[发明专利]一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法，一种膨胀发电机转速静态测试系统，包括高压储气罐、调节阀、膨胀机、发电机、发电机出口断路器和录波仪，高压储气罐出口管道经调节阀后接入膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，发电机与电网通过发电机出口断路器电连接，调节阀和发电机出口断路器的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪。本发明在静态状况下测试发电机的发电机出口断路器动作到调节阀关闭的延迟时间和调节阀关闭过程曲线，计算得到膨胀发电机满载解列的转速变化情况，提前进行预测和判断是否满足安全要求，为膨胀机设计、制造、运行提供支撑。

技术领域

本发明属于压缩空气储能技术领域，具体涉及一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法。

背景技术

压缩空气储能系统(compressed air energy storage,CAES)被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一，具有储能规模大、存储周期长、对环境污染小等优点。

膨胀发电机正常满载运行时，如果发电机与电网连接的发电机出口断路器断开即与电网解列时，热工控制保护逻辑联动关闭进气调节阀，持续流入膨胀机的压缩空气和膨胀机内原有压缩空气将继续膨胀做功，造成膨胀发电机转子转速上升，是膨胀发电机很危险的运行工况，需要在机组启动前进行静态测试和计算，得到转速曲线，提前进行预测和判断是否合乎安全要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种膨胀发电机转速静态测试系统及测试方法，。

本发明采取的技术方案为：一种膨胀发电机转速静态测试系统，包括高压储气罐、调节阀、膨胀机、发电机、发电机出口断路器和录波仪，高压储气罐出口管道经调节阀后接入膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，发电机与电网通过发电机出口断路器电连接，调节阀和发电机出口断路器的位置状态传感器分别通过测试线连接至录波仪。

发电机出口断路器合闸时发电机与电网并网，分闸时发电机与电网离网，其合闸到位位置和分闸到位位置分别设置有位置传感器，类型为无源开关量。

调节阀为液压或气动控制，调节阀开到位位置和关到位位置分别设置有位置传感器输出信号，类型为无源开关量；调节阀的调节位移行程方向设置有直线位移传感器，类型为4～20mA模拟量。

一种膨胀发电机转速静态测试系统的测试方法，该方法包括以下步骤：

第一步，储气罐处于无压力状态，膨胀机、发电机处于停运状态，开启调节阀，合上发电机出口断路器，使其处于合闸位置；

第二步，断开发电机出口断路器，使其处于分闸位置，调节阀自动关闭；

第三步，测量动作延迟时间t₁，动作延迟时间t₁为测量发电机出口断路器合闸到位位置信号消失到调节阀开到位位置信号消失之间的时间，t₁单位为秒；

第四步，测量调节阀关闭的直线位移-时间曲线，通过录波仪的积分模块测量调节阀当量关闭时间t₂；

第五步，计算得到膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速。

测量调节阀关闭曲线：测量调节阀行程位移信号与时间关系，以调节阀开到位位置信号消失为起点，以调节阀关到位位置信号发出为终点,测量调节阀行程位移信号，通过录波仪积分功能对位移-时间曲线进行积分，得到调节阀当量关闭时间t₂，t₂单位为秒。

膨胀发电机转速满载解列的预测最高转速计算方法为：其中Δn为预测最高转速，n₀为膨胀发电机额定工作转速，单位为转/分钟；T_z为转子时间常数，T_y为压缩空气时间常数，单位为秒。