一種旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組與原動機(jī)軟連接并網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于高壓輸電領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組與原動機(jī)軟連接并網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力的快速發(fā)展，并網(wǎng)的水力發(fā)電機(jī)組和火力發(fā)電機(jī)組也逐年增加，對于這些旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組，目前主要是通過準(zhǔn)同期或自同期方式并網(wǎng)。準(zhǔn)同期并列是將未投入系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)加上勵磁，并調(diào)節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件(即電壓、頻率、相位相同)時，將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，這種方法在理想情況下不會產(chǎn)生電流和電磁力矩的沖擊，但在實(shí)際并網(wǎng)時由于并網(wǎng)條件(并列開關(guān)兩側(cè)的電壓相差20%以內(nèi)、開關(guān)兩側(cè)電源的頻率相差0.15HZ以內(nèi)、開關(guān)兩側(cè)電壓的相位角相同、開關(guān)兩側(cè)的相序相同)多，并網(wǎng)耗時長，還不易成功，易對電網(wǎng)造成小的電流沖擊。自同期并列是將未勵磁的發(fā)電機(jī)通過原動機(jī)帶動至接近同步轉(zhuǎn)速，再將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)并立即(或經(jīng)一定時間)加上勵磁，這樣可使發(fā)電機(jī)在很短時間被自動拉入同步而完成并網(wǎng)操作，這種方法并網(wǎng)時間短但對系統(tǒng)有大的沖擊電流，而且在并網(wǎng)合閘瞬間還會使系統(tǒng)電壓下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組與原動機(jī)軟連接并網(wǎng)系統(tǒng)，其能很好的解決發(fā)電機(jī)現(xiàn)有的并網(wǎng)方式耗時長、而且容易對系統(tǒng)有較大沖擊電流以及在并網(wǎng)合閘瞬間還會使系統(tǒng)電壓下降影響使用的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組與原動機(jī)軟連接并網(wǎng)系統(tǒng)，它包括升壓變電站，升壓變電站的低壓進(jìn)線側(cè)連接變頻軟啟動裝置，變頻軟啟動裝置與發(fā)電機(jī)組的定子側(cè)連接，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子側(cè)連接軟連接裝置，軟連接裝置與原動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動部分連接，其中變頻軟啟動裝置包含開關(guān)裝置、高壓斷路器、變頻調(diào)速軟啟動器以及隔離開關(guān)，開關(guān)裝置的兩端分別連接升壓變電站的低壓進(jìn)線側(cè)和發(fā)電機(jī)組的定子側(cè)；高壓斷路器的一端連接變頻調(diào)速軟啟動裝置，變頻調(diào)速軟啟動裝置的另一端連接隔離開關(guān)，高壓斷路器、變頻調(diào)速軟啟動裝置、隔離開關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)整體與開關(guān)裝置并聯(lián)；
[0006]其中，軟連接裝置包含連接軸，連接軸的兩端分別連接發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子側(cè)和原動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動部分，連接軸的兩端由絕緣支撐座支撐，支撐座上固定有軸承，軸承嵌套在連接軸上，連接軸的中間部分是飛輪裝置和離合器裝置，離合器裝置嵌套在飛輪裝置里面構(gòu)成整體。
[0007]進(jìn)一步的，軸承上固定有轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊，絕緣支撐座上放置有微處理器模塊和無線信號發(fā)射模塊，微處理器模塊連接轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊和無線信號發(fā)射模塊，微處理器模塊為單片機(jī)，無線信號發(fā)射模塊和無線信號接收模塊連接，無線信號接收模塊與上位機(jī)連接。
[0008]所述軸承為FAG軸承。
[0009]所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊包含霍爾磁性元件U1，霍爾磁性元件Ul用作轉(zhuǎn)速檢測傳感器，霍爾磁性元件Ul的I號引腳接12V直流電源、2號引腳接地、3號引腳與電阻R2和R3的一端相連，電阻R2的另一端連接發(fā)光二極管LED和電阻Rl，發(fā)光二極管LED和電阻Rl的另一端連接電阻R4、R5和12V直流電源，電阻R3的另一端連接三極管Ql的基極，電阻R4的另一端連接三極管Ql的集電極和光耦隔離器U2的2號引腳，電阻R5的另一端連接光耦隔離器U2的I號引腳，所述單片機(jī)的型號為Atmegal6L，光耦隔離器U2的4號引腳與電阻R6和單片機(jī)Atmegal6L的14號引腳相連，光親隔離器U2的3號引腳與地相連，電阻R6的另一端與5V直流電源相連。
[0010]所述無線信號發(fā)射模塊包含無線信號處理芯片U3，無線信號處理芯片U3與無線信號發(fā)射天線U4相連，無線信號處理芯片U3的I號引腳連接晶振Y1、電阻Rl和電容Cl，電容Cl的另一端接地，晶振Yl的另一端與電阻Rl的另一端相連并連接電容C2和無線信號處理芯片U3的20號引腳，電容C2的另一端接地，無線信號處理芯片U3的2、8、13號引腳連接5V直流電源和電容05、06、07、08，電容C5、C6、C7、C8的另一端接地，無線信號處理芯片U3的3號引腳連接電容C3、C4和地，電容C3的另一端連接電阻R2和無線信號處理芯片U3的4號引腳，電容C4的另一端與電阻R2的另一端相連，無線信號處理芯片U3的5號引腳連接電感LI，電感LI的另一端連接無線信號處理芯片U3的6號引腳，無線信號處理芯片U3的11號引腳連接電阻R3，電阻R3的另一端接地，無線信號處理芯片U3的9、12、18、19號引腳分別與單片機(jī)Atmegal6L的37、38、39、40號引腳相連。
[0011]所述無線信號接收模塊包含串并口轉(zhuǎn)換芯片U6，串并口轉(zhuǎn)換芯片U6與信號接收模塊U5和PC機(jī)串行接口相連接，信號接收模塊U5連接接收信號天線E1，串并口轉(zhuǎn)換芯片U6的I號引腳接電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極連接串并口轉(zhuǎn)換芯片U6的3號引腳，串并口轉(zhuǎn)換芯片U6的4號引腳接電解電容C2的正極，電解電容C2的負(fù)極連接串并口轉(zhuǎn)換芯片U6的5號引腳，并口轉(zhuǎn)換芯片U6的6號引腳接電解電容C4的正極，電解電容C4的負(fù)極接地，并口轉(zhuǎn)換芯片U6的2號引腳接電解電容C3的正極，電解電容C3的負(fù)極連接電解電容C5的正極、5V直流電源和并口轉(zhuǎn)換芯片U6的16號引腳，電解電容C5的負(fù)極接地，并口轉(zhuǎn)換芯片U6的15號引腳接地。
[0012]所述原動機(jī)為水輪機(jī)或汽輪機(jī)。
[0013]所述開關(guān)裝置為斷路器和兩個隔離開關(guān)的串聯(lián)。
[0014]采用上述結(jié)構(gòu)，取得了如下技術(shù)效果:
[0015](I)該系統(tǒng)通過變頻調(diào)速裝置并網(wǎng)，使發(fā)電機(jī)組初始時以大型電動機(jī)的狀態(tài)工作，通過變頻調(diào)速裝置的調(diào)節(jié)，使發(fā)電機(jī)組平滑地運(yùn)行到同步轉(zhuǎn)速，有效保證并網(wǎng)過程中沖擊電流限制在較小范圍內(nèi)。
[0016](2)采用連接軸上裝設(shè)飛輪和離合器，使原動機(jī)的動力輸出具有類似于汽車的動力可調(diào)輸出功能，當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)短路或發(fā)電機(jī)故障時，能通過中央控制室控制連接軸上的離合器使原動機(jī)的動力輸出與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分分離。
[0017](3)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速通過監(jiān)控調(diào)度中心的電腦主機(jī)控制，連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和原動機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過兩個軸承固定，軸承上放置有轉(zhuǎn)速檢測傳感器，檢測到的速度信號傳送給單片機(jī)，經(jīng)由單片機(jī)處理后傳送給無線發(fā)射模塊。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；
[0020]圖2為圖1中軟連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為轉(zhuǎn)速測量檢測電路的電路圖；
[0022]圖4為無線信號發(fā)射模塊的電路圖；
[0023]圖5為無線信號接收模塊的電路圖；
[0024]圖6為微處理器模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示一種旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組與原動機(jī)軟連接并網(wǎng)系統(tǒng)，它包括升壓變電站1，升壓變電站I的低壓進(jìn)線側(cè)連接變頻軟啟動裝置，變頻軟啟動裝置與發(fā)電機(jī)組3的定子側(cè)連接，發(fā)電機(jī)組3的轉(zhuǎn)子側(cè)連接軟連接裝置4，軟連接裝置4發(fā)射的無線信號被中央控制室的PC機(jī)上的無線信號接收模塊6接收，軟連接裝置4與原動機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)動部分連接，其中變頻軟啟動裝置包含開關(guān)裝置201、高壓斷路器202、變頻調(diào)速軟啟動器203以及隔離開關(guān)204，開關(guān)裝置201的兩端分別連接升壓變電站2的低壓進(jìn)線側(cè)和發(fā)電機(jī)組4的定子側(cè)；高壓斷路器202的一端連接變頻調(diào)速軟啟動裝置203，變頻調(diào)速軟啟動裝置203的另一端連接隔離開關(guān)204，高壓斷路器202、變頻調(diào)速軟啟動裝置203、隔離開關(guān)204構(gòu)成的串聯(lián)整體與開關(guān)裝置201并聯(lián)；
[0026]其中，軟連接裝置4包含連接軸401，連接軸401的兩端分別連接發(fā)電機(jī)組3的轉(zhuǎn)子側(cè)和原動機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)動部分，連接軸401的兩端由絕緣支撐座402支撐，支撐座上固定有軸承403，軸承403嵌套在連接軸401上，連接軸401的中間部分是飛輪裝置407和離合器裝置408，離合器裝置408嵌套在飛輪裝置407里面構(gòu)成整體。
[0027]進(jìn)一步的，述軸承403上固定有轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊404，絕緣支撐座402上放置有微處理器模塊405和無線信號發(fā)射模塊406，微處理器模塊405連接轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊404和無線信號發(fā)射模塊406，微處理器模塊405為單片機(jī)，無線信號發(fā)射模塊406和無線信號接收模塊6通過電磁信號虛擬連接，無線信號接收模塊6與上位機(jī)連接，這樣無線信號接收模塊6從無線信號發(fā)射模塊406接收的無線信號經(jīng)上位機(jī)處理后可向離合器裝置408發(fā)出控制信號，方便遠(yuǎn)程操控。
[0028]所述軸承403為FAG軸承。
[0029]所述開關(guān)裝置201為斷路器和兩個隔離開關(guān)的串聯(lián)。
[0030]具體的，如圖2和圖3所示，轉(zhuǎn)速檢測傳感器模塊404包含霍爾磁性元件U1，霍爾磁性元件Ul用作轉(zhuǎn)速檢測傳感器，霍爾磁性元件Ul的I號引腳接12V直流電源、2號引腳接地、3號引腳與電阻R2和R3的一端相連，電阻R2的另一端連接發(fā)光二極管LED和電阻R1，發(fā)光二極管LED和電阻Rl的另一端連接電阻R4、R5和12V直流電源，電阻R3的另一端連接三極管Ql的基極，電阻R4的另一端連接三極管Ql的集電極和光耦隔離器U2的2號引腳，電阻R5的另一端連接光耦隔離器U2的I號引腳，所述單片機(jī)的型號為Atmegal6L，光耦隔離器U2的4號引腳與電阻R6和單片機(jī)Atmegal6L的14號引腳相連，光耦隔離器U2的3號引腳與地相連，電阻R6的另一端與5V直流電源相連。
[0031]具體的，如圖4所示無線信號發(fā)射模塊406包含型號為nRF401的無線信號處理芯片U3，無線信號處理芯片U3與無線信號發(fā)射天線U4相連，無線信號處理芯片U3的I號引腳連接晶振Y1、電阻Rl和電容Cl，電容Cl的另一端接地，晶振Yl的另一端與電阻Rl的另一端相連并連接電容C2和無線信號處理芯片U3的20號引腳，電容C2的另一端接地，無線信號處理芯片U3的2、8、13號引腳連接5V直流電源和電容C5、C6、C7、C8，電容C5、C6、C7、C8的另一端接地，