核电站大型无刷励磁发电机转子温度测量方法综述

核电站百万千瓦级无刷励磁方式下 ,汽轮发电机组转子温度测量可以有不同方法。其中有在三机旋转励磁时 ,通过在励磁机定子的磁极之间装设探测线圈 ,在励磁机转子轴上安装测量滑环 ,测量转子电压、电流得到转子温度的方法 ,以及对于机端励磁变压器构成的两机励磁系统 ,采取通过工厂实验数据和一定算法测量转子实时温度的新方法。     

九江发电厂1,2号发电机励磁系统改造方案的探讨

１前言九江发电厂１、２号机是两台１２５ＭＷ机组,其型号为ＱＦＳ－１２５－２型汽轮发电机,由上海电机厂制造;发电机的励磁系统采用同轴的直流发电机作为励磁机,提供发电机励磁绕组的励磁电流,通过励磁调节器改变励磁机的励磁来改变供到转子的励磁电压,从而调节了...     

岭澳二期核电站励磁变压器的改进

岭澳二期核电站励磁变压器无就地温度显示装置及分布式控制系统(distributed control system,DCS)监控装置,无法获得励磁变压器温度。针对此,提出在岭澳二期的励磁变压器每相上增加一个PT100铂电阻温度探头,同时增加温度实时显示装置,并对励磁变压器温度保护方案进行了改进,以优化其报警回路,提高其运行可靠性。改进后的励磁变压器投入运行后效果良好。     

核电多相环形无刷励磁系统故障分析及继电保护原理

多相环形无刷励磁机是目前在运百万千瓦级核电站广泛采用的励磁机型,因其未配备完善的继电保护,现场发生的多起故障带来了严重损失。实现该保护的难点在于励磁机为旋转电枢式电机,可量测的量仅为定子励磁电流,需用单一电气特征实现对多种故障的保护及区分。首先,文中从各种故障前后转子电枢电流及空间谐波磁场特性入手,对励磁机定、转子绕组及旋转整流器故障的特征及机理进行了深入研究,根据绕组结构不对称下定、转子电流的相互感应关系,得出各种故障暂态及稳态时的频谱分布特征及演变规律;其次,以十一相环形无刷励磁机为例,对动模样机进行了不同故障的实验和仿真,实验和仿真结果验证了理论分析的正确性;最后,提出了一种基于定子励磁电流的新型保护原理,动模样机实验及保护装置的现场运行及测试结果表明,该原理能够实现对故障的可靠灵敏保护,并能有选择性地区分故障。     

新型混合励磁发电系统用无刷励磁机电磁性能分析

本文提出了新型混合励磁发电系统,它由混合励磁发电机、无刷励磁机和旋转整流器构成,其中混合励磁发电机转子由结构上独立的两部分——永磁体和电励磁组成,定子铁心沿轴向分为三段:永磁部分定子铁心、电励磁部分定子铁心以及中间部分定子铁心,其中中间部分定子铁心采用非导磁材料。新型混合励磁系统具有永磁电机高效、高功率密度的优点。本文仅针对新型混合励磁发电系统中的无刷励磁机进行分析,无刷励磁机结构与绕线式异步电机结构相似,定、转子均采用三相绕组,无刷励磁机的转子与混合励磁发电机转子同轴,转子绕组经固定在同发电机转轴上的二极管整流将交流变为直流,供给混合励磁发电机励磁。同时本文采用电磁场有限元法对无刷励磁运行机理和电磁性能进行分析,其中包括供电电源类型、定子电流特性和转矩特性等。本研究成果对掌握无刷励磁机运行特性具有重要作用。     

核电多相环形无刷励磁机转子绕组短路故障特征分析

多相环形无刷励磁机是大容量核电机组广泛采用的一种励磁机型,实现对其内部故障的可靠保护,对保障核电发电机组的安全运行具有重要意义。因多相环形无刷励磁机为转枢式结构,转子电枢绕组故障无法得到直接监测,但依据故障在定子励磁绕组中反映的特征来实现监测是一种有效的途径。通过理论分析正常运行及转子绕组短路时核电多相环形无刷励磁机的转子绕组与定子绕组产生的磁动势性质及其在气隙磁场中的相互作用,得到了两种运行情况下转子电枢电流和定子励磁电流的谐波特性。对某11相动模样机进行了正常运行和转子电枢绕组短路实验,通过快速傅里叶分析得到了实验电流的谐波特征,实验结果与理论分析相符。该方法适用于任意核电多相环形无刷励磁机的任意形式的转子绕组短路故障特征分析,可应用到核电多相环形无刷励磁机转子绕组短路故障诊断的进一步研究中。     

汽轮发电机灭磁方式研究

汽轮发电机灭磁应以简单可靠为主,不同的励磁系统适用不同的灭磁方式,文章介绍了几种主要励磁系统的灭磁方式。直流励磁机励磁系统应采用发电机转子回路直流灭磁开关灭磁,无刷励磁系统或交流励磁机静止整流器励磁系统宜采用励磁机励磁回路灭磁方式,自并励励磁系统推荐采用逆变灭磁及交流侧开关灭磁方式。     

感应整流式无刷同步电机的励磁原理和调压性能研究

为了实现转子励磁型电励磁电机的无刷化励磁,研究一种感应整流式无刷同步电励磁电机。新结构电机采用传统电励磁电机铁芯。当往定子励磁绕组通入直流励磁电流后,感应激励绕组电流和转子励磁绕组电流产生的磁场在气隙中叠加,共同感应电枢绕组。该方法结合传统的感应励磁和励磁机励磁的优点,实现高效的无刷化励磁。介绍感应整流式无刷同步电励磁电机的结构,绕组分布和基本工作原理,理论分析感应激励绕组电流和转子励磁绕组电流的励磁原理,运用Ansys Maxwell仿真分析发电机的输出电压波形以及调压性能。制作了一台1.5kVA的实验样机,验证了理论和仿真分析的正确性。     

无交流励磁机、无刷、旋转可控三相同步发电机

华南工学院电力系电机教研组在1980年5月研制成功一台5.5KW无交流励磁机、无刷、旋转可控三相同步发电机厂样机。它与目前国内外所见到的无刷旋转可控三相同步发电机比较,具有一些特点,例如取消了交流励磁机。用复式转子进行励磁。它为同步电机励磁系统提供了一种新的励磁型式。样机的基本原理是:在转子上布置一套绕组,当转子转动时,由于气隙中存在谐波磁场,转子上的这套绕组产生电势,经过可控整流送入转子励磁绕组,从而使定子绕组发电。可控硅的导通角取决于测量桥中的整定电阻和定子端电压。在整定值给定后,当     

三级式同步电机低速阶段无位置传感器起动控制高频信号注入法的对比

针对航空三级式同步电机无位置传感器起动控制中通过主发电机直接注入高频信号引入的起动转矩波动、响应信息提取困难、易受扰动等问题,提出一种通过三级式同步电机的主励磁机间接注入高频信号的方法。从注入高频信号的频率特性、转子位置估计精度等方面,对比分析主励磁机定子侧注入高频信号和利用主励磁机三相交流励磁控制产生的6次谐波作为主发电机转子励磁绕组间接高频注入信号的方法,并给出利用三级式同步电机励磁电流建立过程估计转子初始位置的方法。实验结果表明,两种高频信号注入法在低速起动阶段皆具备良好的位置跟踪精度,采用主励磁机三相交流励磁产生6次谐波作为间接高频信号注入的方法更易实现,且具有更好的平均精度。     

自备电厂发电机励磁系统稳定性分析及控制研究

励磁系统的控制模式和控制参数对发电机及电力系统安全稳定运行有较大影响,一些厂矿企业电网的停电事故,暴露出自备电厂运行时存在励磁系统稳定问题。针对此问题,建立了计及恒无功、恒功率因数励磁控制方式的Heffron-Philips扩展模型,形成系统状态矩阵,通过特征根分析研究影响励磁系统稳定性的主要因素;基于根轨迹方法提出一种考虑系统稳定性的励磁系统控制参数优化方法。剖析了某实际厂矿企业自备电厂发电机组异常振荡现象的机理,并改进了励磁控制参数,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Applying static excitation systems

Many power generation plants in the pulp and paper industry are faced with high maintenance and downtime due to the excitation system. DC field breakers, motor driven rheostats, rotating exciter failures, commutator deterioration, and replacement parts for the automatic voltage regulator (AVR) are just a few of the problems typical of these aged power plants. The result is high overhead and potentially long down time of the generator system. The replacement of the rotating exciter and associated equipment for static excitation systems provides the positive solutions to these problems. The static exciter offers the design flexibility of easy retrofit for both small and larger rotating exciter systems. Additionally, it eliminates the maintenance overhead common to the brush type exciter. This article discusses the static exciter system that includes the power control devices (SCRs, also called thyristors), power transformer and automatic voltage regulator. The elimination of the DC field breaker can offer substantial cost savings. Solid state fast de-excitation circuits and its benefits are discussed. Lastly, selection criteria and application considerations are reviewed regarding types of static exciters     

Experience with the identification and tuning of excitation systemparameters at the second nuclear power plant of Taiwan powercompany

Experience with the identification and tuning of exciter constants for a generating unit at the second nuclear power plant of the Taiwan Power Company is reported. A field test is first performed on the excitation system with the generator open-circuited. Since the field test results differ from the computer simulation results using manufacturer's constants, the authors first modify the manufacturer's constants based on their previous experience to reach a preliminary set of parameters for the excitation system. Then a hybrid nonlinear simulation-sensitivity matrix method is developed to further refine the excitation system parameters. The exciter constants are tuned in order to give better dynamic response before a power system stabilizer is applied to the generator. Field tests are then performed in order to compare the dynamic response of the generator without and with power system stabilizer     

国产首台大型变频调速异步发电机的优越性

为保证发电机组始终处于最佳工况下运行,从而能够最大限度地提高工作效率和电力系统的稳定性,只要采用隐极式（圆筒形）转子交流励磁的异步发电机来取代凸极式转子直流励磁的同步发电机,并通过调节转子三相交流励磁电流的频率、幅值和相位来改变运行转速,就可以达到目的。如果采用现代化的矢量控制,还可以在调节有功和无功功率的同时,使发电机的控制达到快速响应,满足电网运行安全可靠性方面的要求。这种新型变速发电机既可以用于抽水蓄能发电站,也可以用在风力发电站。最近开发并已成功投入运行的这种机组填补了国内空白,强化了国内外市场帝争实力．     

核电多相角形无刷励磁系统旋转二极管开路故障特征分析

多相无刷励磁系统是大容量核电机组的首选励磁方式,其整流二极管处于高速旋转状态,在实际运行中二极管故障时有发生,对二极管故障特征的准确把握是实现对其可靠灵敏保护的前提。首先,通过理论分析得到旋转二极管正常运行、一管开路及一相开路时励磁机转子电枢电流的解析表达式。进一步,基于电枢反应磁势对定子励磁绕组作用的分析,得到了3种运行情况下励磁机定子励磁电流的谐波特性。最后,对某11相角形无刷励磁机样机进行了负载工况下二极管正常运行、一管开路及一相开路实验,电枢电流和励磁电流的实验结果验证了理论分析的正确性。实验与理论分析均表明:旋转二极管正常运行时励磁机定子励磁电流主要含直流分量,一管开路时出现基波和各次谐波分量,一相开路时出现各偶数次谐波分量。     

旋转整流器无刷同步发电机起动交流励磁仿真分析

旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等优点，在航空电源系统中得到广泛的应用。为了适应未来飞机电源系统发展的要求，航空发电机需要具有起动/发电双功能。本文给出无刷同步电机的新型单相交流励磁方案，在励磁机直流励磁绕组通入单相交流电，在气隙中建立脉振磁场，使励磁机转子电枢绕组中产生感应电势，经过旋转整流器整流，为主发电机提供励磁电流，解决零速下主发电机励磁问题。文中建立了考虑励磁机铁损耗的仿真模型，并运用仿真手段详细地分析励磁机的单相交流励磁的频率和幅值对主发电机励磁电流幅值的影响，最后给出发电机起动过程中，励磁机单相交流励磁的控制规律。     

Self-regulated self-excited brushless three-phase synchronous generator

For lightweight and compact implementation of a generation set, many attempts have been made by some researchers to develop a brushless self-excited synchronous generator without an ac exciter. A previous paper proposed a novel self-excitation scheme by which the second-space harmonic component of armature mmf is used for exciting the rotor field system. In this excitation scheme the effect of the series excitation characteristic, as well as a self-excited and brushless implementation without an ac exciter is automatically obtained. However, in the case of system configuration of the generator already reported, voltage regulation in the inductive load condition was very large. To remove this problem, this paper presents a new system configuration of the generator with a self-regulating feature that can compensate voltage regulation automatically. The new generator consists of a stator installing two three-phase windings, externally connected to a load and a capacitor bank, respectively, and a rotor with field and harmonic windings. In this paper the system configuration and theoretical concepts of the presented generator are described and detailed experimental investigations with a laboratory machine are also shown.     

交流励磁机系统模型与静态励磁系统模型大干扰稳定性分析

选择交流励磁机系统IEEE—AC2A模型与静态励磁系统IEEE—ST1A模型进行仿真研究,仿真结果表明系统受大干扰后,静态励磁系统在抑制功角摆动、维持发电机机端电压和维持系统频率的能力上优于交流励磁机系统,为励磁系统建模,励磁系统选型,励磁系统大干扰稳定性分析等相关研究工作提供了可借鉴的经验。