基于相角差时间函数调相机并网合闸时间预测

针对大型同步调相机并网条件差、成功率低的问题,对传统的相角差时间函数加以改进,改进后的曲线能够体现相角差在0到2π之间的变化规律,且直观表示出在一定的滑差转速范围内是否存在同期点和其存在个数以及在一定的相角差范围内所对应的合闸时间范围,为预计合闸脉冲发出时刻提供了很大便利。通过算例分析了当以惰性减速起始时刻为0时刻点,-0.167 r/s^2为加速度开始惰性减速时,最大允许滑差范围内出现的同期点个数,以及调相机允许的合闸时间范围,并在Matlab/Simulink仿真软件上验证了算例分析结果的正确性。同时,以调相机所受冲击电流作为最大允许相角差的整定依据有效减少了并网时对调相机的冲击,提高了并网的成功率。     

大型同步调相机惰转并网成功率计算方法

为提高大型同步调相机项目的经济性,中国大型同步调相机采用的是惰转并网方式。惰转并网相对于同频并网,其并网成功率与频差、相角差定值的设置关系密切。基于中国首批大型隐极同步调相机工程,首先估算出惰转工况下调相机的功率损耗,进而计算出调相机在额定频率点附近的频率滑差,最后提出了调相机并网成功率的计算方法,以及并网成功率与频差、相角差定值之间的关系。主机厂方和工程现场的同期试验情况验证了所提方法的有效性。     

新型同步调相机匝间短路故障机理分析

随着新型同步调相机大规模投入运行,调相机的安全问题逐渐凸显。绕组匝间短路故障是调相机1种典型故障,对调相机长期运行和电网稳定都有严重影响。该文从两种故障发生后对气隙磁场磁动势的影响出发,建立转子总电流、定子绕组相电流、支路电流及电磁转矩的统一数学表征,从幅值、相位、谐波含量等多方面对两种故障进行深入的对比分析,揭示新型同步调相机绕组匝间短路故障机理。该文基于已投入使用的TTS-300-2型新型同步调相机,开发有限元软件的仿真程序,搭建调相机模拟机的实验平台。理论分析结果分别得到了仿真与实验结果的验证。     

发电机准同期合闸相角差整定分析

为了提高发电机组并网品质,应对同期装置参数进行合理整定,结合电压差、频率差及合闸相角差对并网冲击电流的影响,利用发电机组并列试验实例,分析合闸相角差偏大是导致并网冲击电流偏大的主要原因。通过对试验数据的分析,确定影响合闸相角差的决定因素,并详细叙述同期装置的现场试验、数据分析及参数整定的方法。应用该分析方法对同期装置重新整定后,实际并网品质得到了大幅改善。     

电网谐波电压对同步调相机转子损耗的影响

高压直流输电系统单极大地回线运行会使得附近变压器产生直流偏磁现象,增加变压器副边电压的谐波含量。当变压器与为换流站提供无功支撑的同步调相机连接时,谐波电压会影响同步调相机的转子损耗。本文针对不同谐波电压下,同步调相机转子损耗的变化展开研究。采用时步有限元法计算了同步调相机空载、进相以及迟相运行条件下,谐波电压对转子铁心和槽楔损耗的影响,对比分析了转子各部分损耗大小随电压谐波次数的变化规律。研究结果为同步调相机的安全可靠运行提供了理论基础。     

大型调相机动态响应下的电磁转矩分析

凭借着强无功支撑能力,大型调相机在特高压直流输电(LCC-HVDC)中发挥着愈发重要的作用,本文分析了大型调相机的动态响应特性,推导了调相机的电磁转矩表达式,得出了动态响应下电磁转矩变化与定子电流、转子励磁电流变化趋势相关的结论。文中通过PSCAD/EMTDC建立了含同步调相机的LCC-HVDC模型,对受端电网单相接地短路与三相短路下调相机的动态响应和电磁转矩变化进行了仿真验证,发现机端电压下降时,随着调相机的无功动态响应,电磁转矩与定子电流、转子励磁电流变化趋势相同,呈现先增大后减小的变化趋势,同时对于三相对称故障引起的电磁转矩变化表现出一定的对称性,为大型调相机的运行与电网故障的判断监控提供了一定的理论基础。     

基于惰速点整定的新型同步调相机并网成功率提高方法

目前国内的新型同步调相机多采用惰速并网方式,该惰速过程不可控、不可逆,提高在该并网方式下的并网成功率是节约经济成本的关键所在。文中考虑调相机完整的惰速过程,计及该过程中的主要损耗,通过分析调相机侧与电网侧频率差、相角差的变化规律,得到在惰速开始时刻调相机侧与电网侧相角差对并网成功率的影响。通过进一步分析惰速开始时刻调相机转速对并网成功区域起始位置的影响规律,提出一种惰速点转速的整定方法,在严格满足并网条件的前提下,提高了并网成功率。结合算例,验证了惰速点整定方法的可行性,并且通过统计准确预测出完整的迭代次数及整定后的最终惰速点,减少了整定过程中的信息传输量。     

惰转并网调相机同期系统定值整定及调整方法

调相机在惰转工况下并网，其同期系统定值难以兼顾并网成功率和冲击的要求。分析了调相机的惰转特性，给出了频率变化率的特征表达式和实测方法；研究了调相机电压相对于电网电压的变化特性，总结了同期点出现的规律。规律研究表明，频率差定值满足后调相机电压相量相对于电网电压相量至少应旋转360°的角度，以此为基础推导了频率差定值计算公式。考虑整定频差下同期并网的工况，推导了同期检查继电器相角差定值计算公式。利用同源核相试验完成电压采样通道的标定并测量断路器合闸时间；通过假同期试验完成调相机频率变化率的测量和导前时间的调整。所提方法能满足100%并网概率要求，且可最大限度减小差频并网给调相机带来的冲击，工程现场试验结果证明了所提方法的可行性和合理性。     

基于不变矩理论的同步调相机轴系轴心的轨迹分析

同步调相机的状态监测和分析是保障同步调相机可靠运行的关键手段。轴系振动故障是最常见的故障之一,会直接影响机组的安全稳定运行。文章根据已有的同步调相机的运行数据,绘制同步调相机的轴心轨迹,采用不变矩理论提取轴心轨迹的特征向量,既适用于对同步调相机正常运行下的状态监测和分析,也能用于同步调相机发生振动故障时的诊断和修理。     

大型调相机惰速同期并网可靠性研究

静止变频器（SFC）输出侧不配升压变可减少加装调相机的整体成本,但并网前SFC退出后调相机转子转速将不再可控,同期条件差。为提高惰速同期并网可靠性,首先建立了冲击电流与频差和角差间的关系,其次对同期点存在概率进行了研究,然后提出了在正频差时选择滞后系统的一个小角度、负频差时选择超前系统的一个小角度并网,正频差允许值设定较小、负频差允许值设定较大等提高并网可靠性的方法。结合算例,对调相机惰速运行中不同惰速率和不同允许频差下的同期点存在概率进行了计算分析,验证了所提方法可有效减小并网冲击电流,增加同期点存在概率,提高并网可靠性。