燃气轮机电流限制装置和燃气轮机起动系统的制作方法

本实用新型涉及燃气轮机领域，特别地，涉及一种燃气轮机电流限制装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述燃气轮机电流限制装置的燃气轮机起动系统。

背景技术：

燃气轮机起动系统一般包括起动箱、起动电机等主要部件以及电流限制装置和温度限制装置等保护部件。在燃气轮机起动过程中，起动箱产生起动信号，使起动电机起动瞬间会产生出大工作电流，从而缩短起动电机的寿命。为防止起动电机起动瞬间电流过大，燃气轮机需要配置电流限制装置，以便使起动电机在起动过程中短时间将工作电流限制在一定的范围内。从现有技术来看，常见的浪涌电流限制器或故障电流限制器多用于电网系统，电路和结构设计都比较复杂，且由于功率或安全级别不同，从而与燃气轮机起动系统工作使用环境截然不同，难以直接应用于燃气轮机起动系统。

因此，燃气轮机起动系统的电流限制装置的设计电路复杂，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种燃气轮机电流限制装置和燃气轮机起动系统，以解决燃气轮机起动系统的电流限制装置的电路复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种燃气轮机电流限制装置，燃气轮机包括起动箱和起动电机，燃气轮机电流限制装置包括：

限流电阻，连接在外接电源与起动电机之间，用于限制起动电机起动时的回路电流，外接电源、限流电阻和起动电机依次串连构成燃气轮机起动回路；

定时电路，与外接电源和接触器相连，用于在设定的时间到时输出外接电源提供的工作电压给接触器；

接触器，与定时电路相连，接触器包括线圈和触点，触点跨接在限流电阻的两端，用于在定时电路设定的时间到时开始动作，接通线圈，闭合触点，将限流电阻短接以使限流电阻从燃气轮机起动回路中脱开。

进一步地，燃气轮机电流限制装置，还包括：

电连接器，与外接电源和起动箱相连，用于输入外接电源提供的工作电压，电连接器包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一连接端与外接电源的负极相连，第二连接端与外接电源的正极相连，第三连接端悬空，第四连接端与起动箱和触点相连。

进一步地，定时电路包括延时继电器，延时继电器包括继电器第一触点、继电器第二触点和继电器第三触点，继电器第一触点和继电器第二触点构成常闭触点，继电器第二触点和继电器第三触点构成常开触点，继电器第二触点与外接电源相连，继电器第三触点与接触器相连。

进一步地，接触器为直流电磁常开式接触器，接触器包括接触器第一静触点、接触器第二静触点和接触器动触点，接触器第一静触点与限流电阻的一端相连，接触器第二静触点与限流电阻的另一端相连，接触器动触点与起动箱相连。

进一步地，限流电阻为耐高温的合金电阻。

进一步地，限流电阻的制作材料为镍铬合金。

进一步地，燃气轮机电流限制装置，还包括：

壳体，壳体用于容纳限流电阻、定时电路、接触器和电连接器。

进一步地，壳体为封闭的金属壳体，壳体上开设有与电连接器的接口相对应的定位孔。

进一步地，壳体的外表面开设有多个散热孔。

本实用新型还提供一种燃气轮机起动系统，包括上述的燃气轮机电流限制装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的燃气轮机电流限制装置和燃气轮机起动系统，在燃气轮机起动时，限流电阻接入燃气轮机起动回路中进行限流保护；当燃气轮机起动完毕不需要限流电阻限流保护时，通过定时电路和接触器，将限流电阻两端短接，使得限流电阻脱离燃气轮机起动回路，本实用新型电路简单，可靠性高，且能满足燃气轮机起动系统工作环境的使用要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型电流限制装置优选实施例的功能模块框图；

图2是本实用新型电流限制装置优选实施例的功能原理图；

图3是本实用新型电流限制装置优选实施例的电路图；

图4是图1中延时继电器的动作时间示意图；

图5是本实用新型电流限制装置优选实施例的结构主视图；

图6是本实用新型电流限制装置优选实施例的结构俯视图。

附图标注说明：

10、限流电阻；20、定时电路；30、接触器；40、电连接器；50、壳体；60、外接电源；70、起动电机；80、起动箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种燃气轮机电流限制装置，燃气轮机包括起动箱80和起动电机70，限流电阻10，连接在外接电源60与起动电机70之间，用于限制起动电机70起动时的回路电流，外接电源60、限流电阻10和起动电机70依次串连构成燃气轮机起动回路；定时电路20，与外接电源60和接触器30相连，用于在设定的时间到时输出外接电源60提供的工作电压给接触器30；接触器30，与定时电路20和限流电阻10相连，接触器30包括线圈和触点，触点跨接在限流电阻10的两端，用于在定时电路20设定的时间到时开始动作，接通线圈，闭合触点，将限流电阻10短接以使限流电阻10从燃气轮机起动回路中脱开。在本实施例中，接触器30包括线圈和触点，接触器30的触点跨接在限流电阻10的两端，燃气轮机起动和工作时，电流限制装置中的限流电阻10接入燃气轮机起动回路，增大燃气轮机起动回路中的限流电阻10，限制燃气轮机起动回路中的电流。当外接电源60的工作电压输入到定时电路20时，定时电路20开始计时，当计时的时间达到设定的时间阈值(例如3.6秒)时，将工作电压输出至接触器30，接触器30开始动作，接触器30的线圈导通，接触器30的触点闭合使限流电阻10短路以使限流电阻10从燃气轮机起动回路中脱开。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，在燃气轮机起动时，限流电阻接入燃气轮机起动回路中进行限流保护；当燃气轮机起动完毕不需要限流电阻限流保护时，通过定时电路和接触器，将限流电阻两端短接，使得限流电阻脱离燃气轮机起动回路，本实用新型电路简单，可靠性高，且能满足燃气轮机起动系统工作环境的使用要求。

如图1和图2所示，本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，还包括电连接器40，与外接电源60和起动箱80相连，用于输入外接电源60提供的工作电压，电连接器40包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一连接端与外接电源的负极GND相连，第二连接端与外接电源的正极VDD相连，第三连接端悬空，第四连接端与起动箱80和触点相连。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，通过电连接器的连接方式，连接方式简单，可靠性高，且能满足系统工作环境的使用要求。

如图3所示，本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，定时电路20包括延时继电器K2，延时继电器K2包括继电器第一触点、继电器第二触点和继电器第三触点，继电器第一触点和继电器第二触点构成常闭触点，继电器第二触点和继电器第三触点构成常开触点，继电器第二触点与外接电源60相连，继电器第三触点与接触器30相连。当外接电源60提供的工作电压输入至延时继电器K2时，继电器第二触点和继电器第三触点闭合，延时继电器K2将工作电压传输给接触器30，接触器30开始动作，将限流电阻10从燃气轮机起动回路中脱开。其中，延时继电器K2设置合适的定时时间，在规定时间到时开始动作以控制燃气轮机起动回路中的限流电阻10的通断。延时继电器K2充当定时电路，触点负载为10A，28V直流电，定时标准值为3.6s，定时准确度为±2％(常温常压)和±5％(高低温等环境下)，具有定时精度高，环境适应性好等特点。延时继电器K2的动作时间(△t)是延时继电器K2的线圈接通外接电源60开始至触点动作之间的时间差，要求为3.6s。如图4所示，根据接触器30触点动作方式，在忽略接触器30触点动作时间的条件下，可以方便地通过检测电连接器40第二连接端和第四连接端这两个连接端之间的信号时间差来代替限流电阻10接入燃气轮机起动回路的作用时间段。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，通过检测电连接器第二连接端和第四连接端这两个连接端之间的信号时间差来获取限流电阻接入燃气轮机起动回路的作用时间，检测简单，可靠性高。

如图1和图3所示，接触器30(K1)为直流电磁常开式接触器，接触器30(K1)包括接触器第一静触点、接触器第二静触点和接触器动触点，接触器第一静触点与限流电阻10的一端相连，接触器第二静触点与限流电阻10的另一端相连，接触器动触点与起动箱80相连。在本实施例中，接触器30(K1)为直流电磁常开式接触器，最大工作电流为400A，峰值电流2000A(1秒时间)，冷态启动线圈最大电流为5A，额定电压下最大线圈电流为0.6A，触点电阻值≤0.001Ω。当接触器30的线圈接通外接电源60时，一方面接触器30(K1)的第一静触点和第二静触点接通，使得限流电阻10(R1)短路，另一方面接触器30(K1)的接触器动触点巧妙地与簧片联动短接到第一静触点和第二静触点，从而将外接电源60的工作电压输出至起动箱80，作用是为起动箱80提供一个限流电阻10(R1)已脱开的信号。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，将接触器动触点与起动箱相连，将限流电阻已脱开的信号传递给起动箱，电路设计简单，信号传递的可靠性高。

优选地，限流电阻10为耐高温的合金电阻，内部限流电阻10使用的是2mm厚的镍铬高温合金材料，如图3所示，接线端E、接线端F与限流电阻10之间通过纯铜接线片进行连接。在本实施例中，限流电阻10的材料成分主要为镍(70％～80％)铬(15％～20％)合金，限流电阻10截面尺寸为2mm×32mm，长度为850mm。在燃气轮机工作时，工作电流最高可达600A，采用镍铬高温合金可以防止限流电阻10因温度过高而变形。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，限流电阻的制作材料为镍铬合金，可防止限流电阻因温度过高而变形。

如图5和图6所述，本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，还包括壳体50，壳体50用于容纳限流电阻10、定时电路20、接触器30和电连接器40。壳体50为封闭的金属壳体，壳体50上开设有与电连接器40的接口相对应的定位孔，壳体50的外表面开设有多个散热孔。在本实施例中，由于产品重量限制，为了使产品更轻质化，电流限制装置的壳体50采用铝制结构。电流限制装置外部是一个封闭的金属壳体50，壳体50表面设计了多个散热孔，以便承受工作时流过的大电流以及由大电流产生的高温。

本实施例提出的燃气轮机电流限制装置，采用铝制结构的壳体，使产品更轻质化；在壳体的表面设计了多个散热孔对电流限制装置散热，提高产品可靠性。

优选地，本实施例还提供一种燃气轮机起动系统，包括上述的燃气轮机电流限制装置，在此不再赘述。

按照本实用新型提出的技术方案设计出来的燃气轮机电流限制装置实测数据为：其中延时继电器定时时间实测为3.68s，满足标准值3.6s和精度的要求，限流电阻实测值0.014Ω，与理论电阻值为0.014Ω一致。通过电流限制装置与燃气轮机的试车试验，证明电流限制装置能在规定时间内准确有效地控制起动电流，使其最大值不超过600A(峰值)，从而达到设计预期效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。