一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，包括三台机组，每台机组分别设置有一高压厂用母线和用于提供工作进线电源的工作电源进线，工作电源进线经限流电抗器连接在主变低压侧，限流电抗器两端并联有高速限流保护开关；任意两台机组的高压厂用母线之间分别通过不同的备用电源进线开关连接，通过备用电源进线开关的通断控制机组之间的高压厂用母线之间的连接情况；充分利用燃气蒸汽联合循环分布式能源厂用电负荷呈阶段性分布、机组数多、容量小的特点，工作电源取自主变低压侧，双备用电源取自相邻机组高压厂用母线，解决了现有厂用电快切配置方案中投资多，占地广和功角大等问题。

A fast switching system of three power sources for gas steam combined cycle distributed energy

【技术实现步骤摘要】
一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统
本技术属于燃气蒸汽联合循环分布式能源电站的电气设计领域，具体涉及一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统。
技术介绍
《大中型火力发电厂设计规范》规定：停电将直接影响到人身或者重要设备安全的负荷，必须设置自动投入的备用电源。常规的厂用电快切系统设计，通常工作电源取自本台机组的高压厂用变压器，备用电源取自单独设置的启动备用变压器，厂用电快速切换是指工作进线开关和备用进线开关之间的切换。切换方式分三种：正常切换、非正常切换和事故切换。这套快切系统需要单独设置高压厂用变压器、启动备用变和封闭母线。这种系统占地较多；投资较大；工作电源和备用电源功角大，正常切换只能选择串联切换方式；备用电源为外接电源，花费较高。燃气蒸汽联合循环冷热电三联供系统一种建立在能源梯级利用概念基础上，集制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程为一体的一种分布式能源系统，具有机组容量小，占地小、台数多、布置灵活，效率高等优点，是我国分布式能源的主要实现形式。但是，传统的厂用电快切系统实现方式不能满足分布式能源电站的需要。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术的目的是提供一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，充分利用燃气蒸汽联合循环分布式能源厂用电负荷呈阶段性分布、机组数多、容量小的特点，工作电源取自主变低压侧，双备用电源取自相邻机组高压厂用母线，解决了现有厂用电快切配置方案中投资多，占地广和功角大等问题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，其特征在于，包括三台机组，每台机组分别设置有一高压厂用母线和用于提供工作进线电源的工作电源进线，工作电源进线经限流电抗器连接在主变低压侧，限流电抗器两端并联有高速限流保护开关；任意两台机组的高压厂用母线之间分别通过备用电源进线开关连接，通过备用电源进线开关的通断控制机组之间的高压厂用母线之间的连接情况；当某一机组的工作进线开关处于合闸状态时，其高压厂用母线与另外两个机组的高压厂用母线之间的备用电源进线开关有一个在分位，且另外两个机组之间连接的备用电源进线开关在分位。当系统正常运行时，高速限流保护开关处于合闸状态，限流电抗器无电流通过，变现为无损耗，无压降，不产生漏磁场；当系统发生短路故障时，高速限流保护开关快速开断，投入限流电抗器，达到限制短路电流的效果。进一步的，当某一机组的工作进线开关处于合闸状态时，其高压厂用母线与另外两个机组的高压厂用母线之间的备用电源进线开关有一个在分位。进一步的，每个机组中分别设置有一快切装置，三个机组中，对于某一个机组的高压厂用母线而言，另外两个机组的高压厂用母线作为备用电源，通过快切装置实现两个备用电源优先级的设定。进一步的，主变低压侧至工作电源进线采用浇筑母线连接，备用电源进线采用电缆连接，工作电源和备用电源来自同一个变电站，采用相同的接线方式。进一步的，所述限流电抗器的高压侧设置有用于检修隔离的隔离开关，任意两台机组的高压厂用母线之间连接的备用电源进线开关还串联有隔离刀闸。本技术的一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切方法，包括如下步骤：步骤1)结合燃气轮机启动曲线和不同阶段辅机系统的出力综合分析出不同阶段的厂用负荷分布情况，包括燃气蒸汽联合循环机组在机组高盘和机组带负荷阶段不同的厂用电负荷分布情况；充分利用燃气蒸汽联合循环机组厂用负荷呈阶段性分布的特点，选择工作进线开关和备用进线开关的容量，确定后进入步骤2)；步骤2)设置高压厂用电的电压与发电机电压及主变低压侧电压相同，确定后进入步骤3)；步骤3)在主变低压侧和工作进线之间设置电抗器，确定后进入步骤4)；步骤4)在电子设备间设置双备用电源切换装置，在电源进线开关的快切合闸回路中设置闭锁逻辑，防止同一台机组高压厂用电同时负载三台机组运行，确定后进入步骤5)；步骤5)双备用电源快切装置选择备用电源的优先级，实现工作电源和备用电源一之间的双向切换或工作电源和备用电源二之间的双向切换，完善快切系统的二次回路。进一步的，统计每套机组的厂用总负荷，用于确认工作进线开关的容量；计算不同运行工况下的厂用最高负荷，用于确定备用进线开关的容量。进一步的，步骤1)中每套机组的厂用总负荷为所有高压电动机和低压厂变容量之和；工作进线开关容量是针对不同阶段厂用负荷的要求并留有不小于10％的裕量。进一步的，步骤2)中高压厂用电工作进线电源取自主变低压侧，双备用电源取自相邻机组的高压厂用母线。进一步的，步骤3)中通过系统容量、系统阻抗和主变的阻抗，计算主变低压侧短路电流，采用节点法计算主变低压侧的短路电流，根据主变低压侧短路电流确定限流电抗器的容量。本技术中提到的厂用电快切装置用于实现厂用电快速切换，快切装置用于判断当前的运行状态，并且根据不同的命令执行不同的快切操作，快切装置采集的模拟量有工作电源、备用电源进线以及母线的电压，工作进线开关和备用进线开关的开关状态，工作电源进线和备用电源进线的电流，这些用于判断厂用电系统的运行状态；用于执行工作进线开关和备用进线开关分合闸操作的指令回路，大容量高速开关FSR称为高速限流保护开关，其主要作用是在短路电流未上升到峰值之前，将其高速开断，大容量高速开关具有开断时间短，开断能力强，价格便宜等特点。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：按照正常负荷设置的工作进线开关有较大的裕量可以满足两套机组同时满负荷运行，不需要设置高厂变和启备变，也省去了启备变电源取自哪里的难题，仅仅增加了电抗器和大容量开关，既减少了设备投资，又节省了占地面积。进一步的，厂用电全部来自自发电量，节约了外购电和自产电的差价。进一步的，工作电源和备用电源来自同一个变电站，由于采用相同的接线方式，解决了工作电源和备用电源功角大的问题。进一步的，本系统采用双备用电源的厂用电快切方式，且设置了专门的闭锁逻辑，可靠性高，运行灵活。附图说明图1为现有技术中含启备变的厂用电快切系统示意图；图2为燃气蒸汽联合循环分布式能源机组不同状态下的厂用负荷分布图；图3为本技术三电源快切系统示意图；图4为本技术三电源快切系统开关闭锁逻辑图；图5为本技术三电源快切系统及方法流程图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。如图1所示，传统厂用电快切系统中，需要设置专门的高压厂变提供工作进线电源，设置专门的启备变提供启动备用电源，启备变高压侧电源可以取自与主变同一个升压站或者取自专门的线路。燃气蒸汽联合循环分布式能源项目通常设备布置集中，机组数多，占地少；对于燃气蒸汽联合循环分布式能源项目，传统的厂用电快切系统存在以下的不足:快切系统需要单独设置高压厂用变压器、启动备用变和封闭母线，无论启备变电源取自本厂升压站还是单独线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，其特征在于，包括三台机组，每台机组分别设置有一高压厂用母线和用于提供工作进线电源的工作电源进线，工作电源进线经限流电抗器连接在主变低压侧，限流电抗器两端并联有高速限流保护开关；任意两台机组的高压厂用母线之间分别通过备用电源进线开关连接，通过备用电源进线开关的通断控制机组之间的高压厂用母线之间的连接情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，其特征在于，包括三台机组，每台机组分别设置有一高压厂用母线和用于提供工作进线电源的工作电源进线，工作电源进线经限流电抗器连接在主变低压侧，限流电抗器两端并联有高速限流保护开关；任意两台机组的高压厂用母线之间分别通过备用电源进线开关连接，通过备用电源进线开关的通断控制机组之间的高压厂用母线之间的连接情况。


2.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环分布式能源三电源快切系统，其特征在于，当某一机组的工作进线开关处于合闸状态时，其高压厂用母线与另外两个机组的高压厂用母线之间的备用电源进线开关有一个在分位。


3.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛利涛，何信林，彭金宁，兀鹏越，吴晋，周峰旭，罗俊然，罗勇，郭小勤，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61