1000MW同步发电机逆变灭磁初步分析及计算.pdf

电工程技术2012年第41卷第09期
应用技
DOI:10.3969/j.isn.1009-9492.2012.09.032
1000MW同步发电机逆变灭磁初步分析及计算
饶勇',周尚军2
(1.广东忠州平海发电厂有限公司,广东忠州516000;2.武汉洪山电工科技有限公司,湖北武汉43000
摘要:通过平海发电厂自并激静止励磁系统中三相全控可控硅整流桥工作于逆变灭磁工况时的等效电路图,来定量计算发电机
空载逆変灭磁时润T。,并得出计算Ta的一般性通用性公式。
关键词:自并激静止励磁系统;三相全控氅流桥;逆变;灭磁;灭磁时问
中图分类号:TM3
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2012)09-0115-04
Preliminary Analysis and Calculations on the Inverter and Deexcitation
of the 1000 MW Synchronous Generator
RAO Yong, ZHOU Shang-jun
(1. Guan Dong Huizhou Pinghai Power Station Co, Itd. Huizhou5 16000, China; 2. Hongshan Electrical Science
Technology Co, Ltd, Wuhan430000, China)
Abstract: In this thesis the writer tries to xactly calculate the no-load de-excitation time by using the equivalent circuit diagram of
inverter mode of three phase fully-controlled rectifier bridge in self-parallel static excitation system, and the usually suitable eal ulation
formula will be concluded as a guide for being shared with and introduced to the research field of excitation system
Key words: self-parallel static excitation system; three phase fully controlled rectifier bridge; inverter; de-excitation; de-excitation
tirne
0前言
5887A,每套励磁装置由1面AVR控制调节柜、1
广东惠州平海电厂1期工程装机容量2x面辅助柜、6面功率整流柜及2面灭磁柜和1面交
100MW,超超临界汽轮发电机组,1号机组和2流进线柜一共11面屏柜组成。
号机组及励磁系统分别于2010年10月1日和2011
灭磁系统采用德国AEG公司 Cerapid80072X2
年5月1日通过168小时试运行并进入商业运行正型磁场断路器,依据DLT650-1998及
式投产并网发电,两台机组励磁系统投产后连续DLT843-2010《大型汽轮发电机励磁系统技术条
运行至今,性能及状态优良。励磁系统为武汉洪件》标准以及 ANSI/IEEE std C37.18《旋转电机用
山电工科技有限公司提供的 SIEMENS THYRIPOL封闭型磁场发电断路器标准》,采用线性电阻灭
自并励静止励磁系统。经一年多的运行,该励磁磁,灭磁电阻阻值大于励磁绕组直流电阻R。。
系统表现了极高的可靠性,且各控制性能(静灭磁电阻接人采用双冗余的高压大电流可控硅电
态、动态、暂态)指标优良,功能齐备,各种限子跨接器和直流机械开关跨接器,一共三冗余并
制保护齐备,软件设计合理,满足和优于国际、联模式。同时电子跨接器也用来作为转子过压保
国内及徳国励磁标准,设计合理及性能优异,结护回路,采用BOD( breakover diode)器件进行过
构外观设计美观,工艺先进。从工作电源、控制压触发。
调节到功率整流(含冷却风机及风机电源)、灭
对于同步发电机灭磁的计算针对灭磁开关+线
磁及转子过压保护、接地检测的软硬件全冗余性电阻或灭磁开关+非线性电阻的移能灭磁方式在
设计,软硬件功能齐备,系统可靠性极高。发诸多文献均有提及,其原理和计算方法都已成熟
电机额定磁场电压Ua。=437V,额定磁场电流1=和完备,而对于逆变灭磁,作为可控硅励磁最多
收稿日期:2012-08-14
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应用技术
电技ポ20
采用的灭磁方式,其动作机理虽然简单且清晰,IxX,= Lxdl/dt+xR、(忽略定子漏抗压降时)(1)
但由于整个回路中涉及到发电机、励磁变压器、
lu=Lxd /t-1irr-=1.35xu2xcosal-(3/),x
励磁控制器、功率整流桥之间的各种数学关系,X=1.35xU2 xhosa-(3/m)xlxK
(2)
迄今未见统一的计算方法及计算公式。本文通过
依据电机学/电路原理/电力电子/电工学基
简化及线性化处理,推导出一个简化公式,用以本知识和电气关系式,可得
方便快捷的计算出逆变灭磁时间,用考量励磁系
VxU2E2xE:xZ1Ul∝E,xl
统的灭磁性能。
l=1∝l2∝l
1分析及推导
h=、2/3l=0.816xl
假定:同步电机空载特性U<,时转子磁路不
1=-l2×MV2/M1
饱和,空载机端电压U=E,与励磁电流』成正比;
而X>>R,Xm>>Rnm,XH>>Rm,X>R,则
忽略励磁绕组电阻R的微小变化与转子绕组
U。=U1=E。-lxX」= Unidir-l4xX
时问常数To。的微小变化,励磁电流与励磁电压
E =4.44/.
成线性
B1=U1-1×Xr= XIII-xXa-l×Xr
逆变灭磁过程中,将励磁绕组当做指数衰减
E =EXN/N
的特殊直流电源,而将整流桥、励磁变绕组和定
12=ーNN1
子绕组当作串联的等效恒阻抗负载。电源和负载
E2=U2+12×Xm2=U2+(3/m)x/xX1
的阻抗都恒定,电源电压及负载电压与励磁电流
E2 =(3/T)Lixxr-lxd//Dt-lixrr
成线性。
可推导
自并励静止励磁系统主回路电路由(定子绕
(Uaxll-4xX)xM2/NV1-(3/m)xlxX=-Lxdl/
组、励磁变压器、三相全控整流桥、灭磁开关
LXI
灭磁电阻、转子过压保护器、跨接器、发电机转
(UxlA)xNM/NM1-(3/mr)x×(X1+(NM2/NM)Xの=ーL
子绕组组成。由于分析空载逆变灭磁特性,原理dAd-IxR
图中省略灭磁及发电机转子过电压保护回路。
(unxiro-
等效也路如图1所示。
dt-/XRR
通常,逆变灭磁时晶闸管
柊流桥控制角Q=130~150度
(此处为150度),cose<0。逆
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变灭磁时,由于发电机处于空
SCR
载状态,发电机出口断路器断
开,转子能量一部分将通过三
SCR
SCR: i
相全控整流桥逆变反馈到励磁
变压器原边及发