基于储能电路的大型发电机组灭磁方式优化

随着同步发电机组单机容量大幅提高,其额定励磁电压和励磁电流也大大增加,如何在机组故障和空载误强励等极端运行条件下实现灭磁的快速性、安全性和可靠性三者之间的协调,已成为亟待研究和解决的课题。本文受无源零开断自动灭磁技术的启发,以三峡水轮发电机组的励磁系统为研究对象,运用电力电子软开关技术实现快速灭磁,并利用储能元件存储灭磁过程中的部分磁场能量。通过对灭磁过程中的建压、换流、移能、耗能等环节进行理论分析和仿真验证发现,软开关控制电路的引入实现了磁场断路器的零电流关断,在保证器件安全性和灭磁可靠性的同时,整个灭磁过程所用时间仅为0.668s。同时,储能电路的引入有效减小了励磁绕组和励磁主回路断路器两端电压的突变尖峰,进一步提高了灭磁的安全性和可靠性。对储能电路的进一步优化表明,通过增大储能电容的电容值可以显著提高磁场能量的回收利用率,其中,3300μF的储能电容可以减少约0.1629%的磁场能量泄露。