微机型同步电机励磁装置设计

简述了微机型励磁装置的主要设计思想、介绍了该微机型励磁装置的整定、调试方法，分析了调试中出现的常见故障原因。该装置在同步电机励磁改造中的应用效果表明，同步电机的运行周期大大延长，励磁电流比改造前下降17%，可实时监视电机的运行情况。     

基于DSP的无刷同步电机励磁电流测量及旋转整流器故障检测研究

无刷励磁系统中对励磁电流测量以及对旋转整流器故障监测困难是制约该励磁方式发展的一大障碍。本文设计了一个DSP系统解决了旋转整流器正常及故障下励磁电流测量问题，实现了整流二极管故障时报警，显示以及严重情况下切机功能。该系统动态显示励磁电流和指示二极管工作状态，极大方便了运行人员作出判断，而且结构简单，对整个机组的保护意义重大。     

基于DSP的无刷同步电机励磁电流测量及旋转整流器故障检测研究

无刷励磁系统中对励磁电流测量以及对旋转整流器故障监测困难是制约该励磁方式发展的一大障碍。本文设计了一个DSP系统解决了旋转整流器正常及故障下励磁电流测量问题,实现了整流二极管故障时报警,显示以及严重情况下切机功能。该系统动态显示励磁电流和指示二极管工作状态,极大方便了运行人员作出判断,而且结构简单,对整个机组的保护意义重大。     

基于磁路-电路耦合模型的变压器空载过励磁电流计算与分析

为了准确计算与分析变压器在空载过励磁运行工况下的电流,提出一种基于磁路-电路耦合模型的变压器空载过励磁电流计算方法。利用产品级的叠片铁心模型,模拟变压器铁心实际工作状态,测量空载过励磁电流并与数值计算方法获得电流进行对比,证明了此方法的准确性。基于此方法,以实际变压器为算例对空载过励磁电流进行计算并分析了电流谐波含量变化规律。研究结果表明,变压器空载励磁电流随空载过励磁倍数的增加而畸变得越发严重,奇次谐波增长较快且含量较高,偶次谐波幅值较小且含量基本保持不变。     

磁调制式剩余电流传感器的动态励磁过程分析与仿真

随着智能电网的发展和电力电子设备不断增多,设备故障时产生的剩余电流呈现非线性,本文针对非线性剩余电流传感器的工作过程开展了研究。首先建立了电压型磁调制式剩余电流传感器的动态励磁电流变化过程模型,推导出励磁脉冲电压频率的计算公式,并证明了通过励磁电流的检测可以实现剩余电流的准确测量;其次对动态励磁电流变化过程进行了分析,在剩余电流传感器励磁电流动态变化过程简化计算模型中,通过合理选择饱和电流值可以使励磁脉冲电压频率和励磁电流平均值的计算结果与考虑磁滞情况的结果一致;然后分析了影响磁调制剩余电流传感器工作性能的因素,通过改变传感器的匝数、励磁电压幅值、反转励磁电流等方法可以使传感器满足设计要求;最后通过仿真模型和实际测试,对动态励磁电流变化过程模型进行了验证,考虑磁滞影响的励磁电流动态过程与实际变化过程更吻合。本文对励磁电流动态过程的分析为电压型磁调制式剩余电流传感器的设计提供了依据。     

使用电力系统分析程序对励磁参数的整定

发电机励磁系统参数整定的结果直接影响发电机、电网的安全稳定运行,同时,参数整定是进行励磁系统参数测试、建模的重要环节,针对励磁系统参数调整和建模提出了参数预整定和采用电力系统分析程序进行参数整定的方法,解决了现场参数调整时间长的问题,将励磁系统参数建模和测试有机地结合起来。     

基于负载特性曲线偏移实现转子匝间短路故障诊断的方法

利用励磁电流增幅计算励磁电流是实现汽轮发电机转子匝间短路故障诊断的典型方法,然而传统励磁电流计算方法的精确性往往无法满足诊断的精度要求。本文通过分析转子匝间短路的形成原因和对励磁电流的影响,比较各种励磁电流计算方法的特点和差异,提出了一种基于负载特性曲线偏移的汽轮发电机转子匝间短路故障诊断方法。该方法通过测量发电机运行电气量,采用ASA相量法计算负载情况下的励磁电流,根据测量的励磁电流对空载特性曲线进行修正,并采用禁忌搜索算法计算运行工作点,拟合得到偏移负载特性曲线。采用偏移负载特性曲线分别对正常工作和转子匝间短路故障的发电机进行励磁电流二次计算,将得到的励磁电流计算结果与实际值进行比较。以一台600MW汽轮发电机为实例进行试验,结果发现,在非匝间短路故障时,其励磁电流计算结果与实际值基本一致,匝间短路故障时故障特征明显,从而验证了该方法的正确性。     

迭代法求取保梯电抗Xp

为了准确测取同步发电机的保梯电抗Xp,提出了应用保梯图法求取励磁电流,求取的励磁电流值与实际运行的励磁电流值进行对比并调整Xp值,再利用发电机运行数据和Xp调整值,重新应用保梯图法并进行迭代,求取保梯电抗Xp的一种迭代方法.这种迭代方法不仅可以准确地测试保梯电抗,而且对于稳态运行时励磁电流、功角、电枢反应的分析都有重要的作用.通过对一台220 MW汽轮发电机的保梯电抗进行测试分析,证明了该方法误差很低.     

同步发电机的励磁技术改造

同步发电机的励磁系统功能是:①正常运行时,励磁系统供给发电机励磁电流,并根据发电机所带负荷的变化相应地自动调整励磁电流大小,以维持发电机的电压稳定及合理分配发电机的无功功率;②当电力系统短路使发电机端电压严重下降时,励磁系统强行励磁,将励磁电压迅速升到足够值,以提高电力系统的暂态稳定性;③当发电机突然解列甩负荷时,励磁系统强行减磁,将励磁电流迅速降到安全值,以防止发电机端电压超标;④当发电机内部短路时,励磁系统快速灭磁,励磁电流迅速减零,以减小故障损坏程度。从以上几点可以看出励磁系统在同步发电机的运行中起决定性…     

UNITROL5000励磁系统低励限制优化整定方法研究

发电机进相运行时,出现UNITROL5000励磁系统低励限制的动作值与整定值不一致的情况,导致机组无法发挥其进相能力,造成运行电压过高,不利于电网安全运行。文中分析两种类型励磁系统低励限制动作特性及影响因素,根据动作特性提出优化的整定方法,并通过实例验证该整定方法的可行性。该整定方法综合考虑机组的进相能力及失磁保护情况,整定定值后机组低励限制动作值接近机组进相能力曲线,并与失磁保护配合合理,为工程实际中UNITROL5000励磁系统低励限制定值整定提供了参考。     

柔性励磁系统的强励协调控制策略

为了提升电力系统暂态稳定性,根据等面积法则,提出了一种柔性励磁系统强励协调控制策略。当通过故障时增大直流侧电压的方法增大励磁电压顶值,提升系统强励能力,解决了现有柔性励磁系统强励能力受限于直流侧电压的问题。采用以直流侧电压平方值为控制量的线性化间接电压外环控制和基于合成矢量的无电感电流内环控制,提升电压外环动态响应能力,降低网侧电感对控制效果的影响,保证直流侧电压快速响应能力,提供更好更强的强励效果,实现强励协调控制。最后,基于柔性励磁的单机无穷大系统进行了仿真分析,验证了本文所提控制策略的有效性及其相对于传统控制方法的优异性。     

发电机静止励磁系统故障快速保护

励磁系统是同步发电机的重要组成部分,其安全对发电机的正常运行至关重要.结合对某大型电厂机组励磁系统事故案例的分析,指出目前励磁变压器保护配置缺乏可依据的规程,导致出现配置方案无法对发电机静止励磁系统整流主回路故障进行快速保护的问题.为此,提出一种可供选择的发电机静止励磁系统的快速保护方案,并在仿真分析的基础上给出了该保护的整定方法和安装位置.该保护方案能够快速对励磁系统故障做出反应,避免造成励磁系统的损坏,且实施简单,易于推广应用.     

调相机失磁保护励磁电压判据性能分析与改进

新一代调相机在中国特高压直流换流站中逐步得到应用。正在运行的调相机失磁保护励磁电压判据采用励磁电压平均值作为保护动作量,难以可靠区分调相机深度进相运行和全失磁故障2种工况,也不能识别大部分脉冲丢失的部分失磁故障。文中提出了励磁电压方均根值判据,与平均值判据协同作用解决调相机深度进相运行和全失磁故障的区分问题;提出了脉波方均根值判据,解决丢失脉冲的部分失磁故障的识别问题。阐述了方均根值判据、平均值判据和脉波方均根值判据定值的整定方法。动模试验和现场试验结果验证了所提判据及定值整定方法的可行性和有效性。     

基于等效瞬时励磁电感时域特性判别变压器励磁涌流

从变压器励磁涌流的产生是由于变压器铁心饱和这一原理出发,提出了一种利用计算等效瞬时励磁电感平均值来区分励磁涌流与短路电流的方法。理论分析、EMTP仿真及TEQSIM混合仿真结果均表明:该算法原理清晰,不需考虑变压器参数,特征明显,能够实现轻微匝间短路的识别。     

开关式励磁调节器主回路研究

开关式励磁调节器主回路设计中需要考虑的两个主要问题是开关器件的尖峰电压和冲击电流。在分析了关断过程中产生尖峰电压的主要原因基础上,提出了开关式励磁调节器限制ＩＧＢＴ（绝缘栅双极型晶体管）关断时的尖峰过电压的有效方法,即直流发电机两端并联大容量电容和ＩＧＢＴ两端并联吸收网络,并根据开关状态下电路的近似分析证明了并联大电容以后的稳定性,另外分析了产生开通时冲击电流的原因,还给出了立回路缓冲网络参数确定     

发电机外部故障切除后励磁调节器动态特性仿真研究

励磁调节器改善了发电机的调压特性,但对其引入电流测量值后的分析存在不足。为了研究电流测量值对励磁调节器调整特性的影响,分别建立了发电机单机运行和并网运行两种仿真模型,得到了两种运行状态下励磁调节器的调整特性,并利用戴维南等效电路对励磁调节器中的电流进行分析。仿真分析结果表明,励磁调节器在发电机单机运行和并网运行故障切除后的调整特性不同,且引入的电流测量值是由发电机电势与系统电势矢量差振荡产生,是呈低频振荡特性的交流电流;仿真进一步表明,加装自动励磁调节器后会在一定程度上加剧发电机与系统间的低频振荡。     

励磁系统的过励限制和过励保护

对采用发电机和励磁机磁场电流实现的励磁系统,分别对其顶值电流瞬时限制和过励反时限限制提出了函数特性、启动值、限制值、限制动态过程要求,以及参数整定要求,确定了与发电机相关保护、定子过电流限制、励磁变保护的配合关系.提出了对过励保护的技术要求.对励磁机磁场电流作为信号的过励限制的函数形式提出了建议.     

集成智能功率柜的励磁系统

利用智能模块实现各功率柜间的数字均流，对励磁系统主回路进行故障检测、诊断、定位，有利于励磁系统长期稳定运行。文中介绍了由智能功率柜组成的励磁系统构成、智能功率柜的设计和智能模块的各个功能组成，重点描述了利用智能模块实现数字均流的方式，并给出了现场进行数字均流的试验数据和录波图。     

频域补偿特性等价的发电机励磁模型转换方法

国内外常用的电力系统仿真软件对发电机励磁模型定义存在差异。为解决不同仿真工具间的励磁模型不匹配问题,提出一种频域补偿特性等价的励磁模型转换方法,首先求取在基准频率下基于BPA/PSASP定义的中国化励磁模型各个环节的幅频补偿特性,计算励磁模型比例—积分—微分校正模块总体幅频补偿特性并据此反推与之匹配的IEEE标准励磁模型的参数。该方法可在避免大量自定义建模工作和初值平衡计算的前提下获取原有励磁系统的动态特性,实现绝大多数中国化励磁模型的转换。实际电网的时域仿真结果验证了所提方法的有效性。