[发明专利]燃气轮机的电力起动控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机控制领域，特别地，涉及一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置。

背景技术

地面燃气轮机可作为装甲车辆及小型舰船动力，其作为核心机构成的分布式能源系统在电力、石油、化工、冶金、船舶、铁路机车动力等领域有着广阔的应用前景，能在无外接电源的情况下快速起动与加载，适合作为紧急备用电源和承担电网中的尖峰负荷，能较快地保障电网安全运行，降低灾害损失。

但燃气轮机起动的特点是怠速转速高，起动时间短，要求起动电机功率大，起动过程的油气比要合理调整，且这些影响起动的因素要恰当的匹配，才能保证燃气轮机顺利的起动。现有技术中，燃气轮机起动过程是一个转子加速转动的过程，燃气轮机在起动开始时其转子处于静止状态。在最小转速以内，如果没有外力带动燃气轮机转子转动，仅依靠涡轮发出的功率，是无法使燃气轮机转子加速转动的。燃气轮机起动的外力是由起动电机供给的，在起动时必须由起动电机将燃气轮机转子加速到超过燃气轮机可以进行喷油点火的最小转速。由于燃气轮机的起动的怠速转速高，起动电机的快速起动容易导致转子的输出扭矩骤然增大，引起起动电机、燃气轮机及其他起动附件损坏，且起动过程容易不平稳而导致起动失败。

发明内容

本发明目的在于提供一种燃气轮机的电力起动控制方法及装置，以解决现有的燃气轮机起动过程中因输出扭矩骤然增大的导致的起动电机、燃气轮机及其他起动附件损坏和起动过程不平稳而导致的起动失败的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种燃气轮机的电力起动控制方法，包括以下步骤：

第一级起动阶段，燃气轮机的起动电机经降压起动带动燃气轮机的高压涡轮转子旋转；

第二级起动阶段，在起动电机带动高压涡轮转子旋转的同时，燃气轮机的发电机经降压起动带动燃气轮机的低压涡轮转子旋转；

第三级起动阶段，切断发电机的供电电源，并将发电机的供电电源串联至起动电机的供电电源上，以增大起动电机的电枢电压及励磁电流；

第四级起动阶段，在起动电机的励磁线圈供电支路上串联第一限流电阻，以减小励磁线圈的磁通，提高起动电机的输出扭矩，带动高压涡轮转子的转速提高至怠速状态。

进一步地，第一级起动阶段中，起动电机的电枢端子的供电支路上串联有第二限流电阻。

进一步地，第二级起动阶段中，将起动电机的电枢端子的供电支路上的第二限流电阻短接。

进一步地，第二级起动阶段中，发电机的电枢端子的供电支路上先串联有第三限流电阻，以降压起动发电机带动低压涡轮转子旋转，并在预定时间后将发电机的电枢端子的供电支路上的第三限流电阻短接。

进一步地，第一级起动阶段、第二级起动阶段、第三级起动阶段及第四级起动阶段均由燃气轮机的起动箱发出时序控制指令来实现。

进一步地，起动箱经转速传感器检测到高压涡轮转子的转速达到设定点火转速时，起动箱驱动点火器点火。

根据本发明的另一方面，还提供了一种燃气轮机的电力起动控制装置，包括起动电机、发电机，起动电机的输出轴联接高压涡轮转子，发电机的转轴联接低压涡轮转子，起动电机及发电机均连接有用于控制起动电机和发电机的工作状态的起动控制器，起动控制器接收燃气轮机的起动箱发出的时序指令控制起动电机和发电机的工作状态。

进一步地，起动控制器包括第一电源及第二电源，第一电源并联连接起动电机的电枢端子和起动电机的励磁线圈，起动电机的电枢端子的供电支路包括设有第一开关单元的第一支路及串联设有第二开关单元和第二限流电阻的第二支路，第一支路与第二支路并联；起动电机的励磁线圈的供电支路包括设有第三开关单元的第三支路及设有第一限流电阻的第四支路，第三支路与第四支路并联；

第二电源并联连接发电机的电枢端子和发电机的励磁线圈，发电机的电枢端子的供电支路包括设有第四开关单元的第五支路及串联设有第五开关单元和第三限流电阻的第六支路，第五支路与第六支路并联；发电机的励磁线圈的供电支路上设有第六开关单元；

第一电源与第二电源之间设有用于串联第一电源和第二电源的第七开关单元；

第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元及第七开关单元均受起动箱的时序指令控制。

进一步地，起动箱连接有用于调节起动箱时序控制指令的控制面板。

进一步地，控制面板为触摸控制屏。

本发明具有以下有益效果：