超导发电机的研究现状及发展前景

超导发电机因高功率密度等优点成为近年来的研究热点。根据超导材料按照温行分类的方法,把超导发电机分为低温超导发电机和高温超导发电机;总结了超导发电机的碍状,归纳了超导发电机的特点,介绍了超导发电机的几种拓扑结构,并对比研究了传统旋转电超导旋转电机,指出了现阶段超导发电机研究遇到的瓶颈问题;最后,对超导发电机的发展首行了描述。     

强阻尼电压源型虚拟同步发电机大扰动功角稳定性分析

虚拟同步发电机与传统同步发电机具有相似的外特性,在大扰动下,虚拟同步发电机也具有与传统同步发电机相似的失稳机理。但是,与传统同步发电机相比,虚拟同步发电机逆变器会受到电流限幅的影响,功角曲线与传统同步发电机不同;同时虚拟同步发电机阻尼系数比同步发电机大得多,无法简单判断虚拟同步发电机的功角稳定性。因此,以虚拟同步发电机—无穷大系统为例,首先,介绍虚拟功角由饱和曲线向非饱和曲线的转变,分析虚拟同步发电机强阻尼系数的特性。然后,指出受扰后虚拟同步发电机系统动态响应的强时变特性,给出虚拟同步发电机大扰动功角稳定性的判断方法。最后,基于PSCAD仿真验证了所提方法的合理性。     

基于功角特性曲线的发电机运行状况实时分析

发电机运行状况的实时分析是发电厂对发电机进行实时控制的重要依据之一,通过发电机实时采样数据对发电机运行状况进行实时分析十分必要,对发电厂的安全生产具有重要作用。文章着眼于发电机运行状况的实时分析问题,根据发电机稳定分析方法中的等面积法则,推导出实时判断发电机运行暂态稳定状况的方法,通过仿真所得数据,对发电机在大扰动下的暂态稳定状况进行了计算分析。     

发电机转子回路氧化锌电阻劣化跳机事故的分析和处理

某年9月29日19：59,某电厂9号发电机运行中励磁系统整流柜交流进线开关KQD1、KQD2跳闸,发电机灭磁开关Q7跳闸,发电机失磁,发电机定子电流增大,发电机过流保护动作关闭主汽门,主汽门关闭后跳发电机出口断路器,发电机与系统解列。BTG盘上发“定子过负荷”、“发电机失磁”、“发电机逆功率”、“AVR——低励”、“AVR——过励”、“发电机定子过电流”、“机组闭锁继电器跳闸故障”、“发电机断路器失灵”、     

核电厂发电机出口断路器失灵保护设计

核电厂发电机机端与升压变压器之间都装设发电机出口断路器,而且装设了发电机出口断路器失灵保护。文中分析核电厂发电机所配置的保护及其定值,发现发电机出口断路器失灵保护设计存在问题:某些启动跳发电机出口断路器、灭磁、关闭主汽门的电气保护,因电流判据不满足而不能直接有效地启动发电机出口断路器失灵保护;汽轮发电机组在程序跳闸过程中,发电机出口断路器发生故障而不能跳开,也不能启动发电机出口断路器失灵保护。对上述问题所造成的危害,文中提出核电厂发电机出口断路器失灵保护设计的改进措施,完善了核电厂发电机出口断路器失灵保护设计。     

同步发电机数学模型物理含义解析

同步发电机数学模型及参数具有特定的物理含义,阐述了同步发电机空载短路过程中发电机的电磁反应过程,从同步发电机暂态过程中的磁路变化分析了5阶模型中发电机次同步电抗x″d与x″q大小关系;阐述了同步发电机3阶数学模型和2阶数学模型中发电机暂态电抗与同步电抗包含的关系,从而全面论述了发电机数学模型及其对应的物理含义,对于电网运行人员深入了解发电机特性及参数特征具有有益的指导意义。     

300MW机组停运时发电机进油的原因分析

由于双流环密封油系统技术的日趋成熟,当前大多300MW及以上的大容量汽轮发电机都采用了双流环密封油系统。双流环密封油系统既能防止发电机内部氢气外泄,又能防止发电机外部的空气和潮气进入发电机,污染发电机内的氢气和降低发电机定子和转子绕组绝缘。但是如果对其结构不了解或操作不当也有可能造成发电机进油事故,尤其是在机组停运,发电机内部为常压状态时更容易发生发电机内部进油事故。对两起300MW机组发电机在停运大修过程中进油事故的原因进行分析。     

开关磁阻电机在风力发电中的应用

介绍了当前风力发电机的技术,讨论了开关磁阻发电机的结构及其原理,给出了推荐的开关磁阻发电机的控制驱动部分,依据实验系统对开关磁阻电机进行了发电机模拟实验,并给出了部分实验结果。结合现有的风力发电机的结构,提出了一种新型的并行操作式风力发电机结构,尤其适用于大型风力发电机系统。     

异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机开环阻尼特性的比较研究

以派克方程为基础,分别建立了同步汽轮发电机和异步化汽轮发电机考虑等效阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化数学模型。利用所建模型,对考虑等效阻尼绕组作用的同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行了分析;在此基础上,同时对异步化汽轮发电机的开环阻尼特性进行分析;并对异步化汽轮发电机和同步汽轮发电机的开环阻尼特性进行比较研究。通过比较,阐述了异步化汽轮发电机的开环阻尼特性与电机参数、系统参数以及运行状态的关系,展示了异步化汽轮发电机在提高电力系统稳定性方面较同步汽轮发电机的优势,进一步完善了异步化汽轮发电机的研究理论。     

PEMFC氢能发电机电气特性测试与分析

PEMFC氢能发电机电气特性测试既是检验PEMFC氢能发电机集成技术的重要手段,也是PEMFC氢能发电机应用的基础。笔者对5kW级PEMFC氢能发电机进行了测试,得到了发电机的静态输出特性和动态输出特性;在获得大量实测数据的基础上,针对发电机的不同应用场合,利用曲线拟合的方法分别得到了PEMFC氢能发电机在多种工况条件下的输出特性曲线,给出了相应的输出特性函数计算方法,分析了发电机的动、静态特性和电气特性,并对PEMFC氢能发电机的实际应用给出前瞻性的结论。[0]     

Characteristics of a self-excited induction generator at constant voltage and constant frequency under speed change

A self-excited wound-type induction generator, excited by capacitor, which changes its speed as a wind generator and can be used as a separate small power source, is described. The voltage and frequency of this generator change in accordance with the capacitance C of capacitor, generator speed and loads, and the like. The constant-voltage generator with constant C is achieved by returning the secondary power of the induction generator to the primary source through a converter, an inverter, and a transformer, and controlling the inverter control angle. But the frequency changes slightly. In order to eliminate frequency variation under constant C, a constant-frequency source such as synchronous generator or a constant-frequency generator is connected to the primary or secondary side of the transformer and operated in parallel. Constant voltage and constant frequency are achieved in spite of the change of generator speed and load. The characteristics resulting from these various measures are compared. The constant-frequency generator is better than the synchronous generator in terms of life, maintenance, and the like. In parallel operation with the constant-frequency generator connected to the primary or the secondary side of the transformer, various characteristics at constant voltage and commercial frequency are compared and analyzed. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn 119(1): 90–100, 1997     

基于响应曲面法的单边盘式发电机优化设计

为了拓展单边永磁盘式发电机的应用范围,对该类发电机进行优化设计。通过分析不同永磁体厚度、气隙、形状对发电机的影响,对比有无铁心单边结构发电机的性能,选择适合汽车工况的发电机为研究对象。通过响应曲面法,建立以永磁体厚度、形状为优化变量,电压波形畸变率、效率为优化目标的多目标优化方程。结果表明,不同永磁体厚度与形状对发电机性能具有重要影响,通过响应曲面优化后的单边永磁发电机效率提高了0.83%,THD降低了16.7%。因此,所提优化方法对单边盘式发电机永磁体结构的设计具有一定的指导意义。     

发电机定子吊装实例分析

发电机定子是汽轮发电机组设备中超重部件之一，其重量往往超过主厂房起吊行车的额定起重量。因此，如何吊装定子是施工中的一项课题。从实例出发介绍了发电机定子吊装过程中的吊装步骤、加固措施及校核方法。     

Fuel-efficient Induction Generator Based Diesel Generator Set for Stand-alone Supply Systems

This article proposes a fuel-efficient, diesel engine driven, self-excited induction generator based diesel generator set for stand-alone supply systems. The system uses a static compensator along with a battery energy storage system. The static compensator with a battery energy storage system provides the voltage control, load compensation, harmonics elimination, load balancing, and reactive power compensation. The fuel efficiency of the generator is improved by loading the generator continuously between 80% and 100% of its rated capacity. The battery energy storage system takes the power from the generator during light load periods and supplies the power to the load during overloads. In addition, a continuous loading of the generator eliminates the problem of frequency variation of the induction generator under varying loads. The proposed system is designed to feed both three-phase as well as single-phase loads. A zigzag transformer is used for neutral current compensation. A power balance theory based control algorithm has been used to estimate the reference source currents.     

Basic characteristics of a self-excited induction generator under secondary excitation at constant voltage

A self-excited wound-rotor induction generator excited with a capacitor can be used as an independent source for small-capacity wind power generator. With constant excitation capacitance, the secondary-circuit power of the induction generator is returned to the primary circuit through a converter, an inverter and a transformer; the power is controlled at the inverter so that the generator voltage is always maintained constant in spite of the changes of generator speed and load. The basic characteristics of the generator under the above conditions are analyzed. The fundamental waves of both the main circuit and the feedback circuit are determined. Using these results, the equations for various portions of the generator are derived, the performance characteristics of the generator are then analyzed and compared with experimental results.     

基于堆叠自编码网络的风电机组发电机状态监测与故障诊断

为实现风力发电机的异常检测分析,提出了一种基于风电机组发电机正常状态下数据采集与监控(SCADA)样本数据的堆叠自编码网络深度学习方法。首先将多个自编码网络连接构成深度堆叠自编码网络,选取发电机SCADA状态变量数据作为网络的训练输入,使网络逐层智能提取数据间的分布式规则,从而构建发电机的堆叠自编码学习模型。依据故障状态下发电机SCADA数据内部动态平衡规则被破坏,利用发电机深度学习网络的输入与重构值计算重构误差,并作为整体状态的观测量。通过采用自适应阈值检测重构误差的状态趋势变化,并作为异常预警判定准则,从而实现对发电机故障的判定。当发电机发生异常时,变量的实际值与对应模型的重构值发生较大偏差,表现为状态变量的残差趋势将会偏离原有的动态稳定状态。因此利用状态变量的残差趋势变化对异常变量进行隔离,判定可能的故障原因达到故障诊断的目的。通过对发电机故障前后记录数据进行仿真分析,结果验证了堆叠自编码网络深度学习方法对发电机状态监测与故障诊断的有效性。     

船用等离子体推进器的初步设计

为了解决原有船舶推进方式存在的缺陷,设计了包括等离子体发生器和等离子体加速器两部分的船用等离子体推进器,并分析了以水为推进剂等离子体发生器内起弧放电过程、起弧放电条件和热量平衡关系;建立了等离子体加速器的物理模型。设计等离子体发生器时,要求等离子体发生器内水电阻尽量大,保证等离子体发生器电极间能起弧放电;要求等离子体发生器电极间的空腔尽量大且水在发生器内停留时间足够长,以便从电源处获得足够多的能量,保证发生器喷口处的喷出物为等离子体和气体混合物。为提高等离子体向后喷射的速度和等离子体的集中程度,在发生器出口处的等离子体运动区域引入均匀恒定相互正交的电磁场,以此来约束和加速等离子体,从而克服了从等离子体发生器中喷出的等离子体分散和推力不大的缺点。     

主设备后备阻抗保护反应绕组短路的灵敏度分析

大型发电机和超高压变压器的后备保护经常采用阻抗继电器。有些人误认为，后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器各侧绕组的相间、匝间短路、YN侧的单相接地短路有很高的灵敏度。实际上后备阻抗保护对发电机定子绕组和变压器绕组的各种内部短路的灵敏度往往很低，达不到绕组短路近后备保护的目的，它只能是发电机和变压器三相引线以及相邻线路和母线的后备保护。数字仿真计算充分证明上述结论的科学性。     

百万千瓦级超超临界汽轮发电机试验站拖动系统的方案选择

百万千瓦级超超临界汽轮发电机试验站拖动系统的选择既应满足最大容量等级汽轮发电机的拖动要求,同时也应尽量满足各种不同容量等级的汽轮发电机试验时的能源节约要求。拖动系统不仅要满足汽轮发电机的起动要求,同时也应保证汽轮发电机紧急时刻的安全刹车。拖动系统采用两台异步电动机联合运行方案,6MW异步电机由变频器供电,用于被试汽轮发电机的起动、制动,11MW异步电机挂网运行与6MW异步电机联合拖动,共同承担短路试验的负荷。     

浅析发电机运行中的漏氢

漏氢是氢冷发电机运行中普遍存在的现象,漏氢量则是氢冷发电机安全运行的主要技术指标之一,漏氢的大、小衡量着发电机冷却效果的好坏,显示了发电机运行的经济性、安全性。所以对运行中氢冷发电机漏氢(量)的控制就显得十分重要。发电机漏氢的因素很多,涉及到运行、检修等各个方面,本文主要以焦作电厂3号、4号氢内冷汽轮发电机为例,分析其运行中漏氢的现象、原因与控制。