[發(fā)明專利]用于測(cè)試旋轉(zhuǎn)機(jī)器的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410809430.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN104730330A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.比凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣能源產(chǎn)品法國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): G01R21/00
• 分類號(hào): G01R21/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2013年12月23日提交的法國(guó)專利申請(qǐng)序列No.?13?63398的優(yōu)先權(quán)，其名稱為“SYSTèME?ET?PROCéDé?DE?TEST?D'UNE?MACHINE?TOURNANTE”(System?and?Process?of?Test?of?a?Rotary?Machine)(測(cè)試旋轉(zhuǎn)機(jī)器的系統(tǒng)和過(guò)程)，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過(guò)引用而整體地結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的領(lǐng)域大體涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)器，并且更特別地，涉及測(cè)試旋轉(zhuǎn)機(jī)器，例如燃?xì)鉁u輪，其(在電能生產(chǎn)設(shè)施的框架內(nèi))使連接于電能分配網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)

至少一些已知法令對(duì)與互連電分配網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的連接和同步施加約束。這些法令有時(shí)被稱為“電網(wǎng)規(guī)則”。各個(gè)國(guó)家或地區(qū)都存在此類法令。

這些法令允許開發(fā)、維護(hù)和使用經(jīng)協(xié)調(diào)的高效的和經(jīng)濟(jì)的輸電系統(tǒng)。此外，對(duì)于它們所應(yīng)用的國(guó)家或地區(qū)，它們確保分配網(wǎng)絡(luò)和連接于其的元件的性能和可靠性。

這些法令或“電分配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)理的規(guī)范”基于關(guān)于各種元件至網(wǎng)絡(luò)的連接的技術(shù)方面，而且還基于傳送網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和使用，而且特別是連接于分配網(wǎng)絡(luò)的電線和電力設(shè)施。

這些法令可規(guī)定用戶有義務(wù)提供計(jì)劃和使用網(wǎng)絡(luò)所需的數(shù)據(jù)，諸如電需求預(yù)測(cè)、電能生成裝備的可用性，以及對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組件的維護(hù)固定的日期。

除了網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)設(shè)計(jì)方面，“電網(wǎng)規(guī)范”可限定非常具體的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

例如，其可涉及限定網(wǎng)絡(luò)的額定頻率，以及關(guān)于該額定頻率接受的頻率變化。

例如，在法國(guó)，電分配網(wǎng)絡(luò)頻率名義上為50?Hz，并且必須控制在49.5?Hz至50.5?Hz的極限內(nèi)。對(duì)于其它國(guó)家，額定頻率為60?Hz，并且必須介于59.5?Hz至60.5?Hz之間。

此外，為了參與網(wǎng)絡(luò)頻率的主要設(shè)定，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供主要功率儲(chǔ)備，這一般被稱為“主要儲(chǔ)備”。例如，該儲(chǔ)備等于最大功率的百分比。因而，參與網(wǎng)絡(luò)頻率的設(shè)定的各個(gè)電能生成單元具有恰當(dāng)?shù)目捎霉β蔬吔?。通過(guò)使電力網(wǎng)絡(luò)互連，總的主要網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)于參與頻率的主要設(shè)定的所有單元的主要儲(chǔ)備的量。

該主要儲(chǔ)備允許在生產(chǎn)和消耗之間恢復(fù)平衡，并且由實(shí)現(xiàn)頻率的主要設(shè)定的各種構(gòu)件組成，構(gòu)件具有最短響應(yīng)時(shí)間。實(shí)際上，在歐洲大陸，主要儲(chǔ)備的一部分必須在不到15秒內(nèi)調(diào)動(dòng)，而總儲(chǔ)備在不到30秒內(nèi)調(diào)動(dòng)。

此外，發(fā)電單元裝配有速度調(diào)整器裝置，其使得能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)器的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)適應(yīng)它們的功率，并且因此適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)頻率。根據(jù)以下關(guān)系，主要儲(chǔ)備的調(diào)動(dòng)部分與實(shí)際瞬時(shí)速度(由測(cè)得頻率f表示)和額定速度(對(duì)應(yīng)于設(shè)定點(diǎn)頻率f0)之間的差成比例：

δ?=?λ(f?-?f0)

其中，λ表示單元的功率設(shè)定。

在50?Hz的網(wǎng)絡(luò)上，不僅需要了解發(fā)電單元在配備有發(fā)電單元的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的恒定旋轉(zhuǎn)速度下的根據(jù)時(shí)間的功率響應(yīng)，還需要了解在瞬時(shí)速度下隨著時(shí)間的推移對(duì)頻率漂移的限制的容量。

特別地，從可再生能供應(yīng)的功率和小型電網(wǎng)中的電需求的波動(dòng)的成比例增加產(chǎn)生了提高聯(lián)合循環(huán)在全負(fù)載或部分負(fù)載下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的需要，以及修改電網(wǎng)產(chǎn)生單元的響應(yīng)時(shí)間的需要。

因而，對(duì)電網(wǎng)實(shí)施測(cè)試，以展示發(fā)電單元響應(yīng)于瞬時(shí)現(xiàn)象的實(shí)際容量。但是，必須在非常精確的條件下執(zhí)行這些測(cè)試。在實(shí)踐中，由于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，故難以對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行測(cè)試。實(shí)際上，該類測(cè)試不允許在網(wǎng)絡(luò)的額定頻率之外的負(fù)載下實(shí)施測(cè)試，如果不是故意降級(jí)的話。在不影響網(wǎng)絡(luò)用戶的情況下大規(guī)模實(shí)施測(cè)試也是不可行的。此外，關(guān)于由執(zhí)行測(cè)試提供的好處，必須考慮到與任何測(cè)試失敗以及因而最終干擾或打斷所有用戶供應(yīng)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，該類測(cè)試需要在電能、燃料和輔助流體(例如(但無(wú)限制)油和冷卻劑)方面的相當(dāng)多的資源。此外，在實(shí)際條件下準(zhǔn)備和執(zhí)行測(cè)試所需的時(shí)間可為相當(dāng)長(zhǎng)的。當(dāng)測(cè)試設(shè)施位于城市或其它居住區(qū)附近時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮到噪聲危害。

這就是為什么一些已知燃?xì)鉁u輪廠商使用試驗(yàn)臺(tái)來(lái)測(cè)試渦輪的行為。

就此而言，美國(guó)專利No.?3,598,208描述了使用液壓制動(dòng)器來(lái)測(cè)試燃?xì)鉁u輪的行為。實(shí)際上，與通過(guò)發(fā)電機(jī)將渦輪連接于電網(wǎng)相比，將渦輪連接于液壓制動(dòng)器允許渦輪以網(wǎng)絡(luò)的額定頻率運(yùn)行，或者以較低或較高的頻率運(yùn)行。

此外，可由測(cè)力計(jì)或液壓制動(dòng)器測(cè)量與發(fā)電機(jī)聯(lián)接的燃?xì)鉁u輪的軸的功率，通過(guò)直接測(cè)量功率渦輪和被驅(qū)動(dòng)的裝備之間的扭矩或發(fā)電機(jī)出口處的功率，或者通過(guò)間接地測(cè)量、計(jì)算燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)的功率。