某电站50 MW发电机自并励励磁系统仿真分析

本文以某电站50 MW水轮发电机组励磁系统为研究对象,分析了励磁系统各组成部分的传递函数,建立了完整的自并励静止励磁系统数学模型(ST1A);应用Matlab软件中的simulink工具,以建立的数学模型为基础搭建了水轮发电机自并励静止励磁系统仿真模型,并对所建模型以发生三相接地故障为例进行仿真研究,验证了所建模型的正确性。

励磁起励对直流电源影响的研究和整改措施

自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励控制回路方式一般采用交流电源起励、直流电源起励和残压起励,起励控制回路的合理设计有利于发电机机组的可靠起励。由于直流电源起励有利于发电机的黑启动,因此很多自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励控制回路方式选择直流电源起励,但是直流电源起励的控制方式会消耗大量直流电能,给直流电源造成较大冲击和谐波干扰,威胁直流电源、继电保护及安全自动装置及其他设备的安全运行。某发电公司在对机组进行增容改造的过程中,自并励励磁系统水轮发电机机组励磁起励时对厂站直流电源系统生产的大冲击和谐波干扰,造成该发电公司35 kV一条线路断路器和故障录波装置开入量误动。针对此次事故,开展原因排查、试验和事故分析,提出了整改措施并实施,保障设备的安全稳定运行。

基于空载误强励灭磁对发电机过电压保护整定的研究

为研究发电机过电压保护设定值在空载误强励灭磁过程中对发电机本体和灭磁系统安全性的影响,分别对采用自并励励磁的300MW和600MW汽轮发电机组在不同发电机过电压保护设定值下进行空载误强励灭磁仿真。对比仿真结果可见,过电压保护设定值较低时相应的发电机最高定子电压、灭磁电流、灭磁电阻能耗和灭磁时间也较小,有利于发电机本体和灭磁系统的安全。为论证降低过电压保护定值的可行性,分析说明了该定值降低后并不影响励磁系统V/Hz限制、发电机过激磁保护和发电机正常运行。基于以上结论,提出了减小发电机过电压保护整定值和增设发电机空载专用过电压保护的建议。

同步发电机新型叠加强励励磁回路二极管故障和电容并联作用分析

针对同步发电机新型叠加强励励磁系统的可行性,重点研究了新型叠加强励叠加回路的二极管故障以及并联电容对波形的影响。Matlab仿真结果表明,二极管故障对励磁系统会造成很大影响,尤其是主回路并联二极管出现短路故障时,强励叠加将导致失败,必须给予重视。同时,经过整流后的电流在并联一个电容进行处理时,并不能对转子电流波形产生平波作用,因此在工程上不需要这种平波方式。

励磁调节器的可靠性设计

小水电对励磁装置的要求是低成本但不失高可靠性,为提高励磁调节器可靠性,本文从保证脉冲的可靠触发、增加冗余度与提高抗干扰能力等方面着手进行了研究与改进,介绍了在单机励磁系统中采取的措施与效果。

灭磁仿真计算与灭磁回路性能参数校核分析

详细分析了线性电阻、SiC非线性电阻和ZnO非线性电阻的特性,针对采用自并励励磁系统的600MW汽轮发电机进行空载误强励和机端三相短路灭磁仿真,得到了不同类型灭磁电阻配置下的发电机灭磁时间、最大转子电压和灭磁能量的区别。结合仿真结果,分析计算了灭磁开关断流能力、灭磁开关弧压和不同灭磁电阻特性对灭磁安全和灭磁速度的影响。提出了决定灭磁回路安全可靠性的几个重要参数及其校核方法的建议,为大型发电机组灭磁主回路设备选型校核提供参考。

新型叠加强励励磁回路的电磁暂态特性与励磁变压器容量分析

为了克服传统自并励励磁系统技术上的缺陷,介绍了一种新型叠加强励励磁方式,并研究了新型叠加强励励磁回路的电磁暂态特性,以及叠加强励励磁系统励磁变压器的容量问题。通过电磁暂态仿真,发现叠加强励可以使得励磁电压和励磁电流增大,并且励磁电压和励磁电流的响应速度很快。对三绕组励磁变压器和传统双绕组励磁变压器的容量分别进行了计算,计算结果表明,采用叠加强励三绕组励磁变压器可以减小励磁变压器的容量。

面向大型同步发电机组的起励系统设计

大型同步发电机已广泛采用自并励励磁系统。文中在对大型同步发电机起励深入研究的基础上,根据起励的特点并结合工程实践,提出了一种基于起励—转子回路时间常数的起励系统主回路设计新方法,包括起励电源的选择、起励—转子回路时间常数的选取计算及关键器件设计方法等。同时,提出了一组适用于大型同步发电机起励的控制新策略,包括整流装置与起励的协调控制、起励回路退出控制策略、基于积分分离法的升压过程控制策略等。仿真结果与1 000MW汽轮机组、700 MW水轮机组的工程实践充分验证了所提出的起励设计方法与控制策略的正确性和有效性。

提高大型汽轮发电机自并励励磁系统强励能力的探讨

介绍了采用自并励磁系统的大型汽轮发电机组在电力系统中的优点和推广应用需注意的问题.根据目前国内外自并励励磁系统的应用情况,提出了在大型汽轮发电机组采用自并励励磁的可行性.重点探讨了在自并励励磁系统的运行方式下,提高机组强励能力指标所采用的具有高、低压桥式可控整流器的改进措施.

新型灭磁在自并励发电机上应用研究

文献讨论了非线性电阻和电容器并联后,跨接到磁场绕组两端的新型灭磁方案,主要是利用磁场开关主触点分断后,由电容器和磁场绕组产生谐振,导致电容器电压上升,当电容器电压上升到超过或等于非线性电阻残压时,非线性电阻即投入,电容器上电压不再上升,这种灭磁的方法,对灭磁开关的开断弧压要求降低了,本文进一步探讨自并励水轮发电机空载误强励下,用新方案灭磁的情况,这里利用了在d,q轴坐标下同步电机Park方程,考虑了阻尼绕组和发电机空载特性饱和的影响,进行了仿真,得到了预期的结果。

火电大机组励磁系统的回顾与展望

回顾国内各大制造厂配套的励磁系统的发展,阐述各种灭磁技术及在国内各电厂的应用情况。根据目前国内外的自并励励磁系统的应用情况,提出在大型汽轮发电机应用自并励励磁系统是可行的。对火电大机组励磁系统的发展提出希望与建议。

误强励时同步发电机新型叠加强励励磁系统的分析

文章针对同步发电机新型叠加强励励磁系统的可行性,重点研究了误强励下,新型叠加强励励磁系统的强励能力。在MATLAB中,建立了误强励下新型叠加强励励磁系统的仿真模型,并与传统自并励励磁系统进行了对比分析,结果表明误强励下新型叠加强励励磁系统的强励能力优于传统自并励励磁系统。

基于线性二次型最优控制的小水电自并励励磁控制器设计

随着电能质量与电能需求的要求不断提高,小水电发电机励磁系统的稳定性成为了当今重要的研究课题。本文以提高小水电发电机励磁系统的稳定性为目的,在线性二次型最优控制理论下,建立了单机无穷大系统的状态方程,设计了以机端电压、角速度、有功功率为反馈量的线性二次型7MW最优自并励励磁控制器。在单机无穷大系统下用MATLAB仿真软件对大、小两种扰动进行算例仿真,且对比了AVR+PSS。仿真结果表明本文设计的最优控制器具有较好的阻尼性和动态性,具有一定的实际应用价值。

现场测试自并励机组发电机T_(d0)′的一种简便方法

提出了一种适用于自并励机组的简便试验方法。该方法通过关断可控硅触发脉冲电源,使转子与已导通的2个晶闸管及励磁变压器副边形成放电回路,从而测得该回路的放电时间常数。该方法不但明显节约试验成本,减少试验时间,而且测量误差较小。通过电路叠加原理从理论上证明了该方法的合理性。结合实际情况进行误差分析,结果表明该方法的试验误差可以满足工程需要。最后举出了试验实例,该方法适用于自并励发电机的现场参数测试,只要发电机励磁调节器具备切断可控硅触发脉冲电源的功能,均可使用该方法。

自并励汽轮发电机相间短路后备保护配置与整定的探讨

与传统三级励磁方式不同,自并励发电机励磁电源通过励磁变取自发电机机端,机组发生相间短路时,随着机端电压的短路降低,励磁电源跟着衰减,尤其在机端发生三相短路时,励磁电源很快衰减至零,致使发电机提供的短路电流很快衰减至零,这就要求发电机后备保护的原理配置、定值整定与三级励磁方式的发电机有所不同。该文并对常见的几种用于自并励发电机相间短路后备保护的保护装置进行了原理分析,并提出相关的整定方法。

大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计、选型应注意的问题

通过介绍发电机自并励静止励磁系统近年来在国内外大中型汽轮发电机中的应用， 说明该励磁方式与过去的励磁方式相比有较大的优越性。分析和探讨大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统在设计、选型。

无刷励磁系统改造的方案设计及应用

分析并对比无刷励磁机励磁系统和自并励励磁机励磁方式的特点,据此形成了运行时存在稳定问题某电厂励磁系统的改造方案,并根据发电机参数和特性设计并生产了一套合理的自并励励磁系统,该励磁系统通过各种投运试验和并解决了上述问题,表明该改造方案的设计非常成功,为其他机组的改造提供参考,具有一定的意义。

自并励的同步发电机的起励仿真研究

对自并励同步发电机的起励进行了仿真研究,起励过程考虑了转子阻尼绕组的影响与发电机空载特性的非线性,以期对起励的动态过程有更深入的认知。给出了某一300WM汽轮发电机自并励励磁的Matlab起励仿真结果,并与现场运行的实测结果进行了比较。

基于IGBT组成的自并励开关式励磁系统的研究

文章讨论了自并励系统相对同轴直流励磁机系统的优势及存在的问题。分析了 IGBT在开关状态下进行功率变换的原因及在开关励磁中的工作原理 。

自并励机组励磁参数辨识的常规试验方法

励磁系统模型参数辨识试验是励磁系统建模的一个重要环节,其目的是通过试验的方法获取模型参数,并通过仿真加以确认,最终完成励磁系统建模。现行大型机组中自并励励磁机组占多数,作者通过若干机组参数辨识试验工作的经验,在文中重点介绍了自并励机组励磁参数辨识的常规试验方法,并有针对性地举出实例。