。
[0003]具體地，圖1-2是現(xiàn)有技術(shù)中采用交流變頻器與交流變頻電動機(jī)相結(jié)合的方式對廠用電系統(tǒng)的需要變速運行的設(shè)備進(jìn)行調(diào)速的系統(tǒng)示意圖，其中圖1所示廠用電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電經(jīng)過交流變壓器，一部分輸送至廠外交流電網(wǎng)，對外供電，另一部分直接連接到廠內(nèi)交流電網(wǎng)，提供廠用電。對于功率較大的交流工頻電動機(jī)，可直接使用廠內(nèi)交流電。但是對于交流變頻的電動機(jī)，則需要使用交流變頻器，將廠內(nèi)交流工頻電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髯冾l電，而且每一臺設(shè)備電動機(jī)均需配置一套交流變頻器。對應(yīng)地，交流變頻器投資成本較高，電氣系統(tǒng)相對復(fù)雜。與此同時，交流變頻器的接入會造成系統(tǒng)能量損失，效率下降，對發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性存在負(fù)面影響。
[0004]當(dāng)發(fā)電廠存在部分設(shè)備需要在較低的電壓等級下運行時，為了滿足部分低壓運行設(shè)備的需求，借助交流變壓器將高壓的廠內(nèi)交流電轉(zhuǎn)變成低壓的廠內(nèi)交流電，如圖2所示。圖2中低壓的廠內(nèi)交流電網(wǎng)既可直接向交流工頻電動機(jī)供電，也可以經(jīng)過交流變頻器變頻后驅(qū)動交流變頻電動機(jī)。與圖1類似，圖2中不管是高壓還是低壓交流電網(wǎng)，在向交流變頻電動機(jī)供電時，均需要一對一的配置交流變頻器，由此會引起供電過程中的能量損失，影響系統(tǒng)效率。而且，交流變頻器的接入使得電氣系統(tǒng)復(fù)雜繁瑣、運行可靠性降低、投資維護(hù)成本大大增加。
[0005]為了減少所需配置的交流變頻器數(shù)量，簡化電氣系統(tǒng)，有些發(fā)電廠采用變速小汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，并統(tǒng)一用變速小機(jī)發(fā)出的變頻交流電驅(qū)動各個設(shè)備電動機(jī)。但是，由于小汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是采用進(jìn)汽調(diào)閥節(jié)流來實現(xiàn)，節(jié)流調(diào)節(jié)必然有節(jié)流損失，降低了整體效率。另外，這種廠用電系統(tǒng)雖然可以簡化電氣系統(tǒng)，但是在同一負(fù)荷工況下，所有設(shè)備電動機(jī)共用同一個供電頻率，這就意味著不可能所有的電動機(jī)都運行在最高效率下，必然存在一部分電動機(jī)運行效率偏低，降低了廠用電系統(tǒng)的整體效率。因此，現(xiàn)有廠用電系統(tǒng)存在能量損失、效率偏低、電氣系統(tǒng)復(fù)雜、變頻器投資成本較高等關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0006]綜上所述，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種新型的可降低能量損失、提高效率、電氣系統(tǒng)得以簡化且成本可控的可實現(xiàn)電廠設(shè)備變速運行的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的可降低能量損失、提高效率、電氣系統(tǒng)得以簡化且成本可控的可實現(xiàn)電廠設(shè)備變速運行的系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的第一方面，提供了一種設(shè)有直流變頻器和直流變頻電動機(jī)的廠用電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廠外交流電網(wǎng)、廠內(nèi)交流電網(wǎng)、廠內(nèi)直流電網(wǎng)和交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)組、交流變壓器、交/直換流或變壓器、直流變頻器和直流變頻電動機(jī)，其中，
[0009]所述交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)組與所述交流變壓器連接，且所述交流變壓器將所述交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)組輸出的交流工頻電變壓后分別輸送至所述廠外交流電網(wǎng)和所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)；
[0010]所述交/直換流或變壓器與所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)連接，且所述交/直換流或變壓器將所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)輸入的交流工頻電轉(zhuǎn)換為直流電后輸入所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)；
[0011 ] 所述直流變頻器與所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)連接，且所述直流變頻器將所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)輸入的直流電轉(zhuǎn)換為直流變頻電；
[0012]所述直流變頻電動機(jī)與所述直流變頻器連接，且所述直流變頻電驅(qū)動所述直流變頻電動機(jī)。
[0013]在另一優(yōu)選例中，所述交流變壓器為三相或兩相。
[0014]在另一優(yōu)選例中，一臺所述交/直換流或變壓器配置一臺所述直流變頻器，且一臺所述直流變頻器可同時配置一臺或多臺直流變頻電動機(jī)。
[0015]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)中配置的直流變頻電動機(jī)的臺數(shù)為1-15臺，較佳地為1-10臺，更佳地為1-8臺，最佳地為1-5臺。
[0016]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括直流發(fā)電機(jī)，所述直流發(fā)電機(jī)與所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)連接，用于輸出直流電。
[0017]在另一優(yōu)選例中，所述直流發(fā)電機(jī)是共用的。
[0018]在另一優(yōu)選例中，所述“共用”指所述直流發(fā)電機(jī)輸出的直流電輸入所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)后供所有與所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)連接的設(shè)備使用。
[0019]在另一優(yōu)選例中，所述直流發(fā)電機(jī)的臺數(shù)為1-15臺，較佳地為1-10臺，更佳地為1-8臺，最佳地為1-5臺。
[0020]在另一優(yōu)選例中，所述交/直換流或變壓器和所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)之間設(shè)有開關(guān)A ;和/或
[0021 ] 所述直流發(fā)電機(jī)和所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)之間設(shè)有開關(guān)B。
[0022]在另一優(yōu)選例中，當(dāng)開關(guān)A處于斷開狀態(tài)且開關(guān)B處于閉合狀態(tài)時，所述直流發(fā)電機(jī)輸出的直流電輸入所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)后經(jīng)所述直流變頻器轉(zhuǎn)換為直流變頻電以驅(qū)動所述直流變頻電動機(jī)。
[0023]在另一優(yōu)選例中，當(dāng)開關(guān)A和開關(guān)B均處于閉合狀態(tài)時，所述直流發(fā)電機(jī)輸出的直流電輸入所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)后經(jīng)所述直流變頻器轉(zhuǎn)換為直流變頻電以驅(qū)動所述直流變頻電動機(jī)和/或經(jīng)所述交/直換流或變壓器轉(zhuǎn)換為交流電而輸入所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)。
[0024]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括交流工頻電動機(jī)，且所述交流工頻電動機(jī)與所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)連接。
[0025]在另一優(yōu)選例中，所述交流工頻電動機(jī)的臺數(shù)為1-15臺，較佳地為1-10臺，更佳地為1-8臺，最佳地為1-5臺。
[0026]在另一優(yōu)選例中，所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)包括廠內(nèi)交流電網(wǎng)高壓段電網(wǎng)和廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)；和/或
[0027]所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)包括廠內(nèi)直流電網(wǎng)高壓段電網(wǎng)和廠內(nèi)直流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)。
[0028]在另一優(yōu)選例中，所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)高壓段電網(wǎng)和所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)經(jīng)交流變壓器連接。
[0029]在另一優(yōu)選例中，所述交流變壓器將所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)高壓段電網(wǎng)的高壓交流工頻電轉(zhuǎn)換為低壓交流工頻電后輸入所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)。
[0030]在另一優(yōu)選例中，所述交/直換流或變壓器與所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)連接，且所述交/直換流或變壓器將所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)輸入的低壓交流工頻電轉(zhuǎn)換為低壓直流電后輸入所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述直流變頻器與所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)連接，且所述直流變頻器將所述廠內(nèi)直流電網(wǎng)的低壓段電網(wǎng)輸入的低壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓直流變頻電。
[0032]在另一優(yōu)選例中，所述直流變頻電動機(jī)與所述直流變頻器連接，且所述低壓直流變頻電驅(qū)動所述直流變頻電動機(jī)。
[0033]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括與所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)低壓段電網(wǎng)連接的交流工頻電動機(jī)。
[0034]在另一優(yōu)選例中，所述系統(tǒng)還包括交流變頻器和交流變頻電動機(jī)，其中，
[0035]所述交流變頻器與所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)連接，且所述交流變頻器將所述廠內(nèi)交流電網(wǎng)輸入的交流工頻電轉(zhuǎn)換為交流變頻電；
[0036]所述交流變頻電動機(jī)與所述交流變頻器連接，且所述交流變頻電驅(qū)動所述交流變頻電動機(jī)。
[0037]在另一優(yōu)選例中，所述交流變頻器和所述交流變頻電動機(jī)是一對一配置的。
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述交流變頻器和所述交流變頻電動機(jī)的臺數(shù)相同，且所述臺數(shù)分別為1-15臺，較佳地為1-10臺，更佳地為1-8臺，最佳地為1-5臺。
[0039]在另一優(yōu)選例中，所述交流發(fā)電機(jī)組是大容量發(fā)電機(jī)組。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述交流發(fā)電機(jī)組的容量彡300麗，較佳地彡600麗，更佳地彡900MW，最佳地彡1000MW。
[0041]本發(fā)明的第二方面，提供了一種對本發(fā)明第一方面所述廠用電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速的方法，使用直流變頻器和直流變頻電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速。
[0042]應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【附圖說明】
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