联合循环—— 35燃气轮机发电机结构及变频启动系统
一、汽轮发电机类型
TH DF 108/53 型汽轮发电机，该型发电机为 SIEMENS 公司具有国际先进水平的成熟产品，发电机出力裕度大，性能优良，原设计容量为 550 MVA（BQPSⅢ 460MW） ，定子电压 21 kV，氢压0.5 MPa。SIEMENS公司 1998年针对该型发电机进行了 550MVA 的型式试验 。该发电机为水氢氢冷却方式，即；定子绕组采用水内冷却 ，转子绕组和定子主出线采用氢内冷却，其他部件采用氢气外部冷却。
发电机采用径向单流密闭循环通风。安装在转子励端的离心风扇将从氢气冷却，器出来的冷风从汽、励两端驱入发电机气隙区域，一 路直接进入；另一路从护环下进入转子励磁绕组 ，经轴向冷却转子绕组后从转子中部进入。汽端区域的冷风由机座下部的轴向通道从励端区域
导人 。气隙区域的气体通过定子铁心间的径向风道，冷却定子铁心后进入机座空间，机座内由环板和轴向隔板构成的气体通道将这些热气体导入轴向布置在发电机上部的 2只氢气冷却器内，由此完成机内的冷却气体循环。
二、变频启动系统
F 级燃机发电机组的整个启动过程 和 常规燃煤汽轮发电机组 完全不同，燃机靠发电机启动 ，此时发电机作为同步电动机运行。同步电动机启动后将燃机机组拖至 70％的额定转速 ，此时燃机被点火 ，70% 的额定转速被燃机拖入至额定转速由于 F级发电机容量大（达 400MW），直接启动电流很大而运用变频启动装置 (SFC,Startup Frequency Converter )启动则电流要小得多，400MW 发电机启动电流 只有1500A左右 。
(http://www.mapnaec.com/en/products/startup-frequency-converter-sfc-siemens-technology/)
SFC的官方说明：
燃气轮机作为主要能源之一，多年来一直受到消费者的关注。在这些发电厂中，燃机在密闭环境中的燃料（柴油或天然气）与空气燃烧所产生的热气压力能量的帮助下开始运行。燃机开始旋转后，发电机开始运动，从而产生电能。 燃烧所需的空气由涡轮轴和发电机耦合的压气机提供，并在涡轮的帮助下一直运动。在早期，压缩机的循环不足以提供燃烧所需的空气。因此，一些名为触发系统（SFC）的设备用于燃气轮机机组的初始触发。首先，涡轮借助油泵产生的压力达到100 rpm的速度，然后借助触发系统将转速提高到600 rpm。在可燃循环 (600 rpm) 中，通过打开燃料阀并与压缩机产生的空气结合，燃烧开始，产生的能量导致涡轮循环增加。在涡轮到达依赖轮 (2100 rpm) 后，触发系统从过程中退出，独立的涡轮继续旋转。
Gas turbine power plant as one of the main energy sources is in the attention of consumers for years. In these power plants, the turbine is starting to operate with the help of energy of hot gas pressure caused by fuel combustion (diesel or gas) with air in a closed environment. After turbine start to rotate, generator start to move therefore electrical energy is produced .The air that needed for combustion is provided by the compressor which is coupled by turbine’s shaft and generator and also has been moving with the help of turbine. At the early moments, compressor’s round is not enough to be able to provide the air needed for combustion. Therefore, some equipments named trigger systems (SFC) is used for the initial trigging of gas turbine units. First, turbine with the aid of pressure produced by oil pumps reaches to the speed of 100 rpm then with the aid of trigger system will increase to 600 rpm. In the combustible round (600 rpm) by opening fuel valves and combining with the air produced by the compressor, combustion started and the outcome energy caused an increment in the round of turbine. After reaching turbine to the reliance round (2100 rpm), trigger systems expel out of the process and an independent turbine continues to its rotation.
启动过程基本步骤是
首先通过 SFC向发电机定子绕组施加电压，同时利用静态励磁装置 （SEE）向发电机转子绕组提供励磁 ，使此时作为同步电动机运转的发电机产生同步力矩 ，带动转轴使燃机升速至约70额定转速燃机在此时被点火运转 ，拖动电机到额定转速 ，此时电机作为发电机运行且断开励磁供应。发电机组升速至接近额定转速时，燃机尾气在余热锅炉中产生的蒸汽将汽轮机的转速升速至接近额定转速，此时离合器动作 ，将燃机 、发电机和汽轮机轴系联成一个整体 ，在转速达额定时，SEE 向发电机转子绕组通励磁电流 ，控制发电机电压最终并入电网。发电机静态励磁系统 和 变频启动 原理示意图如图所示 。燃机发电机的SFC 由变压器 、整流器 、逆变器及电抗器组成 ，作用是将厂用电降压并整流后 ，按转子磁场的位置依次向发电机 3相绕组中的 2相绕组通电，形成一个始终领先转子磁场一个角度的定子旋转磁场 ，使转子磁场旋转 ，从而达到使发电机和燃机转子从静止状态旋转起来的目的，也就是在燃气轮机组启动时向作为同步 电动机运行的发电机提供可控制电压 。
SEE由励磁变压器 、数字式自动电压调节器（DAVR）、可控硅整流装置 及 灭磁装置构成。它有以下两个作用 ：
(1) 当发电机作为电动机运行时，用 6kV 厂用电提供励磁变电压 ，励磁变二次侧向可控硅整流装置提供正电压 r 同时由DAVR调节可控硅桥的直流输出送入发电机 励磁绕组 ，使 励 磁 绕组 产生磁场并与定子磁通结合产生力矩 以带动转轴。
(2)以发电机状态运行时 ，静态励磁装置以同上的路径向发电机提供可调节的励磁 ，使发电机升压 ，并网输送电力。
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