[实用新型]加大无功输出柴油发电机组供电系统

说明书

本实用新型公开了一种加大无功输出柴油发电机组供电系统，包括柴油发电机组，柴油发电机组输出端通过第一断路器与柴油发电机组机压母线连接、通过第二断路器与无功功率发生器输出端连接；柴油发电机组机压母线分别通过第三、第四断路器连接有静止负荷出线回路和尖峰负荷出线回路；无功功率发生器输入控制端与无功功率控制器输出控制端连接，无功功率控制器的电流信号输入端与柴油发电机组出线电流互感器连接，无功功率控制器的电压信号输入端与柴油发电机组机压母线连接。本实用新型将柴油发电机组和无功发生器进行组合，利用柴油发电机组提供电能有功功率的能力，同时利用无功发生器提供电能无功功率的能力综合提供电能，加大无功输出容量。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程供电系统中作为备用电源使用的柴油发电机组，尤其是涉及加大无功输出柴油发电机组供电系统。

背景技术

水利枢纽工程和大中型水电站的厂用电源分为工作电源、保安电源和黑启动电源，其中工作电源包括正常工作电源和备用工作电源。据统计大约有20%的工程项目选用柴油发电机组作为备用工作电源，大约有70%的工程项目选用柴油发电机组作为保安电源和黑启动电源。《水力发电厂厂用电设计规程》(NB/T 35044-2014)和《水利水电工程厂（站）用电系统设计规范》(SL485-2010)对柴油发电机组的选择和使用条件均有规定：1、《水力发电厂厂用电设计规程》(NB/T 35044-2014)中第3.1.3条规定，厂用保安电源通常选用柴油发电机组；第3.1.4规定，黑启动电源通常选用远方控制快速启动柴油发电机组；黑启动电源容量需满足启动一台机组必需的负荷。2、《水利水电工程厂（站）用电系统设计规范》(SL485-2010)第3.1.6条规定，对特别重要的大中型水力发电厂、泵站、泄洪设施等，如有可能失去厂（站）用电电源，影响大坝安全度汛或可能水淹厂房而危及人身设备安全时，应设置能自动快速启动的柴油发电机组或其他应急电源，其容量应满足泄洪设施、渗漏排水等可能出现的最大负荷的需要。

工程设计计算选择柴油发电机组容量时，分析可能同时运行的用电负荷（包括电动机和静止负荷），按照柴油发电机组带负荷启动最大单台容量电动机或成组电动机的启动条件计算发电机容量。当最大单台容量的电动机容量较大，而静止负荷容量较小时，柴油发电机组容量选择结果，必然导致柴油发电机组的额定容量远大于所有电气设备总容量。典型事例：某水利枢纽工程，泄洪系统泄洪工作闸门5孔，每孔泄洪工作闸门配1台液压启闭机，每台液压启闭机的电动机台数为2台，单台电动机容量为220kW，运行方式为一主一备，正常电源供电时泄洪工作闸门工作要求对称开启，保安电源供电时泄洪工作闸门工作要求为可以逐孔开启；另有消防、自动化控制、应急照明、通信等静止负荷100kW。选择柴油发电机组作为泄洪系统的保安电源，按照尖峰负荷计算柴油发电机组容量，柴油发电机组容量选择为1000kW（计算输入条件：柴油发电机组带静止负荷100kW、一台220kW电动机降压启动计算柴油发电机组容量，按照柴油发电机组母线允许压降80%Ue校验柴油发电机组容量）。当采用柴油发电机组作为保安电源供电运行方式时，最大运行方式是泄洪工作闸门液压启闭机的电动机工作，静止负荷也满负荷工作，柴油发电机组负载32%；当泄洪工作闸门液压启闭机开启闸门完毕，液压启闭机的电动机停止工作，这时柴油发电机组负载率10%。上述典型事例是根据现有技术所制定的规范选择设备的结果，其存在以下问题：

1、各种运行方式下，存在柴油发电机组负载率低，柴油发电机组供电存在“大马拉小车”现象，但是又不能把柴油发电机组容量选小，这是因为按照尖峰负荷计算柴油发电机组容量，按照柴油发电机组母线允许压降80%Ue校验柴油发电机组容量；当柴油发电机组容量选小则会导致柴油发电机组启动电动机时，不能满足电动机在启动状态所需要的无功，造成柴油发电机组启动电动机失败；按照现有技术规范选择柴油发电机组容量，导致柴油发电机组正常工作效率低，油耗高，能源利用率低；

2、选择大容量的柴油发电机组，造成柴油发电机组设备采购成本高；

3、大容量的柴油发电机组设备安装占用空间大，工程土建费用高。

发明内容