BRPI0917652B1 - Usina geradora de eletricidade, processo para operar uma usina geradora de eletricidade e processo para operar uma turbina a gás - Google Patents

Usina geradora de eletricidade, processo para operar uma usina geradora de eletricidade e processo para operar uma turbina a gás Download PDF

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BRPI0917652B1
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Floris Van Straaten
Jürgen Hoffmann
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General Electric Technology Gmbh
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Abstract

"usina geradora para operação seletiva em redes de corrente com frequência de rede variável". a presente invenção refere-se a uma usina geradora de eletrici- dade (1 o) com ao menos uma seção de eixos (11) e uma turbina e um gerador (18), acionado diretamente pela turbina, gerando corrente alternada com uma frequência de serviço. ao menos um gerador (18) sobre um conversor de frequência eletrônico (27) e ao menos um transformador elevador de tensão (3,4), potencial elétrico, seletivamente para uma primeira rede elétrica (1), com uma primeira frequência de serviço ou uma segunda rede elétrica (2), com uma segunda frequência de serviço. além disso, a invenção se refere a um processo para operar uma usina geradora de eletricidade (1 o) deste tipo.

Description

USINA GERADORA DE ELETRICIDADE, PROCESSO PARA OPERAR
UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE E PROCESSO PARA
OPERAR UMA TURBINA A GÁS
Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se ao campo de usinas geradoras de eletricidade. A presente invenção abrange uma usina geradora de eletricidade com transformação eletrônica de frequência entre gerador e rede, bem como abrange um processo para operar uma usina geradora de eletricidade desta natureza.
Antecedentes da Invenção [002] Usinas geradoras de eletricidade de grande porte com potencial na faixa de mais do que 100 MW, nas quais um gerador de corrente é acionado por uma turbina e o potencial elétrico gerador é alimentado em uma rede com frequência de rede predeterminada (por exemplo, 50 ou 60 HZ), possuem, comumente, um acoplamento entre as rotações (mecânicas) da turbina e da frequência de rede. A saída do gerador, no caso, através de uma ligação de rede, está rigidamente ligada com a rede, à etapa que pela turbina, ou de forma direta (1-instalação de eixo) ou através de um mecanismo mecânico é acionado acoplado às rotações. Por meio do acionamento podem ser concretizadas apenas reações de multiplicação fixas entre uma turbina e uma frequência de rede.
[003] Comumente, estas turbinas foram desenvolvidas para o acionamento de geradores para a produção de corrente elétrica, que depois é alimentada em uma rede com uma frequência de rede predeterminada (ou 50 Hz ou 60Hz).
[004] A figura 1 apresenta, em uma representação bem simplificada, uma usina geradora de eletricidade 10' de conformação convencional, a qual por meio de uma turbina a gás 12, com um primeiro
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2/25 gerador 118 acoplado, e uma turbina a vapor 24 com segundo gerador acoplado 108, gera corrente e a alimenta em uma rede 1. A turbina a gás 12 e o gerador 118 são interligados por um eixo 19 comum e formam uma seção de eixos 11. A turbina a gás abrange, no caso mais simples, um compressor 13, o qual, sobre uma entrada de ar 16, aspira ar de combustão, realizando a sua compressão. O compressor 13 pode ser constituído de vários compressores parciais, sequencialmente ligados, operando em nível de pressão crescente e, eventualmente, possibilitam uma refrigeração intermediária do ar comprimido. O ar, comprimido no compressor 13, atinge uma câmara de combustão 15, na qual, através de uma adução de combustível 17, é introduzido por bocais de combustível líquido (por exemplo, óleo) ou combustível gasoso (por exemplo, gás natural), sendo queimado mediante consumo de ar de combustão.
[005] Os gases quentes que abandonam a câmara de combustão 15, serão distendidos em uma turbina 14 subsequente e acionam, desta forma, o compressor 13 e o primeiro compressor 118 acoplado. O gás de escape relativamente quente na saída da turbina, será enviado por um gerador sequencial de vapor de calor perdido 23, a fim de produzir vapor em um ciclo separado de água-vapor para a operação de uma turbina a vapor 24. O condensador, bomba de água de alimentação e outros sistemas do ciclo de vapor 25 não são mostrados, para simplificar a apresentação. Tal combinação de usina geradora de turbina a gás e de vapor é designada como usina combinada. A turbina a vapor 24, no caso, pode estar acoplada com o primeiro gerador 118 e no lado opostos à turbina 14; a turbina a gás 12, o primeiro gerador 118 e a turbina a vapor 24 formam, então, uma seção de energia de eixo único (Single Shaft Power Train). Mas, a turbina a vapor 24 também pode, conforme mostrado na figura 1, acionar um segundo gerador 108 próprio em uma seção de eixo 11'
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3/25 separada. Para instalações de eixos múltiplos são conhecidas diferentes combinações. Por exemplo, são amplamente difundidos os chamados conjuntos 2 em 1, nos quais uma turbina a vapor 24 é abastecida com vapor por duas caldeiras 23, em uma seção de eixo 11' com um segundo gerador 108 através de duas caldeiras 23 sequenciais a turbinas de gás 12. No caso as turbinas de gás 12 estão dispostas em uma seção de eixo 11 com um primeiro gerador 118 próprio. De modo análogo, existem também disposições, nas quais o vapor de três ou mais caldeiras 23, sequenciais a turbinas de gás 12, é usado para o acionamento de uma turbina a vapor 24.
[006] Na turbina a gás de 1 eixo, de acordo com a figura 1, as rotações da turbina a gás 12 estão em uma relação fixa para com a frequência da tensão alternada, produzida no primeiro gerador 118, a qual é igual à frequência da rede 1. Nas unidades de turbinas de gás de grande porte, comuns atualmente, com potenciais acima de 100 MW, para a frequência do gerador, ou seja, frequência de rede de 60 Hz é alocada uma rotação da turbina a gás de 3600 rpm (por exemplo, turbina a gás GT24 da suplicante) e à frequência de gerador de 50 Hz é alocada uma rotação de 3000 rpm (por exemplo, turbina a gás GT26 da suplicante).
[007] Para usos, nos quais é alimentada corrente em redes com tensões e frequência, de modo convencional a corrente é produzida como corrente alternada com uma frequência e depois, de acordo com as necessidades, através de conversores de frequência, sendo depois transformada na segunda frequência. Tipicamente, isso ocorre através de retificadores com sequencial direção alternada. Um exemplo conhecido no caso é ITAIPU na fronteira do Brasil com o Paraguai. Conversores de frequência para uso em usinas geradoras de eletricidade, todavia, são dispendiosos de modo correspondente aos elevados potenciais a serem transmitidos e, além disso, estão vinculados com perdas de potencial. A
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4/25 possibilidade básica de fornecer corrente de uma usina para consumidores sem redes, com diferentes frequências, foi mencionada, pela primeira vez, no pedido suíço com o número CH00246/07.
Descrição da Invenção [008] Constitui objetivo da invenção criar uma usina geradora de eletricidade para abastecimento de redes de corrente com diferentes frequências de rede , que evita as desvantagens de usinas geradoras de eletricidade conhecidas e, especialmente, permite a alimentação de potencial elétrico em redes de corrente com diferentes frequências operacionais, com grau de eficácia simultaneamente elevado, bem como a invenção se propõe a indicar um processo para a sua operação.
[009] A tarefa será solucionada pela totalidade das reivindicações 1 e 9. Um ponto essencial da invenção reside em que entre o gerador, acionado por uma turbina, e um transformador elevador de tensão, sobre o qual a corrente é alimentada nas redes de corrente, está disposto um transformador eletrônico de frequência, o qual transforma a corrente com a frequência de saída do gerador seletivamente para a frequência de serviço de uma primeira ou de uma segunda rede.
[0010] Para concretizar a alimentação de corrente com a tensão certa, por exemplo, para a ligação com a primeira rede elétrica, entre o transformador eletrônico de frequência e a primeira rede, é integrado um primeiro transformador elevador de tensão com uma primeira relação de tensão. De modo correspondente, para a ligação com a segunda rede, entre o transformador eletrônico de frequência e a segunda rede, é integrado um segundo transformador elevador de tensão com uma segunda relação de tensão.
[0011] Alternativamente, por exemplo, poderá ser usado ao menos um transformador elevador de tensão para ligação com as redes
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5/25 elétricas, do qual, seletivamente, duas tensões podem ser tiradas. Para ligação com a primeira rede elétrica é tirada uma primeira relação de tensão e para ligação com a segunda rede é tirada uma segunda relação de tensão.
[0012] Outro etapa para a flexibilização da operação de uma usina geradora de eletricidade com ao menos duas seções de eixos, apresentando, cada qual, ao menos, um gerador, é uma disposição na qual cada um dos geradores pode ser unido através de um conversor de frequência, ao menos uma chave de alta tensão e ao menos um transformador elevador de tensão, seletivamente, à primeira rede com a primeira frequência de serviço ou à segunda rede, com a segunda frequência de serviço. Para a otimização da operação da usina geradora de eletricidade, isto permite fornecer, seletivamente, corrente para apenas uma das duas redes, ou abastecer ambas as redes em paralelo com corrente.
[0013] Além da usina geradora de eletricidade com dispositivo para alimentação em duas redes de corrente, está sendo proposto um processo para a sua operação. Este se destaca pelo fato de que para alimentar na primeira rede de corrente, o transformador de corrente é acionado de tal modo que gera uma corrente de saída com a primeira frequência de rede e o conversor de frequência é acoplado à primeira rede de corrente através de um transformador elevador de tensão. Além disso, destaca-se pelo fato de que para alimentar na segunda rede de corrente, o conversor de frequência é acionado de tal modo com a segunda frequência de rede que gera uma corrente de saída com a segunda frequência de rede, e o conversor de frequência é ligado à segunda rede de corrente através de um transformador elevador de tensão.
[0014] Outra realização importante da invenção reside no abastecimento da rede de corrente própria da usina que pode operar com uma frequência de serviço independente da frequência de rede que é
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6/25 alimentada com a corrente.
[0015] A rede de corrente própria da usina geradora de eletricidade tipicamente é conformada como rede de tensão intermediária, razão por que a discussão adicional se refere à rede de tensão intermediária, sem que isto deva ser considerado como uma restrição. A partir desta rede são abastecidos diferentes maiores consumidores, como compressor de gás de combustão, bombas de água NOx, bem como redes de baixa tensão para consumidores locais. A rede de tensão intermediária, de maneira convencional, é abastecida pelo gerador através de um transformador auxiliar. No caso, a frequência da rede de tensão intermediária é idêntica àquela do gerador.
[0016] De acordo com a invenção, para alimentar a rede de corrente própria da usina, são propostos novos circuitos e processos para operar a usina geradora de eletricidade. Especialmente é proposta a alimentação seletivamente da rede de tensão intermediária através de um transformador auxiliar ou através de um conversor de frequência auxiliar, ligado em série com o transformador auxiliar. Quando a corrente, gerada pelo conversor de frequência eletrônico, for fornecida com uma primeira frequência de serviço, sendo a frequência da rede de tensão intermediária igual à primeira frequência de serviço, então a rede de tensão intermediária será abastecida diretamente através do transformador auxiliar. Quando a corrente gerada pelo conversor de frequência for fornecida com uma segunda frequência de serviço e a frequência da rede de tensão intermediária for igual a uma primeira frequência de serviço, então a rede de tensão intermediária será abastecida através do conversor de frequência auxiliar e do transformador auxiliar. O conversor de frequência auxiliar transforma, no caso, na sua frequência de rede, a corrente necessária para a rede de tensão intermediária própria da usina. Tipicamente, esta
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7/25 transformação será realizada antes da transformação para tensão intermediária. Uma disposição, na qual inicialmente é feita a transformação para tensão intermediária, para depois de modificada a frequência, também pode ser imaginada. Isto pode até mesmo ser vantajoso para evitar chaves de alta tensão dispendiosas, substituindo-as por chaves de tensão intermediária.
[0017] Alternativamente, para minimizar o número das chaves e linhas, o abastecimento de corrente da rede de corrente própria da usina, independente da frequência de saída do conversor de frequência eletrônico, sempre poderá ser feita pelo conversor de frequência, o qual será ligado de tal modo que fornece corrente com a frequência de serviço da rede de tensão intermediária própria da usina. Para o caso de que a frequência de saída do conversor de frequência eletrônico é igual à frequência de serviço da rede de tensão intermediária própria de usina, o conversor de frequência auxiliar trabalha com uma relação de frequência de um. Isto quer dizer que o conversor de frequência auxiliar, neste modo de operação, sem aproveitamento efetivo, resulta em perdas de potencial. Baseado nos potenciais reduzidos, transferidos relativamente ao potencial global da usina, perdas de potencial são moderadas, de maneira que, ao todo, pode ser vantajosa esta disposição mais simples, a qual, além disso, simplifica o processo operacional.
[0018] De acordo com uma conformação da invenção, diferencia-se a primeira frequência de rede nitidamente da segunda frequência de rede, sendo que a primeira frequência de rede ou é menor do que a segunda frequência de rede,sendo que a primeira frequência de rede ou é menor do que a segunda frequência de rede e a segunda frequência de rede é de 50 hZ ou 60 Hz.
[0019] Especialmente, a segunda frequência de rede pode ser
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Hz e a primeira frequência de rede pode estar situada em 50 Hz.
[0020] Ou a primeira frequência de rede é maior do que a segunda frequência de rede, sendo que a segunda frequência de rede é de 50 Hz ou 60 Hz. Especialmente, a segunda frequência de rede pode ser de 50 Hz, e a primeira frequência de rede pode ser de 60 Hz.
[0021] Preferencialmente, a turbina está dimensionada para um potencial superior a 50 MW.
[0022] Preferencialmente, conversores de frequência eletrônicos têm a conformação de conversores matriciais. Estes abrangem uma variedade de chaves dispostas em uma matriz (m x n), sendo controláveis, bidirecionais, as quais, controladas por um regulador m, interligam entradas seletivamente com saídas, sendo m maior do que n. Pelo emprego de conversores matriciais, os potenciais de perdas podem ser mantidos dentro de limites reduzidos.
[0023] Alternativamente, também se pode imaginar, por exemplo, o uso de conversores de frequência. Estes consistem em um retificador, o qual alimenta um circuito intermediário de tensão contínua e de um conversor alternado, alimentado a partir deste circuito intermediário, o qual gera, seletivamente, corrente alternada com a primeira ou segunda frequência de serviço.
Breve Descrição dos Desenhos [0024] Em seguida, a invenção será explicitada com base em exemplos de execução, em conexão com os desenhos. As figuras mostram:
- figura - 1 diagrama acentuadamente simplificado de uma usina geradora de eletricidade combinada com uma turbina a gás e um ciclo de água-vapor sequencial de acordo com o estado da técnica;
- figura - 2 recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha única (single line diagram) de uma usina geradora de eletricidade, de
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9/25 acordo com o estado da técnica;
- figura 3 - recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha única de uma usina geradora de eletricidade, de acordo com um exemplo de execução da invenção, com dois transformadores elevadores de tensão para alimentar em duas redes;
- figura 4 - recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha única em uma usina geradora de eletricidade de acordo com um exemplo de execução da invenção, com um transformador elevador de tensão para alimentar em duas redes;
- figura 5 - recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha simples de uma usina geradora de eletricidade, de acordo com um exemplo de execução da invenção com dois transformadores elevadores de tensão para alimentação em duas redes e abastecimento de corrente de custo otimizado dos sistemas auxiliares;
- figura 6 - recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha única de uma usina geradora de eletricidade, de acordo com um exemplo de execução da invenção, com dois transformadores elevadores de tensão para alimentar em duas redes e circuito para reversão da alimentação da primeira rede para a segunda rede, com a turbina operando;
- figura 7 - diagrama acentuadamente simplificado de uma usina geradora de eletricidade combinada, de acordo com um exemplo de execução da invenção, com uma turbina a gás e um ciclo de água e vapor sequencial; e
- figura 8 Estruturação interna exemplificada de um conversor matricial, como pode ser empregado com o transformador de frequência em uma instalação de acordo com a figura 7.
Descrição de Realizações da Invenção [0025] A figura 2 apresenta um recorte acentuadamente simplificado de um diagrama de linha única de uma usina geradora de
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10/25 eletricidade de acordo com o estado da técnica. Apresenta um gerador 108, 118 convencional, acionado por ao menos uma turbina, cujo potencial de saída é transmitido através de uma rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5. A rede contém linhas de alta tensão, uma chave de potencial de gerador 6, com a qual o gerador poderá ser separado da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5. A corrente gerada pelo gerador 108, 118 através de um (primeiro) transformador elevador de tensão 3 e um chave de alta tensão de rede 21, é alimentada em uma (primeira) rede 1. Através de um transformador auxiliar 42 e uma chave de alta tensão 64, é abastecida a rede própria da usina que consiste em uma rede de tensão intermediária 54 e de uma rede de baixa tensão por ela alimentada 50. A rede de baixa tensão 50, na qual estão acopladas unidades consumidoras menores 51, como, por exemplo, acionamentos, reguladores, aparelhos medidores ou a regulagem, é abastecido por ao menos um transformador de sistema auxiliar 45 pela rede de tensão intermediária 54. Unidades consumidoras maiores, como bombas de água NOx ou compressores de gás combustor, serão abastecidas diretamente pela rede de tensão intermediária 54, através de transformadores de acionamento auxiliar próprio.
[0026] A corrente excitadora do gerador é tirada da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5, sendo transformado para tensão excitadora através de um transformador excitador 7, retificada e regulada em um excitador 43 estático. Por meio de uma chave excitadora 47, a excitação poderá ser aplicada ou desligada.
[0027] Nos geradores com turbina a gás, o gerador tipicamente também é ligado na partida como motor. Para tanto, a corrente é abastecida pela rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5, através de um transformador e de um conversor de frequência estática 63. O conversor de
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11/25 frequência estática 63 pode se acoplado ou separado do gerador 108, 118 através de uma chave de partida 26.
[0028] Neste e no seguinte exemplo, a tensão de saída do gerador e, correspondentemente, a rede acoplada ao gerador, será designada como rede de alta tensão 5 própria de usina geradora de eletricidade. Existem diferentes definições de baixa tensão, tensão intermediária e alta tensão. No exemplo, o serviço é realizado com baixa tensão na faixa de 380 V até 415 V, tensão intermediária na faixa de 6.000 v até 11.000 V e alta tensão acima de 21.000 V. Na literatura existem diversas definições das regiões de tensão. Existem definições, nas quais a alta tensão somente começa acima de 35 kV, 38 kV ou até mesmo acima de 69 kV. As designações aqui escolhidas não devem ser compreendidas como restrição.
[0029] A figura 3 representa uma primeira forma de realização da usina geradora de eletricidade de acordo com a invenção. Contrário a uma usina geradora de eletricidade convencional, a rede de alta tensão 5 da usina geradora de eletricidade não está ligada diretamente ao gerador 8,18, porém através de um conversor de frequência eletrônico 27.
[0030] Tipicamente duas redes de corrente, que possuem frequência de rede variável, possuem tensões de serviço diferentes. De modo correspondente, estão previstas duas chaves de alta tensão de rede 21,a,b e dois transformadores elevadores de tensão 3,4.
[0031] Para alimentar corrente na primeira rede 1, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 é operada com a primeira frequência de serviço e, através de uma chave de alta tensão de rede 21a e um primeiro transformador elevador de tensão 3, é ligado com a primeira rede 1.
[0032] Para alimentar corrente na segunda rede 2, a rede de
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12/25 alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 será operada com a primeira frequência de serviço e, através de uma chave de alta tensão de rede 21b e um segundo transformador elevador de tensão 4, será unida com a segunda rede 2.
[0033] Uma vantagem da invenção reside em que a rede de tensão intermediária 54 e a rede de baixa tensão 50 com suas unidades consumidoras, podem ser concretizadas quase inalteradas e idênticas em relação àquelas de uma usina geradora de eletricidade convencional. A alimentação da rede de tensão intermediária 54, propriamente dita se verifica na dependência da frequência selecionada da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 ou de forma direta através de uma chave de alta tensão de rede 64a, e o transformador auxiliar 42 ou através de uma chave de alta tensão de rede 64b, um conversor de frequência auxiliar 41 e o transformador auxiliar 42.
[0034] Quando a frequência da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 for igual àquela da rede de tensão intermediária 54, será selecionada a introdução direta através da chave de alta tensão de rede 64 e o transformador auxiliar 42. No caso em que a frequência da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 não for idêntica àquela da rede de tensão intermediária 54, a introdução será selecionada através da chave de alta tensão de rede 64, um conversor de frequência auxiliar 41 e o transformador auxiliar 42.
[0035] No exemplo mostrado na figura 3, a rede de tensão intermediária 54 está conformada para 50 Hz. A primeira rede 1 também está conformada para 50 Hz e a segunda rede está conformada para 60 Hz.
[0036] Para introdução de corrente na primeira rede 1, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 será operada pelo conversor de frequência eletrônico 27 com 50 Hz e corrente é introduzida na
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13/25 primeira rede 1 através do primeiro transformador elevador de tensão 3. A rede de tensão intermediária 54 poderá ser abastecida diretamente pelo transformador auxiliar 42 com tensão intermediária em 50 Hz .
[0037] Na introdução de corrente na segunda rede 2, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 será operada pelo conversor de frequência eletrônico 27 com 60 Hz e corrente é alimentada pelo segundo transformador elevador de tensão 4 na segunda rede 2. Para abastecimento da rede de tensão intermediária 54, a corrente da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 é convertida sobre o conversor de frequência auxiliar 41 de 60 Hz para 50 Hz, e depois através do transformador auxiliar 42, será introduzida na rede de tensão intermediária 54.
[0038] Como o gerador 8,18 pode ser operado como motor elétrico através do conversor de frequência eletrônico 27 para a partida da turbina, nas disposições de acordo com a invenção, é dispensado o conversor de frequência estática 63, bem como as linhas e circuitos correspondentes.
[0039] A figura 4 é uma segunda realização da usina geradora de eletricidade de acordo com a invenção. Ela é essencialmente idêntica à versão, mostrada na figura 3. Ela se destaca por um transformador elevador de tensão 3,4 especial, o qual permite a elevação para duas diferentes tensões de serviço. Na introdução na primeira rede 1, a corrente da primeira rede será tirada do transformador elevador de tensão 3,4 e introduzida através de uma chave de alta tensão de rede 21a. Na introdução na segunda rede 2, a corrente será tirada com a tensão e frequência da segunda rede com transformador elevador de tensão 3,4 e através de uma chave de alta tensão de rede 21b será introduzida.
[0040] Para evitar uma ligação eletromagnética entre as duas
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14/25 redes 1,2, nesta versão as chave de alta tensão de rede 21a 21,b estão integrados entre as redes 1,2 e o transformador elevador de tensão 3,4.
[0041] A figura 5 é outra realização da usina geradora de eletricidade de acordo com a invenção. Ela se diferencia da versão mostrada na figura 3 por um abastecimento de corrente de custo otimizado dos sistemas auxiliares. Para reduzir o número de linhas paralelas e chaves de alta tensão de rede 64, existe apenas uma introdução até a rede de tensão intermediária 54 através do conversor de frequência auxiliar 41, o transformador auxiliar 42 e uma chave de tensão intermediária 46. A rede de tensão intermediária 54 da usina geradora de eletricidade será, por conseguinte, sempre abastecida sobre o conversor de frequência auxiliar 41.
[0042] A relação de frequência do conversor de frequência auxiliar 41 é igual à relação da frequência de configuração da rede de tensão intermediária 54 em relação à frequência de serviço da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5.
[0043] Por exemplo, para o caso de que o conversor de frequência eletrônico 27 abasteça a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 com a frequência da rede de tensão intermediária 54, a relação da frequência do conversor de frequência auxiliar 41 passa a ser igual a um.
[0044] Baseado na figura 3, na figura 6 está apresentada outra forma de realização da usina geradora de eletricidade de acordo com a invenção. Esta se destaca pelo fato de que é possível uma reversão da introdução de uma primeira rede 1 em uma segunda 2 sem desligamento da turbina. Na escolha de um conversor matricial como conversor de frequência eletrônico 27, apresentado como variante preferida, teoricamente a frequência de saída poderá ser reajustada, em saltos, de uma primeira frequência para uma segunda frequência. É, todavia, problemática a
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15/25 sincronização das respectivas chaves de alta tensão de rede 21a, b integrantes e a chave de alta tensão 64a, b com este procedimento de comutação, bem como a sincronização das fases com aquelas da rede e da influência de um processo comutador repetido sobre a estabilidade da rede. Vantajosamente, portanto, a turbina para o processo de comutação, será inicialmente reduzida para a marcha em vazio, o conversor de frequência eletrônico 27 será sincronizado com a nova rede-alvo, e a turbina será depois novamente carregada. Para possibilitar este procedimento sem desligamento da turbina, o abastecimento de corrente do sistema auxiliar terá de estar assegurado durante o processo da comutação. Isto poderia, por exemplo, ser assegurado por um abastecimento de corrente independente do gerador 8, 18 por meio de uma rede 1,2. Durante a operação normal, quando o potencial é fornecido para uma das redes 1,2, todavia, as usinas geradoras de eletricidade 10 são tipicamente auto abastecidas e correspondentes circuitos terão de ser previstos.
[0045] Para viabilizar uma comutação de uma primeira rede 1 para uma segunda rede 2 sem desligamento da turbina, e para assegurar o auto abastecimento da usina geradora de eletricidade durante a operação normal, é proposta uma divisão da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5 em duas seções. Conforme mostrado na figura 6, a primeira seção da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5a liga o gerador 8,18 com a entrada do conversor de frequência eletrônico 27. Além disso, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5a liga, por exemplo, a saída do conversor de frequência eletrônico 27 através de chave de alta tensão de rede 21a ,b e os transformadores elevadores de tensão
3,4 seletivamente com a primeira rede 1 ou com a segunda rede 2. A segunda parte da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5b pode ligar o transformador auxiliar 42 sobre uma chave de alta tensão de
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16/25 rede 64a e o primeiro transformador elevador de tensão 3 com a primeira rede 1. Além disso, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5b poderá ligar o transformador auxiliar 42 sobre uma chave de alta tensão de rede 64a e o primeiro transformador elevador de tensão 3 com a primeira rede 1. Além disso, a rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5b poderá unir com a segunda rede 2 o transformador auxiliar 42 através do conversor de frequência auxiliar 41, uma chave de alta tensão de rede 64b e o segundo transformador elevador de tensão 4. A rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5b, pelas chaves de alta tensão de rede 21a 21,b permite uma separação completa da rede de tensão intermediária 54 da rede de alta tensão 5a da usina geradora de eletricidade e sobre as chaves de alta tensão de rede 64a,b, viabiliza o abastecimento 5 da primeira rede 1 ou a partir da segunda rede 2. Durante a operação de carga normal, o abastecimento poderá ser feito a partir da rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade 5a, bem como por uma combinação do abastecimento de diferentes redes de alta tensão (1 e 5a ou 2 e 5a).
[0046] Um processo para comutação da alimentação de potencial da primeira rede de corrente 1 para a segunda rede de corrente 2 pode, por exemplo, ser concretizado como segue: partindo da operação de carga da turbina, na qual a chave de alta tensão de rede 21a, bem como a chave de alta tensão 64a, estão fechados, e a chave de alta tensão de rede 21b, bem como a chave de alta tensão 64b, estão abertas, a turbina tem a marcha diminuída. Na marcha em vazio, será aberta uma chave de alta tensão 21a e o gerador 8,18 será separado da rede. Os sistemas auxiliares serão agora abastecidos pela primeira rede 1 através do transformador elevador de tensão 3, a rede de alta tensão própria da usina, a chave de alta tensão 64a e o transformador auxiliar 42. Para comutação para a segunda rede, a chave de alta tensão 64b será fechada e a saída do conversor de
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17/25 frequência auxiliar 41 será sincronizada com a frequência da primeira rede 1. Tão logo se verificar a sincronização, o abastecimento de corrente poderá ser feito a partir da segunda rede 2, sendo separada da primeira de 1 pela abertura da chave de alta tensão 64a.
[0047] Além disso, a corrente de saída do conversor de frequência eletrônico 27 será sincronizada com a frequência da segunda rede 2. Tão logo isto tenha se verificado, a chave de alta tensão 21b será fechada e a turbina será acelerada. A sequência da sincronização do conversor de frequência auxiliar 41 e do conversor de frequência eletrônico 27 também poderá estar trocada ou se realizar ao mesmo tempo.
[0048] Uma comutação da alimentação de potencial da segunda rede de corrente 2 para a primeira rede de corrente 1 se verifica, essencialmente, em etapas análogas. Desde que a regulagem da frequência da rede de tensão intermediária 54 se verifique por um indicador de cadenciamento próprio, independente da frequência da primeira rede 1, no caso de uma reversão do abastecimento da rede de tensão intermediária 54 da segunda rede 2 para um abastecimento pela primeira rede 1 antes do fechamento da chave de alta tensão 64a, a saída do conversor auxiliar 41, terá de ser sincronizada com a primeira frequência de rede.
[0049] A figura 7 apresenta um esquema simplificado de uma usina geradora de eletricidade combinada como exemplo de uma usina geradora de eletricidade 10 de acordo com a invenção. A seção da turbina 11 com a turbina a gás 12 e o primeiro gerador 18, bem como a seção de turbina 11' da turbina a vapor 24, correspondem aos indicados na figura 1. Tanto o gerador 18 da turbina a gás 12 como também o gerador 1 da turbina a vapor 24 podem, seletivamente, ser unidos através das chaves de alta tensão 21a,b na primeira rede 1 ou na segunda rede 2. Também foi dispensada, por motivos de espaço, a representação do condensador,
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18/25 bombas de água alimentação e outros sistemas do ciclo de água- vapor 25.
[0050] Preferencialmente, a turbina a gás é conformada como turbina a gás 12 com combustão sequencial. Para controle ou regulagem da turbina a gás 12 servem, ao menos, uma série de pás compressoras reguláveis na entrada do compressor 13, bem como a regulagem do suprimento de combustível 17, ou seja, 17', para as câmaras combustoras 15,15'. Os sinais de comando correspondentes se originam de um comando ou regulagem após a determinação de terminados parâmetros de entrada, que podem ser usados individualmente ou em combinação aleatória. Possíveis parâmetros são a temperatura da compressão de entrada, a temperatura de compressão terminal e a pressão terminal do compressor na saída do compressor. Outros parâmetros convencionais são temperaturas de saída da primeira e da segunda turbina 14a, 14b. A primeira e a segunda turbina são refrigeradas, por exemplo, por ar de refrigeração 52. A troca de sinal entre turbina a gás 12 e a regulagem 39 é mostrada de modo simplificado pela linha de sinalização 40.
[0051] As rotações da turbina a gás 12 podem, por exemplo, se medidas através da frequência do gerador no primeiro gerador 18, e através de uma linha de medição 48, ser integradas na regulagem 39. Para a medição da frequência de rede na rede 1,2 poderá ser previsto um registrador de frequência de rede 49. Finalmente, na regulagem 39 poderá ser introduzido um valor para a potência-alvo.
[0052] A regulagem 39 ajusta o potencial e as rotações da turbina a gás 12 e do primeiro gerador 18 de acordo com um ou vários desses parâmetros ou outros parâmetros. Contrário a instalações convencionais de usinas geradoras de eletricidade, as rotações podem ser reguladas independente da frequência da rede 1,2, devido ao emprego do conversor de frequência eletrônico 27.
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19/25 [0053] A regulagem das rotações poderá alternativamente, por exemplo, também ser realizada pelo fato de que as rotações teóricas, calculadas na regulagem 39 da turbina a gás, são transferidas para o regulador do conversor de frequência eletrônico 27 e as rotações teóricas são forçosamente aplicadas, através do gerador, para a turbina a gás 12. O primeiro gerador 18 se apoia, no caso, sobre o conversor de frequência eletrônico 27 contra a rede 1,2 quase estática em comparação com a turbina a gás 12, e força a aplicação das rotações teóricas pela regulagem da relação de frequência entre rede e rotações mecânicas da turbina a gás. Rede 1,2 quase estática significa, neste contexto, que alterações da frequência de rede são muito reduzidas. Em consequência de alterações das rotações ou da turbina 12 respectiva e no processo regulador são negligenciáveis, ou seja, podem ser facilmente compensadas. Isto quer dizer, especialmente, que por ocasião de uma adequação das rotações forçosamente aplicadas da turbina a gás, uma alteração eventualmente resultante da frequência de rede será, ao menos, uma ordem de grandeza menor. Normalmente, a alteração resultante da frequência de rede não pode ser medida ou apenas com muita dificuldade, devido ao ruído de fundo da rede.
[0054] O ciclo de água-vapor 25 é regulado, neste exemplo, por um regulador de ciclo de água-vapor 55. O regulador de ciclo de água-vapor 55 recebe pelas linhas de sinalização 57 a indicação de todos os estados operacionais necessários para a regulagem da caldeira 23, como sejam, temperaturas, fluxos de massa, ou seja, posições de válvulas e pressões da caldeira e envia, através das linhas 57, os sinais reguladores para a caldeira. Baseado nos estados operacionais da turbina a vapor 24, também será regulada pelo regulador de ciclo de água-vapor 55. As rotações da turbina a vapor 24 podem, no caso, serem medidas no segundo gerador 8 através da
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20/25 frequência do gerador, sendo integrada no regulador de ciclo de água-vapor por meio de uma linha de medição 48. Para a medição da frequência de rede na rede 1,2 poderá ser previsto um registrador de frequência de rede
49. Os sinais reguladores serão trocados com a turbina a vapor 24 através de linhas de sinalização 62.
[0055] Contrário a convencionais usinas geradoras de eletricidade, independente da frequência da rede 1,2, também poderão ser reguladas as rotações da turbina a vapor 24, baseado no uso do conversor de frequência eletrônico 27.
[0056] A regulagem das rotações pode, alternativamente, também ser realizada, por exemplo, quando as rotações teóricas, calculadas no regulador do ciclo de água-vapor 55 da turbina a vapor, forem transferidas para o regulador do conversor de frequência eletrônico 27 e as rotações teóricas seriam forçosamente aplicadas pelo gerador sobre a turbina a vapor 24. No caso, o segundo gerador 8 se apoia sobre o conversor de frequência eletrônico 27 contra a rede 1,2, quase estática, em comparação com a turbina a vapor 24, e aplica forçosamente as rotações teóricas pela regulagem da relação de frequência entre rede e rotações mecânicas da turbina a vapor 24. A expressão rede 1,2 quase estática significa, neste contexto, que alterações da frequência de rede são muito reduzidas em virtude de uma alteração das rotações ou do potencial fornecido pela correspondente turbina a vapor 24 para a rede 1,2, e no processo regulador são negligenciáveis, ou seja, podem ser facilmente compensadas. Isto quer dizer, especialmente, que por ocasião de uma adequação das rotações da turbina a vapor, forçosamente aplicadas, uma alteração eventual resultante na frequência da rede é ao menos uma ordem de grandeza menor. Normalmente, a alteração resultante da frequência da rede não será mensurável, ou apenas com dificuldade, devido ao ruído de
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21/25 fundo da rede.
[0057] O controlador de unidade 56 concretiza a regulagem sobreposta da usina geradora de eletricidade 10. Está ligado através de linhas de sinalização 58 na troca de sinais com a regulagem 39 da turbina a gás 12, e através das linhas de sinalização 59, em troca de sinal, com o regulador do ciclo de água-vapor 55.
[0058] Na prática, o ciclo de água-vapor geralmente não será regulado por um regulador de água-vapor 55, porém sobre uma série de reguladores que se comunicam com o controlador de unidade 56. Isto seria, por exemplo, um regulador para a turbina a vapor e um regulador para a caldeira ou um regulador para os sistemas auxiliares, como condensador e bombas de água de alimentação.
[0059] O conversor de frequência eletrônico 27 - para limitar o potencial perdido - é conformado, preferencialmente como conversor matricial sem circuito intermediário de corrente contínua. Tal conversor matricial, o qual em virtude de sua ativação opera com especiais perdas reduzidas, foi descrito na EP-A2 1 199 794 quanto a sua estrutura e modo de ação. Outras realizações de tal conversor matricial foram descritas na EP-A1-1 561 273, no documento DE-A1-10 2004 016 453, no documento DE-A1-10 2004 016 463 e no documento DE-A1-10 2004 016 464. Na figura 8 é mostrado o diagrama principal e um conversor matricial com 6 fases de entrada e 3 fases de saída. O conversor matricial 27 interliga, em um sequência temporal, 6 fases G1,..., G6 de um gerador 8,18 como fonte com 3 fases L1,...,L3 de uma carta 30. A parcela de potencial 29 para tanto necessária abrange 18 chaves 32 bidirecionais em forma de tiristores, ligados em sentido antiparalelo (geralmente existe uma chave m x n para m fases de Entrada/Fontes e n fases de Saída/Carga). As chaves 32 estão integradas em uma matriz (6 x 3). Para a ativação das chaves 32, está
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22/25 previsto um comando ou um regulador 31 que recebe sinais temporizados (uma frequência de cadências) de um indicador de cadenciamento 28. O estado de comutação das chaves 32 (LIG, DESL) será controlado sobre uma primeira linha sinalizada 36 e será comunicado para o regulador 31. As chaves 32 serão ativadas pelo regulador 31 sobre uma linha de comando 35.
[0060] Nas diferentes fases G1,...,G6 do gerador 8,18, está previsto um conjunto medidor de corrente 34, que comunica o sinal da corrente de fase através de uma segunda linha de sinalização 37 para o regulador 31. Além disso, entre as fases G1,...,G6 do gerador 8,18 estão dispostos conjuntos medidores de tensão 33 que comunicam o sinal da respectiva tensão diferencial de fase sobre uma terceira linha de sinalização 38 para o regulador 31. Quanto aos detalhes da sequência operacional do conversor matricial é feita referência às publicações acima citadas.
[0061] As possíveis versões da invenção não se restringem aos exemplos aqui apresentados. Através dos exemplos, se abrem ao técnico no assunto uma variedade de possibilidades de concretizar circuitos e processos equivalentes. Especialmente na disposição de chaves e chaves de alta tensão, é possível um grande número de combinações. Para simplificação, além disso, chaves de segurança em grande parte do sistema auxiliar não são mostradas. Além disso, o uso não está restrito à espécie ou combinação aqui mostrada. Especialmente, o emprego não está limitado a usinas geradoras de eletricidade combinadas. Um emprego para turbinas a gás ou usinas geradoras de eletricidade de turbinas a vapor também é possível. Por exemplo, também se pode imaginar um emprego em combinação com turbinas d'água.
Relação Numérica De Componentes primeira rede segunda rede
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23/25 primeiro transformador elevador de tensão segundo transformador elevador de tensão
5,5a,b rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade
Chave de potencial do gerador transformador excitador segundo gerador eixo da turbina a vapor
10, 10' Instalação da usina geradora de eletricidade
11,11' seção de eixo
Turbina a gás compressor
14,14a,b turbina
15,15' câmara de combustão entrada de ar
17, 17' alimentação de combustível primeiro gerador eixo
20, ligação de rede (acoplado à frequência)
21,21a,b chave de alta tensão de rede descarga de gás de escape gerador de vapor de calor perdido turbina a vapor ciclo água-vapor chave de ativação conversor de frequência eletrônico indicador de cadência componente de potencial carga
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24/25 regulador chave (bidirecional) conjunto medidor de tensão conjunto medidor de corrente linha de comando
36....38 linha de sinalização.
regulagem regulagem para turbina a gás de valor medido e troca de sinal conversor de frequência auxiliar transformador auxiliar excitação estática transformador acionamentos auxiliares transformador sistema auxiliar
Chave de tensão intermediária chave excitadora linha medidora (frequência de gerador / rotações) receptor de frequência de rede abastecimento de baixa tensão consumidores de baixa tensão como abastecimento de corrente contínua ininterrupta, acionamentos, reguladores, aparelhos medidores abastecimento de ar refrigerado rede de tensão intermediária regulador ciclo água-vapor controlador de unidade valores medidos e sinais reguladores gerador de vapor de calor perdido
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25/25 sinais reguladores turbinas a gás regulagem/controlador unidade sinais reguladores regulador ciclo águavapor/controlador unidade gás de escape valor medido e troca de sinais reguladores regulador do ciclo de água-vapor dispositivo estático de partida inclusive transformador
64,64a,b cave de alta tensão
108 segundo gerador convencional
118 primeiro gerador convencional
G1....G6 fase (carga)

Claims (14)

  1. Reivindicações
    1. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10) compreendendo uma turbina (12) e um gerador (18), acionado diretamente pela turbina (12), gerando corrente alternada com uma frequência de serviço, em que o gerador (8,18) poderá ser acoplado através de um conversor de frequência (27) e ao menos um transformador elevador de tensão (3, 4), seletivamente a uma primeira rede (1) elétrica com uma primeira frequência de serviço ou a uma segunda rede (2) elétrica, com uma segunda frequência de serviço, sendo que o conversor de frequência (27) está disposto entre o gerador (8, 18) e o transformador elevador de tensão (3, 4), a usina geradora de eletricidade (10) sendo caracterizada pelo fato de que está conformada com ao menos uma turbina a gás (12) e ao menos uma turbina a vapor (24), sendo que os geradores (8,18) dessas turbinas (12,24) estão dispostos de modo que podem ser ligados, independente entre si, seletivamente à primeira rede (l) ou à segunda rede (2).
  2. 2. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a partir de ao menos um transformador elevador de tensão (3, 4) a ligação com a primeira rede elétrica (1) é tirada uma primeira relação de tensão entre o gerador (8, 18) e a primeira rede (1), e na ligação com a segunda rede (2), é tirado uma segunda relação de tensão entre o gerador (8,18) e a segunda rede (2).
  3. 3. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que para a ligação com a primeira rede elétrica (1) está integrado um primeiro transformador elevador de tensão (3) com uma primeira relação de tensão entre o gerador e a primeira rede (1), e para a ligação com a segunda rede (2), está integrado
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    2/5 entre o gerador (8, 18) e a segunda rede (2) um segundo transformador elevador de tensão (4) com uma segunda relação de tensão.
  4. 4. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o transformador de tensão (27) está conformado como conversor matricial.
  5. 5. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que da usina geradora de eletricidade (10) dispõe ao menos de uma rede de tensão intermediária (54) local que está conformada para uma frequência de entrada, sendo que ao menos um transformador auxiliar (42) para abastecimento de ao menos uma rede de tensão intermediária (54), seletivamente pode ser unido de modo direto, ou através de um conversor de frequência auxiliar (41) com a saída do conversor de frequência (27).
  6. 6. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a usina geradora de eletricidade (10) dispõe de ao menos uma rede de tensão intermediária (54), sendo que ao menos um transformador auxiliar (42), para fins de abastecimento e ao menos uma rede de tensão intermediária (54), pode ser ligado diretamente com o primeiro transformador elevador de tensão (3) e/ou através de um conversor de frequência auxiliar (41) pode ser unido com o segundo transformador elevador de tensão (4).
  7. 7. USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que ao menos duas seções de eixos (11,11') estão previstas com ao menos um gerador (8,18), sendo que cada um dos geradores (8,18), através de um conversor de frequência (27), ao menos uma chave de alta tensão de rede (21) e ao menos um transformador elevador de tensão (3,4) pode ser unida, seletivamente, na primeira dede (1) elétrica com a primeira frequência de
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    3/5 serviço, ou pode ser unida a segunda rede elétrica (2) com a segunda frequência de serviço.
  8. 8. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o conversor de frequência (27) para alimentar a primeira rede de corrente (1), é de tal modo acionado que gera uma corrente de partida com a primeira frequência de rede, sendo que o conversor de frequência (27), para fins de alimentação na segunda rede de corrente (2), é de tal modo acionado que gera uma corrente de partida com a segunda frequência de rede, sendo que o conversor de frequência (27) é ligado na segunda rede de corrente (2) através do segundo transformador elevador de tensão (4).
  9. 9. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que na ligação do conversor de frequência (27) com a primeira rede (1), a rede de tensão intermediária (54) local para abastecimento dos sistemas auxiliares da usina geradora de eletricidade é abastecida pela rede de alta tensão (5) através de um transformador auxiliar (42), sendo que na ligação com a segunda rede (2), a rede de tensão intermediária (54) local, para fins de abastecimento dos sistemas auxiliares da usina geradora de eletricidade é ligada sobre um conversor de frequência auxiliar (41) e o transformador auxiliar (42).
  10. 10. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que na ligação do conversor de frequência (27) com a primeira rede (1), a rede de tensão intermediária (54) local, para fins de abastecimento dos sistemas auxiliares da usina geradora de eletricidade (10), é ligada sobre um conversor de frequência auxiliar (41), acionado de tal
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    4/5 modo que são iguais a frequência de entrada e a frequência de saída, sendo que na ligação com a segunda rede (2), a rede de tensão intermediária (54) local para abastecimento dos sistemas auxiliares da usina geradora de eletricidade (10), é unida sobre um conversor de frequência auxiliar (41), acionado de tal modo que a frequência de saída é igual à primeira frequência.
  11. 11. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que para comutar uma alimentação na primeira rede (1) para uma alimentação na segunda rede (2) ou vice versa, a turbina terá sua marcha reduzida, sendo aberta a chave do gerador (6), em seguida o conversor de frequência (27) é sincronizado com a nova frequência de rede, a chave do gerador (6) é fechada e, em seguida, a turbina será novamente acelerada.
  12. 12. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o transformador auxiliar (42) para abastecimento dos sistemas auxiliares durante a fase de comutação, sobre o primeiro transformador elevador de tensão (3) é abastecido com corrente diretamente da primeira rede (1), e em paralelo sobre o segundo transformador elevador de tensão (4) e conversor de frequência auxiliar (41) é alimentado com corrente.
  13. 13. PROCESSO PARA OPERAR UMA USINA GERADORA DE ELETRICIDADE (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que antes da união paralela dos abastecimentos de corrente dos sistemas auxiliares, a frequência e partida do conversor de frequência auxiliar (42) será sincronizada com a frequência da primeira rede (1).
  14. 14. PROCESSO PARA OPERAR UMA TURBINA A GÁS
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    5/5 (12) de uma usina geradora de eletricidade (10), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que para a partida da turbina a gás (12), rede de alta tensão da usina geradora de eletricidade (5) seletivamente será unida com a primeira rede (1) ou com a segunda rede (2), sendo o gerador (8) operado como motor de partida e sendo acionado sobre o conversor de frequência (27).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2644841A1 (en) 2012-03-29 2013-10-02 Alstom Technology Ltd Method of operating a turbine engine after flame off
EP2708737B1 (en) * 2012-09-12 2020-10-28 General Electric Technology GmbH Method for operating a thermal power plant
DE102018113129A1 (de) * 2018-06-01 2019-12-05 Innogy Se Technische Entkopplung eines Micro-Grids
DE102019216236A1 (de) * 2019-10-22 2021-04-22 Siemens Aktiengesellschaft Erregereinheit, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Erregereinheit in einem Kraftwerk
CN119103148B (zh) * 2024-10-10 2025-09-12 华能太原东山燃机热电有限责任公司 一种基于数据驱动火电厂给水泵汽蚀故障分析方法及系统

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS635103A (ja) * 1986-06-24 1988-01-11 Toshiba Corp 複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給方法
JPS63148833A (ja) * 1986-12-10 1988-06-21 株式会社東芝 電力設備
JP2749033B2 (ja) * 1986-12-12 1998-05-13 株式会社日立製作所 タービン発電機の軸ねじれ抑制装置
JP2549195B2 (ja) * 1990-10-05 1996-10-30 株式会社東芝 複合サイクル発電プラントの補助蒸気供給方法
JPH06315298A (ja) * 1993-04-27 1994-11-08 Toshiba Corp ガスタービン起動装置
JPH07332012A (ja) * 1994-06-10 1995-12-19 Toshiba Corp ガスタービン静止形起動システム
JPH0849563A (ja) * 1994-08-04 1996-02-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン
JPH0951696A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Toshiba Corp ガスタービン用起動装置
JPH09135539A (ja) * 1995-11-08 1997-05-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 単独運転保護装置
JPH114597A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Toshiba Corp 発電設備における静止形駆動装置の制御装置
JPH1182064A (ja) * 1997-09-12 1999-03-26 Toshiba Corp ガスタービン起動システム
JPH11262177A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Toshiba Corp 異周波数電源救援方法
JPH11303646A (ja) * 1998-04-20 1999-11-02 Hitachi Ltd ガスタービン発電プラント
DE10051222A1 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Betrieb eines Matrixkonverters sowie Matrixkonverter zur Durchführung des Verfahrens
DE10056231B4 (de) * 2000-11-13 2012-02-23 Alstom Technology Ltd. Verfahren zum Betrieb eines Kombikraftwerks
JP2002354666A (ja) * 2001-05-22 2002-12-06 Electric Power Dev Co Ltd 発電設備を配電線に系統連系する装置
DE10330473A1 (de) * 2003-07-05 2005-01-27 Alstom Technology Ltd Frequenzumwandler für Hochgeschwindigkeitsgeneratoren
GB2407927B (en) * 2003-11-07 2006-03-01 Responsiveload Ltd Responsive electricity grid substation
AU2005319548B2 (en) * 2004-12-20 2009-07-09 Fluor Technologies Corporation Configurations and methods for LNG fueled power plants
JP2006280137A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The 周波数変換システム
DE202006020446U1 (de) * 2005-11-28 2008-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Schiff mit einem Universal-Landanschluss
JP2007263011A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Osaka Gas Co Ltd 動力システム
JP4775101B2 (ja) * 2006-04-28 2011-09-21 株式会社明電舎 交流−交流直接変換装置
JP4862475B2 (ja) * 2006-05-10 2012-01-25 株式会社明電舎 交流−交流直接変換装置のスイッチングパターン生成方法
US7608938B2 (en) * 2006-10-12 2009-10-27 General Electric Company Methods and apparatus for electric power grid frequency stabilization
JP4850726B2 (ja) * 2007-01-12 2012-01-11 株式会社神戸製鋼所 発電装置

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