在燃氣輪機發(fā)電站啟動時通常適用的是，一旦能夠借助于燃氣輪機的廢熱提供足夠的蒸汽以運行燃氣輪機，就接入蒸汽輪機。為此，借助于聯(lián)接機構(gòu)將燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)接。特別是為了避免不平衡而采取如下措施：通過有針對性地調(diào)控聯(lián)接過程，在目標聯(lián)接角下進行聯(lián)接。為此，蒸汽輪機以適當(dāng)?shù)姆绞郊铀?。燃氣輪機的頻率就此而言預(yù)設(shè)為必須與所饋入的電網(wǎng)的頻率一致。
背景技術(shù)：
從ep1911939a1中已知一種用于借助于聯(lián)接機構(gòu)將流體機械的驅(qū)動軸與從動軸聯(lián)接的方法。將流體機械加速至關(guān)于從動軸次同步的轉(zhuǎn)速，并且在設(shè)定用于開始聯(lián)接的信號之前保持所述保持速度，以便實現(xiàn)以目標聯(lián)接角聯(lián)接。流體機械通常是蒸汽輪機，并且從動軸是用于驅(qū)動發(fā)電機的軸。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種以目標聯(lián)接角進行改善地聯(lián)接的可能性。所述目的的解決方案尤其可在獨立權(quán)利要求中找到。從屬權(quán)利要求給出有利的改進方案。在說明書中和在附圖中包含其他信息。
提供一種用于將燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)接的方法，所述燃氣輪機與發(fā)電機連接，其中發(fā)電機具有勵磁線圈。通過改變流過勵磁線圈的勵磁電流能夠改變勵磁線圈的勵磁。所述方法具有如下步驟：a)將蒸汽輪機加速和/或減速，使得以目標聯(lián)接角進行聯(lián)接；b)在需要時，改變勵磁電流，使得勵磁線圈的由此改變的勵磁造成改變的轉(zhuǎn)子角(polradwinkel)，其中改變轉(zhuǎn)子角，以便輔助達到目標聯(lián)接角。
清楚的是，步驟a)和步驟b)在時間上至少部分地重疊。如果不能或僅能困難地，例如不能在短時間內(nèi)，以步驟a)實現(xiàn)目標聯(lián)接角，那么總是進行步驟b)。步驟a)是已知的，以至于對此不進行另外描述。
對步驟b)進行詳細闡述。在勵磁電流方面存在自由度，所述自由度引起勵磁線圈的勵磁。由此，能夠影響所謂的轉(zhuǎn)子角。也稱作負荷角(lastwinkel)的轉(zhuǎn)子角通常理解為同步電機的轉(zhuǎn)子超前于同步旋轉(zhuǎn)場的角。在此不探討細節(jié)，因為這些細節(jié)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。重要的是要理解：通過改變轉(zhuǎn)子角引起無功功率改變，然而還能夠提供所需的有功功率。通過改變轉(zhuǎn)子角可以滿足如下要求：使得發(fā)電機以電網(wǎng)頻率轉(zhuǎn)動，并且同時可實現(xiàn)發(fā)電機進而燃氣輪機的角位置的改變。即本發(fā)明不僅可能影響蒸汽輪機的角位置，而且也可以影響燃氣輪機的角位置。雖然通常僅能夠?qū)崿F(xiàn)幾度的影響，但是提供了如下附加自由度，所述附加自由度能夠大幅簡化和加速按需要以目標聯(lián)接角進行的聯(lián)接。
轉(zhuǎn)子角與有功功率和無功功率的比相關(guān)。因為有功功率和無功功率的比與勵磁、即與勵磁電流相關(guān)，所以在給定有功功率時相應(yīng)地選擇無功功率原則上等同于相應(yīng)地選擇勵磁電流。由該相關(guān)關(guān)系明確的是，不需直接檢測轉(zhuǎn)子角。原則上在給定有功功率時相應(yīng)地改變無功功率是足夠的。因此，在調(diào)控時能夠借助于固有地檢測出的參數(shù)、有功功率和無功功率。在有功功率、無功功率和轉(zhuǎn)子角之間的相互關(guān)系能夠從所謂的功率圖中獲得，如下文中更詳細闡述的。
在一個實施方式中，在燃氣輪機關(guān)于目標聯(lián)接角超前時提高勵磁電流，并且在燃氣輪機落后時降低勵磁電流。通常通過提高勵磁能夠降低轉(zhuǎn)子角。即降低轉(zhuǎn)子超前同步旋轉(zhuǎn)場的角。因此，發(fā)電機進而燃氣輪機似乎略微向回轉(zhuǎn)動，使得消除燃氣輪機關(guān)于目標聯(lián)接角的超前。
在一個實施方式中，將勵磁電流的改變用于補償電網(wǎng)頻率的波動，所述電網(wǎng)頻率的波動使達到目標聯(lián)接角變得困難。雖然原則上致力于保持電網(wǎng)頻率盡可能恒定，在德國例如致力于50赫茲的值，但是仍出現(xiàn)小的波動。如果在聯(lián)接期間，剛好也在實際聯(lián)接之前，在蒸汽輪機加速或減速期間出現(xiàn)所述波動，那么通常不再能相應(yīng)地調(diào)整蒸汽輪機的加速。在此情況下，勵磁電流的改變和隨之產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子角的改變進而燃氣輪機的角位置的改變是非常重要的，如果不是必需的，以便順利地以目標聯(lián)接角連接。
在一個實施方式中，可通過改變勵磁電流將燃氣輪機的角以至多5°改變。如已經(jīng)闡述的，可實現(xiàn)的角變化是相對受限的，但無論如何還是重要的。在此保持不變的是，通過蒸汽輪機的適當(dāng)?shù)募铀俸吐?lián)接時間點的選擇給出在聯(lián)接時的主要的自由度。
在一個實施方式中，為了改變勵磁電流而改變勵磁電壓。這使能夠以簡單的方式影響勵磁電流。
上面的想法也能夠用于將蒸汽輪機和與發(fā)電機連接的燃氣輪機脫開的方法。發(fā)電機還具有勵磁線圈，通過改變流過勵磁線圈的勵磁電流能夠改變勵磁線圈的勵磁。在脫開時，改變勵磁電流，使得勵磁線圈的由此改變的勵磁造成改變的轉(zhuǎn)子角，轉(zhuǎn)子角的改變使脫開變得簡單。如上面在聯(lián)接的情況中已經(jīng)描述的，轉(zhuǎn)子角的改變使燃氣輪機能夠轉(zhuǎn)動。在特定的情形下，這在脫開時、即在松開燃氣輪機和蒸汽輪機之間的聯(lián)接時能夠是有利的。尤其地，通常能加速脫開。這降低聯(lián)接的磨損。
同樣提供一種用于具有燃氣輪機、蒸汽輪機和發(fā)電機的單軸渦輪機組的調(diào)控裝置。調(diào)控裝置設(shè)置為，使得能夠執(zhí)行上文所描述的用于聯(lián)接和/或脫開的方法。在此，通常固有存在的調(diào)控裝置的臨界的改變是足夠的。在多種情況下，可能限定于不同的程序設(shè)計。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的實施僅需要非常有限的耗費。在正常情況下，現(xiàn)有的單軸渦輪機組的改裝、準確地說相關(guān)的調(diào)控裝置的改裝也能夠是不成問題的。
附圖說明
根據(jù)圖1說明其他細節(jié)，圖1示出功率圖，其中示出無功功率、有功功率和轉(zhuǎn)子角之間的相互關(guān)系。
具體實施方式
在圖1的橫坐標上示出以mw計的有功功率。在縱坐標上示出以mvar計的無功功率。線1在無功功率為0的情況下伸展。因此，在位于線1上的工作點上僅提供有功功率。在位于線1下方的工作點上無功功率為負，在位于上方的工作點上無功功率為正。在邊緣處終止的直線表示cosphi的特定的值，其中在矢量圖中phi是在發(fā)電機中感生的電壓和由此得到的電流之間的角。
在此重要的是，從位于左下方的原點2起始的箭頭3、4和5。如可見，所述箭頭在工作點處以相同的有功功率、然而不同的無功功率終止。將箭頭3和5的兩個端點連接的線段6是典型的在有功功率保持不變的情況下無功功率能夠調(diào)節(jié)的范圍。
在箭頭3、4以及5與縱坐標軸之間的角是相應(yīng)的轉(zhuǎn)子角。通過測量技術(shù)確定原點2的位置。通常，在功率圖中能夠讀出轉(zhuǎn)子角，在功率圖中從原點2至相應(yīng)的工作點繪出箭頭，并且確定所述箭頭與縱坐標軸的角。
如果例如在位于箭頭4端部處的工作點處聯(lián)接并且由調(diào)控裝置確定：燃氣輪機對于以目標聯(lián)接角聯(lián)接而言超前2°，那么適于將轉(zhuǎn)子角降低2°。如根據(jù)圖1的功率圖中可見，為此提高無功功率。為此適于降低勵磁、即降低勵磁電壓進而降低勵磁電流，直至轉(zhuǎn)子角為42°。因此，能夠以簡單的方式通過無功功率的改變影響轉(zhuǎn)子角進而以改進的方式影響目標聯(lián)接角，所述無功功率的改變能夠由改變的勵磁引起。