设有直流变频器和直流变频电动机的厂用电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电厂设备，具体地涉及一种设有直流变频器和直流变频电动机的厂用电系统。
【背景技术】
[0002]在大容量发电厂中，根据机组运行工况的变化，发电厂中的电动栗、风机或压缩机等设备一般需要变速运行，以达到节能、提高经济性的目的。现有的厂用电系统通过交流变频器与交流变频电动机相结合的方式来实现设备的变速运行。其中，交流变频器的工作原理是先将工频交流转变为直流，再将直流转变为变频交流，这一转变过程导致交流变频器存在较大的能量损失，变频效率仅约90%，极大地降低了系统效率与发电厂的经济效益。此夕卜，由于电厂设备转速各异，所以交流变频器与设备电动机通常为一对一配置，多台设备则需要配置多台交流变频器，这就使得电气系统复杂繁琐，对应的投资成本与运行维护费用也随之增加，系统运行可靠性降低，而且交流变频器数量越多，带来的能量损失则越多，对电厂经济性的负面影响就越严重。因此，需要尽可能地减少交流变频器的使用数量，以减少由于交流变频器的引入而带来的能量损失，确保机组变负荷运行时的经济性，同时随之简化电气系统，提高系统运行可靠性。
[0003]具体地，图1-2是现有技术中采用交流变频器与交流变频电动机相结合的方式对厂用电系统的需要变速运行的设备进行调速的系统示意图，其中图1所示厂用电系统中，发电机组发出的交流电经过交流变压器，一部分输送至厂外交流电网，对外供电，另一部分直接连接到厂内交流电网，提供厂用电。对于功率较大的交流工频电动机，可直接使用厂内交流电。但是对于交流变频的电动机，则需要使用交流变频器，将厂内交流工频电转变为交流变频电，而且每一台设备电动机均需配置一套交流变频器。对应地，交流变频器投资成本较高，电气系统相对复杂。与此同时，交流变频器的接入会造成系统能量损失，效率下降，对发电厂的经济性存在负面影响。
[0004]当发电厂存在部分设备需要在较低的电压等级下运行时，为了满足部分低压运行设备的需求，借助交流变压器将高压的厂内交流电转变成低压的厂内交流电，如图2所示。图2中低压的厂内交流电网既可直接向交流工频电动机供电，也可以经过交流变频器变频后驱动交流变频电动机。与图1类似，图2中不管是高压还是低压交流电网，在向交流变频电动机供电时，均需要一对一的配置交流变频器，由此会引起供电过程中的能量损失，影响系统效率。而且，交流变频器的接入使得电气系统复杂繁琐、运行可靠性降低、投资维护成本大大增加。
[0005]为了减少所需配置的交流变频器数量，简化电气系统，有些发电厂采用变速小汽轮机带动发电机发电，并统一用变速小机发出的变频交流电驱动各个设备电动机。但是，由于小汽轮机的转速的调节是采用进汽调阀节流来实现，节流调节必然有节流损失，降低了整体效率。另外，这种厂用电系统虽然可以简化电气系统，但是在同一负荷工况下，所有设备电动机共用同一个供电频率，这就意味着不可能所有的电动机都运行在最高效率下，必然存在一部分电动机运行效率偏低，降低了厂用电系统的整体效率。因此，现有厂用电系统存在能量损失、效率偏低、电气系统复杂、变频器投资成本较高等关键技术问题。
[0006]综上所述，本领域迫切需要开发一种新型的可降低能量损失、提高效率、电气系统得以简化且成本可控的可实现电厂设备变速运行的系统。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种新型的可降低能量损失、提高效率、电气系统得以简化且成本可控的可实现电厂设备变速运行的系统。
[0008]本发明的第一方面，提供了一种设有直流变频器和直流变频电动机的厂用电系统，所述系统包括厂外交流电网、厂内交流电网、厂内直流电网和交流发电机或交流发电机组、交流变压器、交/直换流或变压器、直流变频器和直流变频电动机，其中，
[0009]所述交流发电机或交流发电机组与所述交流变压器连接，且所述交流变压器将所述交流发电机或交流发电机组输出的交流工频电变压后分别输送至所述厂外交流电网和所述厂内交流电网；
[0010]所述交/直换流或变压器与所述厂内交流电网连接，且所述交/直换流或变压器将所述厂内交流电网输入的交流工频电转换为直流电后输入所述厂内直流电网；
[0011 ] 所述直流变频器与所述厂内直流电网连接，且所述直流变频器将所述厂内直流电网输入的直流电转换为直流变频电；
[0012]所述直流变频电动机与所述直流变频器连接，且所述直流变频电驱动所述直流变频电动机。
[0013]在另一优选例中，所述交流变压器为三相或两相。
[0014]在另一优选例中，一台所述交/直换流或变压器配置一台所述直流变频器，且一台所述直流变频器可同时配置一台或多台直流变频电动机。
[0015]在另一优选例中，所述系统中配置的直流变频电动机的台数为1-15台，较佳地为1-10台，更佳地为1-8台，最佳地为1-5台。
[0016]在另一优选例中，所述系统还包括直流发电机，所述直流发电机与所述厂内直流电网连接，用于输出直流电。
[0017]在另一优选例中，所述直流发电机是共用的。
[0018]在另一优选例中，所述“共用”指所述直流发电机输出的直流电输入所述厂内直流电网后供所有与所述厂内直流电网连接的设备使用。
[0019]在另一优选例中，所述直流发电机的台数为1-15台，较佳地为1-10台，更佳地为1-8台，最佳地为1-5台。
[0020]在另一优选例中，所述交/直换流或变压器和所述厂内直流电网之间设有开关A ;和/或
[0021 ] 所述直流发电机和所述厂内直流电网之间设有开关B。
[0022]在另一优选例中，当开关A处于断开状态且开关B处于闭合状态时，所述直流发电机输出的直流电输入所述厂内直流电网后经所述直流变频器转换为直流变频电以驱动所述直流变频电动机。
[0023]在另一优选例中，当开关A和开关B均处于闭合状态时，所述直流发电机输出的直流电输入所述厂内直流电网后经所述直流变频器转换为直流变频电以驱动所述直流变频电动机和/或经所述交/直换流或变压器转换为交流电而输入所述厂内交流电网。
[0024]在另一优选例中，所述系统还包括交流工频电动机，且所述交流工频电动机与所述厂内交流电网连接。
[0025]在另一优选例中，所述交流工频电动机的台数为1-15台，较佳地为1-10台，更佳地为1-8台，最佳地为1-5台。
[0026]在另一优选例中，所述厂内交流电网包括厂内交流电网高压段电网和厂内交流电网低压段电网；和/或
[0027]所述厂内直流电网包括厂内直流电网高压段电网和厂内直流电网低压段电网。
[0028]在另一优选例中，所述厂内交流电网高压段电网和所述厂内交流电网低压段电网经交流变压器连接。
[0029]在另一优选例中，所述交流变压器将所述厂内交流电网高压段电网的高压交流工频电转换为低压交流工频电后输入所述厂内交流电网低压段电网。
[0030]在另一优选例中，所述交/直换流或变压器与所述厂内交流电网低压段电网连接，且所述交/直换流或变压器将所述厂内交流电网低压段电网输入的低压交流工频电转换为低压直流电后输入所述厂内直流电网低压段电网。
[0031]在另一优选例中，所述直流变频器与所述厂内直流电网低压段电网连接，且所述直流变频器将所述厂内直流电网的低压段电网输入的低压直流电转换为低压直流变频电。
[0032]在另一优选例中，所述直流变频电动机与所述直流变频器连接，且所述低压直流变频电驱动所述直流变频电动机。
[0033]在另一优选例中，所述系统还包括与所述厂内交流电网低压段电网连接的交流工频电动机。
[0034]在另一优选例中，所述系统还包括交流变频器和交流变频电动机，其中，
[0035]所述交流变频器与所述厂内交流电网连接，且所述交流变频器将所述厂内交流电网输入的交流工频电转换为交流变频电；
[0036]所述交流变频电动机与所述交流变频器连接，且所述交流变频电驱动所述交流变频电动机。
[0037]在另一优选例中，所述交流变频器和所述交流变频电动机是一对一配置的。
[0038]在另一优选例中，所述交流变频器和所述交流变频电动机的台数相同，且所述台数分别为1-15台，较佳地为1-10台，更佳地为1-8台，最佳地为1-5台。
[0039]在另一优选例中，所述交流发电机组是大容量发电机组。
[0040]在另一优选例中，所述交流发电机组的容量彡300丽，较佳地彡600丽，更佳地彡900MW，最佳地彡1000MW。
[0041]本发明的第二方面，提供了一种对本发明第一方面所述厂用电系统进行调速的方法，使用直流变频器和直流变频电动机进行调速。
[0042]应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【附图说明】
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