抽水蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)1sf(已修改)
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【正文】 抽水蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 報(bào)告人 姜樹德 2021/6/17 2 1 啟動(dòng)方式概述 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 3 主要啟動(dòng)方式 對(duì)于多機(jī)式機(jī)組，由于抽水和發(fā)電的旋轉(zhuǎn)方向一致，可以用水輪機(jī)或輔助的小水輪機(jī)將機(jī)組啟動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速，并入系統(tǒng)后，切換水路，使機(jī)組轉(zhuǎn)為抽水工況運(yùn)行。對(duì)于兩機(jī)式的可逆機(jī)組，由于抽水和發(fā)電的旋轉(zhuǎn)方向不同，必須采取另外的措施來(lái)啟動(dòng)機(jī)組。 在抽水蓄能技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，曾經(jīng)和正在采用的可逆式機(jī)組啟動(dòng)方式主要有以下幾種： －全壓?jiǎn)?dòng) －降壓?jiǎn)?dòng) －同軸小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) －變頻啟動(dòng)裝置啟動(dòng) －“背靠背”啟動(dòng) 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 4 ? 其中前兩種為異步啟動(dòng)方式，機(jī)組直接（全壓）或經(jīng)阻抗或變壓器（半壓）并入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子的阻尼條相當(dāng)于異步電動(dòng)機(jī)的鼠籠條，機(jī)組作為異步電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)加速。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，投入勵(lì)磁，使機(jī)組拖入同步。這種方式適用于中小容量機(jī)組，如果機(jī)組容量大，則并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和機(jī)組自身的沖擊都較大。 ? 采用同軸小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式時(shí)，專用于啟動(dòng)的小電動(dòng)機(jī)與主機(jī)同軸連接，小電動(dòng)機(jī)的電源來(lái)自廠用電。小電動(dòng)機(jī)將機(jī)組拖到同步轉(zhuǎn)速后，機(jī)組并網(wǎng)，斷開(kāi)小電動(dòng)機(jī)的電源。這種方式增加了機(jī)組總高度。正常運(yùn)行時(shí)小電機(jī)隨機(jī)組空轉(zhuǎn)，降低機(jī)組的效率。這種方式過(guò)去在國(guó)外采用較多，但新建的蓄能電站已經(jīng)較少采用，國(guó)內(nèi)則從未用過(guò)。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的比較 2021/6/17 5 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 6 2021/6/17 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 7 2 SFC變頻啟動(dòng) 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 8 靜態(tài)變頻啟動(dòng)裝置 (SFC)簡(jiǎn)介 如果機(jī)組容量大，則必須采取減少?zèng)_擊的“軟”啟動(dòng)方式，國(guó)內(nèi)外最常用的是采用靜態(tài)變頻啟動(dòng)裝置 (以下簡(jiǎn)稱 SFC)啟動(dòng)。 SFC的功能是將工頻 50 Hz的輸入電壓，轉(zhuǎn)化為頻率在 0~50Hz范圍可調(diào)的輸出電壓。 SFC的容量，一般為被啟動(dòng)電機(jī)容量的 6%～ 10%。機(jī)組轉(zhuǎn)速、飛輪矩、額定容量和用戶要求的啟動(dòng)時(shí)間及機(jī)組各部分損耗均會(huì)影響到 SFC裝置的容量選擇。一般要求 SFC裝置的容量應(yīng)滿足在 ～ min內(nèi)將機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)加速到同步狀態(tài)所需的最大功率要求。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 9 機(jī)組在啟動(dòng)前，先要在轉(zhuǎn)輪室內(nèi)充入壓縮空氣排水，以減少啟動(dòng)過(guò)程中的阻力轉(zhuǎn)矩。隨著 SFC輸出頻率的逐步上升，被驅(qū)動(dòng)機(jī)組不斷加速。待轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)組并入電網(wǎng)，斷開(kāi)與 SFC之間的連接。然后撤除轉(zhuǎn)輪室的壓縮空氣，注水造壓，并依次打開(kāi)進(jìn)水閥和導(dǎo)葉，開(kāi)始抽水。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 10 SFC 的分類 ? 廣義地講， SFC可以分為電壓源和電流源型。電流源型中又可以分為負(fù)載換相式和可關(guān)斷元件式。蓄能電站的 SFC 屬于負(fù)載換相式 (Load Commutated Inverter ， LCI)，逆變器的換相依靠被拖動(dòng)的同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)。 ? 與工業(yè)拖動(dòng)中連續(xù)運(yùn)行的 SFC不同，抽水蓄能電站的 SFC是一種短時(shí)工作制的設(shè)備，只在水泵工況啟動(dòng)的過(guò)程中運(yùn)行，機(jī)組并網(wǎng)后即退出。的容量是按照招標(biāo)時(shí)要求的工作和間歇時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)的。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 11 ? 按照整流器和逆變器的工作電壓， SFC可以分為高－高接線方案和高 －低－高接線方案。 ? 高－低－高接線方案的 SFC的整流器經(jīng)降壓變壓器接到來(lái)自電力系統(tǒng)的電源，整流器的輸入交流電壓低于其電源電壓（大多數(shù)情況下是主變壓器的低壓側(cè)電壓，亦即機(jī)組端電壓）。輸出側(cè)經(jīng)變壓器升到機(jī)組電壓。 ? 高－高接線方案的 SFC的整流器經(jīng)或電抗器或變比為 1的隔離變壓器接到其供電電源，整流器的輸入交流電壓與機(jī)組端電壓相同。輸出側(cè)不需要接變壓器，而是經(jīng)電抗器輸出。 ? 高－高接線方案的 SFC的整流器橋臂的工作電壓較高，需串聯(lián)的晶閘管元件數(shù)量較多。高－低－高接線方案的 SFC的整流器橋臂的工作電壓較低，需串聯(lián)的晶閘管元件數(shù)量較少。各種接線方案的構(gòu)成見(jiàn)圖 1。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 高 高方案 輸入變的變比為 1:1，主要起隔離作用 2021/6/17 12 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 高 低 高方案 6脈波 2021/6/17 13 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） ? 高 低 高方案 12脈波 2021/6/17 14 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 15 2. 3 SFC的構(gòu)成 SFC裝置一般由輸入變壓器（或輸入電抗器）、晶閘管整流器、平波電抗器、晶閘管逆變器、輸出變壓器（或輸出電抗器）等組成，見(jiàn)圖。該圖為當(dāng)前采用較多的高－低－高接線方案。 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 16 ? 蓄能機(jī)組抽水工況的啟動(dòng)（ 1） 2021/6/17 17 （ 1）輸入變壓器 采用高－低－高接線方案，輸入變壓器為降壓變壓器，使來(lái)自系統(tǒng)的電壓與整流器的工作電壓相適配，減少各橋臂串聯(lián)的晶閘管元件的數(shù)量。輸入變壓器接線組別多采用 Yd或Dy，以削弱整流器產(chǎn)生的 3次及階次為 3的整數(shù)倍的諧波，并減弱其他階次諧波對(duì)電站和電力系統(tǒng)的干擾。設(shè)置輸入變壓器，對(duì)抑制諧波諧振有明顯效果。 網(wǎng)橋采用 12脈波方案時(shí)，則采用雙二次繞組的輸入變壓器。接線組別應(yīng)當(dāng)是 Ddy, 以配合 12個(gè)橋臂的導(dǎo)通脈沖在 360o電空間的均勻分布。 如果變壓器容量較大時(shí)，多采用油浸式。容量較小時(shí)，也可采用干式變壓器。 （ 2）輸入電抗器 有的工程中， SFC不設(shè)輸入變壓器，而是經(jīng)由輸入電抗器接到晶閘管整流器。輸入電抗器可以限制可能發(fā)生的的短路電流。這種接線屬于高－高方案，整流器和逆變器的工作電壓較高，且不能阻斷 3次及階次為 3的整
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