三峡水轮发电机组灭磁方案研究

对三峡机组可能选择的三种灭磁方案（线性电阻灭磁，氧化锌非线性电阻灭磁，碳化硅非线性电阻灭磁）进行了探讨，仿真比较了三者在大电流和小电流下的灭磁情况，并重点研究了两种非线性电阻灭磁方案在三峡水轮机组上的灭磁情况。结果表明，三峡机组若采用线性电阻灭磁，至少需要15s以上的灭磁时间，这无法起到保护机组的作用；而采用非线性电阻灭磁，灭磁时间大约是2-3s，因此非线性电阻适用于三峡机组的灭磁保护。根据研究结果，在三峡电站首期发电机组中，建议采用磁化硅非线性电阻灭磁系统。     

水轮发电机灭磁电阻的选择

从灭磁时间和灭磁时反电压出发，讨论了水轮发电机灭磁用非线性电阻ZnO、SiC的选择。介绍了三峡水电厂700 MW VGS发电机带负荷突然三相短路后，用非线性电阻在不同灭磁反压下的灭磁仿真结果，分析了不同灭磁动作瞬刻下各部分的磁能吸收情况，并对灭磁时间的定义提出了建议。     

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。     

应用非线性电阻灭磁存在的若干问题

1前言近年来,发电机组越来越广泛地采用非线性电阻灭磁方式,葛州坝电厂从1985年至1991年,全厂21台机组陆续采用了非线性电阻灭磁方式。其中17台机组采用氧化锌(ZnO)非线性电阻(以下简称ZnO),有4台机采用进口碳化硅(SiC)非线性电阻(以下简称SiC),这种灭磁方式的采用,一举扭转了我厂因发电机组灭磁回路频繁故障而造成生产上的被动局面。该灭磁方式主要有如下优点:     

发电机转子灭磁与过压保护装置的改进

介绍了某水电厂发电机组灭磁及过电压保护装置的设计原理:正常停机时不跳灭磁开关.利用晶闸管灭磁;事故情况下跳开灭磁开关,其常闭辅助接点接通,将转子能量主要消耗在电阻上.但在实际运行中会遇到灭磁开关触头烧毁,限压二极管损坏等问题.通过理论分析并进行了2次技术性改进:一次是利用非线性电阻及二极管的特性形成续流分流,但效果并不理想:第2次是采用高能氧化锌压敏电阻及DM4双断口灭磁开关,最终达到了灭磁及过电压保护装置快速可靠的效果.     

水电机组励磁系统灭磁装置的应用

大源渡航电枢纽位于湖南省衡东县境内湘江干流,装机容量4×30MW．采用的是从奥地利和德国引进的贯流式机组。发电机励磁系统采用引进设备。经10多年运行考验,始终运行良好。尤其是逆变灭磁、非线性电阻灭磁,效果显著。笔者就水轮发电机组励磁系统灭磁装置的应用情况,作一简要介绍。     

大型发电机组非线性电阻灭磁研究

本文对大型发电机组非线性电阻灭磁进行了研究,详细地分析和比较了SiC压敏电阻和ZnO压敏电阻非线性电阻灭磁的特点,并对某840MW发电机组进行了仿真计算。     

景洪水电厂励磁系统设计及应用

为满足景洪水电厂现场应用需求,对原装进口的用于火力发电厂的GE EX2100励磁系统进行了优化设计。用SiC非线性电阻代替原有线性电阻,加快了水轮发电机灭磁速度;用开断弧压高的灭磁开关替换了原装进口的磁场开关,并增加了电气制动功能。现场测试及运行表明,该励磁系统的设计是成功的,为景洪水电厂的安全生产提供了保证。     

发电机组灭磁系统中非线性电阻的选用

本文对发电机组非线性电阻灭磁方案进行了探讨。根据 ZnO、SiC 非线性电阻的各自特点,从对磁场断路器选型的影响、灭磁时间的快慢以及安全可靠性等多个方面进行分析比较,从而得出发电机组的灭磁系统选用 SiC 非线性电阻更为适合。     

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.     

妈湾电厂1#发电机励磁调节器与备励相互切换问题的分析与解决

妈湾电厂1^#发电机励磁系统由AC、DC两个通道组成，还配有备励通道。AC、DC两个通道可以互相切换，AC通道与备励通道可以互相切换，但DC通道与备励通道不能相互切换。投产初期试图切换，结果造成发电机转子电压、转子电流、定子电流、无功功率剧烈摆动。经过详细理论分析，对现场安装接线实行改造后，成功解决了不能切换问题。实践证明，改造后DC通道与备励通道可以可靠切换，并在2^#、3^#、4^#机上推广应用。     

自并励励磁系统灭磁容量计算与仿真分析

为保证发电机发生短路等故障时,灭磁系统能够安全、迅速地给发电机灭磁,并将发电机转子绕组中的磁场能量消耗在灭磁回路耗能元件中,文中通过求解同步发电机的五绕组微分方程并计及饱和,采用Matlab编写程序模拟空载误强励、负载误强励、负载三相金属性短路等工况下的灭磁过程,以某电厂参数进行仿真分析计算,并对照实际详细数学分析说明仿真计算结果精确可靠,可用于各种机组的灭磁容量设计,并为未来智能化励磁灭磁系统分析提供技术支撑。     

湖北主网无功平衡及电压控制研究

针对三峡水电站机组逐年投运,研究了湖北主网将面临的无功平衡及电压控制问题,对湖北电网2003年（三峡第一台机组开始投运）、2006年（三峡左岸电站全部机组投运）和2010年（三峡电站全部机组投运）分别进行了典型运行方式分析以及主网电压水平控制、无功平衡、确定无功补偿容量等研究,在此基础上,提出了结论及建议。     

同步风力发电机无刷励磁系统设计

提出了无刷励磁同步风力发电机励磁系统设计方案,采用可控硅静止励磁装置向交流励磁机定子励磁绕组提供直流电,励磁机发出交流电经过旋转整流器供给风力发电机励磁。只需跟随风速变化,控制励磁机的励磁从而可以控制同步发电机的励磁,使得输出电压恒定。在额定风速以下,获得最大风能利用系数,额定风速以上,保证输出功率恒定。并提出了基于单神经元自适应PID控制算法的控制器设计,该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、硬件简单和系统可扩展性强的特点。     

暂态稳定分析典型励磁模型仿真研究

在电力系统运行中,发电机励磁系统的电压调节特性和强励性能对整个系统的稳定运行有重要影响,为深入认识该特性和与之相关的影响因素,以IEEE Std 421.5-1992标准推荐的交流励磁机励磁系统和静止励磁系统为基础,构建了单机-无穷大网络数值模型和励磁控制数值模型,交流励磁机励磁系统主要包括AC1～AC6 6种模型,静止励磁系统主要包括ST1～ST3 3种模型。励磁系统主要考察发电机在额定转速解裂运行方式下的90%额定电压起励特性、10%阶跃响应特性和在并网额定运行方式下三相短路故障后的励磁电压动态调节特性,比较了不同励磁模型在相同工况下的控制品质和对系统稳定运行的影响,分析了励磁强励特性的影响因素。     

三峡交直流混合输电系统谐波的仿真分析和计算

三峡电力系统作为中国最大、也是世界上大型电网之一，其运行特性以及可能存在的电力谐波、系统稳定性等一系列问题将是人们广泛关注的课题。文中采用基于发电机、变压器主磁路磁化曲线的发电机、变压器饱和数学模型，建立了同步发电机组、变压器以及换流站和触发脉冲控制单元等元件的Saber通用仿真模板，构成了三峡交直流混合输电系统的仿真模型，并仿真计算了三峡系统谐波。其分析计算结果和所建模型将对进一步深入研究三峡系统的稳态、暂态特性奠定基础。     

吉林电网风电调度自动化系统设计

介绍了三峡右岸水电机组外加20 Hz电源定子接地保护的方案,分析了其基本原理,阐述了大型水电机组外加20 Hz电源定子接地保护的几项关键技术,动模试验和现场运行情况证明了该保护的工程可靠性。     

基于自耦调压器的电压暂降发生器研究

为检验用户电力设备的性能,或者测试电气设备在受到电压暂降干扰时的工作情况,需要一种电压暂降发生器来模拟电网产生电压暂降.在此提出了了一种由自耦调压器和全控型交流电子开关构成的电压暂降发生器解决方案.该方案用DSP作控制器,采用四步换流策略实现对全控型交流电子开关的换流控制,并为全控型交流电子开关设计了新型的驱动与保护电...     

高低压整流桥式励磁控制方案及仿真分析

研究了一种适合于三峡特大型机组的高低压整流桥式励磁方案,该方案既能保证强励时励磁电压具有很高的顶值倍数,又能解决额定运行时因触发角过大所带来的问题.具体研究了适合高低压整流桥的2种工作模式:高低压桥同时承担正常励磁任务的工作模式;低压桥单独承担正常励磁任务的工作模式.针对三峡机组,对2种工作模式及传统励磁模式下的励磁电压换相次数及谐波畸变率进行了分析,得出三峡机组采用高低压整流桥式励磁方案时,应优先选择第2种工作模式.进一步的暂态过程仿真表明,高低压桥自并励系统能较好地满足三峡机组的实际需要.     

发电机过励限制网源协调性能优化技术

主流励磁调节器厂家在设计过励限制反时限功能时,均依据发电机额定工况下的转子过流能力进行整定,导致系统发生故障时无法充分发挥机组的强励潜能。根据电机暂态温升理论推导得到大型汽轮发电机转子短时电流变化量与温升的关系式,进而求得发电机转子在不同负荷下的过流能力。在此基础上,提出了充分考虑发电机在不同负荷下真实过流能力且具备二次强励功能的励磁调节器过励限制反时限优化设计及实现方案,采用励磁电流计算转子温升变化量代替原来的励磁电流变化量整定反时限时间,在保障发电机安全的前提下,可最大限度地发挥机组对电网的无功支撑能力,提升电网在故障情况下的暂态稳定性。基于PSASP软件的仿真算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。