同步调相机励磁及阻尼电阻对动态运行特性的影响

随着高压直流输电系统容量和电压等级的提高,换流站对无功补偿的容量需求也越来越大。大容量新型同步调相机旨在满足特高压直流换流站的动态无功需求,而调相机的动态无功响应与励磁绕组及阻尼绕组电阻紧密相关。建立了能够精确反映励磁电阻和阻尼电阻对调相机动态特性影响的时步有限元模型,计算了系统电压突降过程中调相机的动态响应时间;对比分析了不同励磁电阻和阻尼电阻对调相机无功响应速度的影响,揭示了调相机机端电压恢复时间随励磁电阻和阻尼电阻变化的规律。研究结果为同步调相机接入特高压直流换流站提供动态无功补偿提供了理论基础。     

转子阻尼绕组及其材料对同步调相机暂态特性的影响

为了研究转子阻尼绕组对同步调相机暂态无功特性的影响，建立了同步调相机的场-路-网耦合时步有限元模型，计算了系统短路过程中同步调相机无功功率、定转子电流等电气量的变化规律，对比分析了有无阻尼绕组对同步调相机各电气量的影响；在此基础上，研究了铜、铝和不锈钢等不同材料阻尼绕组对同步调相机暂态特性的影响。结果表明：转子阻尼绕组不仅可以抑制励磁绕组过电流，同时还能提升同步调相机的暂态无功支撑能力；当采用铜阻尼绕组时，同步调相机的暂态特性最优。研究结果可为同步调相机暂态无功及电压支撑能力的提升提供技术支持。     

三相倍极感应励磁同步发电机运行性能研究

在三相倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定子直流绕组建立的倍极静止磁场感应产生的，这种励磁电流获得方式及倍极静止磁场的存在，势必影响电机的运行性能，本文对此进行了理论分析及实验研究．结果表明：倍极磁场的存在确会影响电机的运行性能，但由于转子绕组的特殊工作状态，产生一定的转子励磁电流所需的倍极静止磁场气隙合成磁密很低，故电机的工作特性、电压波形、振动和噪声等均无明显恶化．     

三相倍极感应励磁同步发电机运行性能研究

在三相倍极感应励磁同步电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定子直流绕组建立的倍极静止磁场感应产生的，这种励磁电流获得方式及倍极静止磁场的存在，势必影响电机的运行性能，本文对此进行了理论分析及实验研究，结果表明，倍极磁场的存在确会影响电机的运行性能，但由于转子绕组的特殊工作状态，产生一定的转子励磁电流所需的倍极静止磁场气隙合成磁密很低，故电机的工作特性，电压波形，振动和噪声等均无明显恶化。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障研究

对汽轮发电机发生转子绕组匝问短路故障后,电磁特性和电气参量的变化进行了分析。发现了故障发生后励磁电流增加而无功输出却相对减少的特征,提出了利用故障前后励磁电流的计算值和测量值之间的相对变化率作为识别故障严重程度的一个实用的方法,建立了在线识别转子匝间短路的故障判据。该判据利用发电机转子匝间短路的动态模拟试验机组进行了相关的实验验证。     

励磁式发电机故障模拟系统

针对发电机在运行过程中,会受到多种因素影响而出现各类故障等问题展开研究,这些问题若无法及时发现可能会导致很严重的后果.在深入研究励磁式发电机定、转子结构的基础上,设计了励磁式发电机故障模拟实验系统,该系统采用两级发电式结构,故障设置操作简单.该系统可模拟主发电机定子绕组匝间短路故障、定子绕组相间短路故障;转子偏心故障;励磁机定子绕组匝间短路故障、转子绕组匝间短路故障、相间短路故障.旋转整流器三相桥式电路中,可设置某一功率二极管开路故障.该实验系统能够实现发电机故障的定位并提高发电机运行的可靠性.     

巨型水轮发电机励磁电流及影响因素

为了准确地获得空载和额定负载时的励磁电流,在充分考虑直交轴磁场饱和效应的基础上,利用时变电磁场有限元法计算1000MW水轮发电机在空载和额定负载时的励磁电流.分析了励磁绕组尺寸、阻尼条节距比以及磁性槽楔等相关因素对励磁电流的影响,在获得空载和额定负载励磁电流的基础上,提出了励磁绕组尺寸、阻尼条节距比的设计准则,并从电磁设计的角度论证了磁性槽楔应用于1000MW水轮发电机上的可行性.实验结果表明,有限元法可以用于1000MW水轮发电机的励磁电流计算,为工程设计提供了理论依据.     

发电机转子绕组匝间短路故障的分析与检测

深入分析了发电机发生转子绕组匝间短路故障后的电磁特性，得出当发电机发生匝间短路故障后，若端电压和有功功率保持不变时，无功功率会相对减小的结论；同时推出在一定的状态下，有功功率、无功功率和励磁电流之间的对应关系。利用人工神经网络具有不需要精确的数学模型及诸多参数的优点，把人工神经元网络方法引入到发电机转子绕组匝间短路的故障诊断技术中，可通过对故障样本的比较，诊断出转子绕组匝间短路的故障情况。     

一种新型模拟发电机组励磁调速控制器

针对传统励磁调速控制器控制速度慢,精度低等缺点,设计了一种新型励磁调速控制器,实现了对发电机励磁电流的控制和对原动机转速的调节。该控制器由发电机及原动机电气量采集电路,励磁电流调节电路,原动机转速控制电路,开关量采集电路,按键操作电路,与上位机通信电路,状态显示与系统保护等电路组成。本控制器具有运算速度快、控制精度高、集成度高、便于维护和设计成本低等优点,具有很强的鲁棒性。现场运行结果表明本控制器完全到达运行要求,具有很强的实用性。     

交流励磁发电机动态分析模型

根据转子结构对称的交流励磁发电机的基本方程式,结合该类电机励磁系统的特点和异步运行的特征,综合考虑了励磁系统的3个调节量;励磁电压的频率、幅值和相角。定义转子磁通（电流）在定子绕组中的感应电热与定子电压的夹角为功角,将转子旋转磁场角频率与同步角频率之差引起的功角分量和转差率作为状态变量,推导了其四阶简化动态分析模型。同时给出了单机无穷大系统中交流励磁发电机的状态方程,为含交流励磁发电机的单机无穷大系统的研究提供了理论基础。     

交流励磁发电机动态分析模型

根据转子结构对称的交流励磁发电机的基本方程式,结合该类电机励磁系统的特点和异步运行的特征,综合考虑了励磁系统的3个调节量励磁电压的频率、幅值和相角.定义转子磁通(电流)在定子绕组中的感应电势与定子电压的夹角为功角,将转子旋转磁场角频率与同步角频率之差引起的功角分量和转差率作为状态变量,推导了其四阶简化动态分析模型.同时给出了单机无穷大系统中交流励磁发电机的状态方程,为含交流励磁发电机的单机无穷大系统的研究提供了理论基础.     

交流励磁发电机的静态稳定特性分析

讨论了交流励磁发电机能量流向及电磁功率特性、静态稳定特性,分析了交流励磁发电机电磁功率、静态稳定性能和转子励磁电压大小、相位及转差率的关系,当转子电压较大时,发电机的静态稳定性能较好,发电机运行在超同步转速时,Pemmax较大,静态稳定性能较好,而运行在亚同步转速时,Pemmax较小,此时电机的过载能力较差.     

基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流谐波分析

本文分析了发生转子绕组匝间短路故障,发电机的电磁特性及励磁电流的变化,针对SDF-9型故障模拟实验机组,采用多回路模型建立了励磁绕组匝间短路故障情况下的转子电感参数模型和定转子互感参数模型。对励磁绕组匝间短路的短路匝数与励磁电流的谐波关系进行了定量计算。分析得到转子绕组匝间短路故障的特征,为故障检测提供依据。     

同步发电机异步运行及再同期的电子计算机研究

本文从派克方程出发,利用修正的派克变换,列写了发电机组的状态方程,用TQ-16电子计算机研究了发电机失磁进入稳定异步运行,然后投入励磁再同期全过程。研究了励磁绕组的灭磁电阻阻值大小对于异步运行过程的影响,得出了相应的结论。计算了异步运行时转子各绕组损耗的分布。在再同期的研究部分研究了投励角δ_i对于发电机拉入同期过程的影响,仔细研究了励磁电压高低和异步转矩大小对于拉入同期过程的影响。     

一个求解发电机短路时在强行励磁情况下转子电流和定子电势的简明方法

近代的发电机,一般都装置着自动调节励磁和强行励磁。关于具有此项装备的发电机,在短路时励磁电流和励磁电势的分析,一般著作如乌里扬诺夫的“电力系统短路”和日丹诺夫的“电力系统稳定”等都有所论列,然而又都阐述不明,容易引起糊途概念。例如前一著者在列举了一些假定的条件之后,声称励磁电流的增加现律与励磁机磁路的性质有关,是相当复杂的,为简化计算起见,假设转子的励磁电流依励磁机励磁线捲的时间常数     

两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及分析

为利用永磁电机的高功率密度、高效率以及电励磁电机电压易于调节的特性,提出一种混合励磁同步电机.主电机采用混合励磁同步电机,为主电机提供励磁的励磁机采用旋转电枢式交流电机.介绍电机的结构和工作原理,并采用有限元法对电机的磁场分布特征及调磁能力等进行计算和分析.根据理论分析试制样机,测试主电机的调压特性、励磁机的励磁特性以及两级式运行时的空载特性.有限元计算结果以及针对样机的实验数据表明:主电机和励磁机能够可靠地匹配运行;可以在永磁磁场的基础上,通过电励磁有效地调节气隙磁场,满足调压的需求.采用有限元法,研究主电机转子外形以及励磁机的定子齿宽对气隙磁场的影响规律.结果表明:对于主电机,设计适当的转子外缘形状能够有效地降低气隙磁密的总的谐波畸变率(THD),同时应兼顾气隙磁密基波的变化;对于励磁机,选择合理的定子齿宽系数有助于励磁能力的提高.     

关于临沂换流站调相机接入系统关键问题的研究

配合上海庙-山东±800 kV特高压直流输电工程增设调相机的必要性,采用中国电力科学研究院PSD-BPA潮流及稳定计算软件,从提升系统稳定性和技术经济性等不同角度对调相机接入系统方案中电压等级、接入站点、升压主变调压方式等多个方面进行研究,推荐调相机采用无励磁调压变压器以500 kV电压等级接入临沂换流站500 kV侧配置方案,对于保障上海庙-山东±800 kV特高压直流工程安全稳定运行具有工程意义。     

小型水电站可控硅励磁常见故障的检测

小型水电站普遍采用可控硅励磁,对其常见故障分析主要有起励不能建压,起励后机端电压、励磁电流失控,运行中控硅失控,励磁电流、电压摆磕 频繁,对其相应故障采取相应检测措施,在实际工作中取得一定实效。     

同枢倍极单相无刷同步发电机的励磁电流

对同枢倍极单相无刷同步发电机在空载、负载运行情况下的转子励磁电流进行分析。导出适于设计计算之用的转子励磁电流计算式。还给出了两台样机的实测数据,实测数据与计算值相符。     

考虑励磁调节作用及发电机饱和的静态稳定性

为了研究发电机饱和及励磁调节共同作用时对其静态稳定性的影响,提出了计及励磁调节器作用的功角曲线有限元算法,对比分析了发电机饱和及励磁调节作用对发电机极限功率和极限功角的影响。将用该方法计算的功角曲线用于小扰动后励磁调节器放大倍数的极限值和发电机运行极限的确定。结果表明,励磁调节器作用时发电机的静稳极限要增大,但若同时考虑同步发电机饱和作用,静稳极限要有所减小;发电机受到小扰动后,考虑同步发电机饱和作用时励磁调节器的放大倍数范围明显减小,发电机励磁电流调节量增大。研究结果为励磁调节器的参数整定与系统动态仿真提供必要的理论基础。