异步化同步发电系统的保护研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着电力工业的飞速发展，电能已经不可避免地采用了远距离、大容量、超高压的传输方式。这使得电力系统的无功调节、静态和暂态稳定性等问题显得尤为突出。异步化同步发电机由于采用了交流励磁，励磁电压的幅值、频率和相位均可以调节，极大地改善了系统的静态和暂态稳定性。而且调节励磁不仅可以调节发电机的无功功率，还可以调节发电机的有功功率和转速。当采用适当的励磁控制策略，异步化同步发电机可以实现有功和无功的独立调节，其进相运行能力远远超过了传统的同步发电机，为电力系统提供了有力的调压手段。这些对电力系统的稳定运行都有着十分重要的意义。异步化同步发电机有着广

2、阔的应用前景，国外已有多台大容量的电动发电机和发电机在蓄能电站及超高压长距离输电线中投入运行，运行的结果证明，该类机组已成为改善电力系统运行特性的有效手段，受到国内外电工界的广泛关注，成为当代的研究重点之一。本文以异步化同步发电系统的继电保护研究为题，在分析了异步化同步发电机内部的基本电磁关系的基础上，参照感应电机的分析方法，建立了异步化同步发电机的基本方程式、等效电路及相量图，介绍了异步化同步发电机的有功、无功功率分量（同步、异步分量）的特性、功率传递关系，并推导出了dq0同步坐标轴系下的异步化同步发电机-无穷大系统的数学模型，为进一步研究打下了基础。在各种空载短路的

3、基础上，研究了异步化同步发电机各种有载短路暂态分析的边界条件和仿真模型，为有载短路的暂态分析提供了手段，并且在程序编制时考虑了不同短路点的灵活选择。对异步化同步发电机-无穷大系统的短路暂态过程进行仿真，通过对仿真数据的分析和比较，总结出异步化同步发电机接入系统后的短路暂态的特点。论文最后对异步化同步发电机进相运行时的短路暂态过程进行了仿真分析，分析出了异步化同步发电机进相运行对电流保护的影响，并提给出了可行的解决方法。关键词：继电保护，暂态仿真，异步化同步发电机，故障电流，交流励磁I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmen

4、tofpowerindustry,itisatendencyforelectricenergytobetransmittedinlongdistance,largecapacityandhighvoltagelevel,whichmakestheproblemsofreactivepoweradjustment,staticandtransientstabilityofpowersystemsmoreandmorecomplex.AstheAC-excitationsystemisadoptedinAsynchronizedSynchronousGenerator(AS

5、G),alloftheamplitude,frequencyandphaseofthemagnetizingvoltagecanbeadjusted,whichgreatlyimprovesthestaticandtransientstabilityofpowersystem.Underproperexcitationcontrol,thereactivepower,activepowerandspeedofanASGcanbeindependentlyadjusted,respectively.Theabilityinphaseleadoperationissuper

6、iortothatofcommonsynchronousgenerator,whichprovidesapowerfulmeansforvoltageadjustment.Theseadvantagespresentedaboveareofgreatimportanceforstableoperationofpowersystems.ThereisabroadprospectforASG.AfewofASGareoperatingasmotorandgeneratoronthepumpedstoragestationorgeneratoronextra-highvolt

7、agetransmissionlinesabroad.ItisprovedthattheASGiseffectivemethodforimproveoperationcharacteristicsofpowersystem.Nowitisstudiedinthewholeworld.Inthispaper,theprotectionrelayofASGsystemisstudied.BasedonanalysistheinternalelectromagneticrelationshipofASG,thebaseequation,ande