异步化发电机有功

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1、1994年l1月重庆大学学赧Vc1．17．№．6第l7卷第6期JOURNALOFCHONGOINGUNIVERSITYN0V．199{异步化发电机有功和无功调节特性的仿真研究‘SimulationInvestigationfortheRegulatingCharacteristicsofRealandReactivePowel'ofAsynchronizedTurbogenerators粱志翔杨顺昌秦翼鸿徐国禹LiangZhix／angYangShunchangQinsYihongXuGuoyu(重庆大学电气工程系，重庆，630044)7卅iff一摘要论述

2、了异步化发电机的双通道励磁控．I原理．推导了以转子电流为状态变量的状态方程式及转子运动方程，通过对一台200MW异步化汽轮发电机运行特性的仿真计算，研究了异步化汽轮发电机的穗态有功、无功(电压)调节特性。．关键词塞空；垂奎．；异步化塞笙垄皇丛／塑萱犍丝中国图书资料分类法分类号TM311ABS"I~ACTThispaperdiscusse~thecontrollingpr~cipleofasynchronizedmrbugenerators，deduc~theirmathematicalmodel，andstudiestheirI~gulatingchara

3、cteristicsofrealandreactivepower(orvoltage)bymeansofsimulationcalculationofoperatingcharacteristlc~fora200MWasycl~'onizodVarbogenerator．Theconclusionisthattheasychronize~ltubugenc~atorsnotoncanregulaterealandreactivepowerindependenaybutalsohasallexcellentdynamicperformance．KEY~VOR

4、DSrealpower}re,retirepower}asynchronizedturbogenerator}regulating{~l"ac-teri~cs0引言现代电力系统随着发电机单机容量的增大，输电距离的加长，电网电压的等级不断提高，电网日负荷曲线剧烈变化，致使输电线路的有功、无功运行状态发生变化。当线路传输的有功功率低于线路的自然功率时，将出现无功过剩。而长距离超高压输电线的广泛采用，则使得由线路充电功率所引起的无功过剩和系统稳定问题日益突出。无功过剩会引起输电线首端出现持续工额过电压，产生电晕引起有功损耗增加，危及系统安全运行，严重时致使其它发

5、电机无法并网。为解决上述问题，电站必须进入吸无功状态■运行。电站的这种运行状态可采用：同步发电机进相运行，在电站安装并联电抗器、调相机和·收文日期1993一I2-24本课题为国家教委博士点基金资助课题苇”卷苇6期莱志翔苷异步化发电机有功和无功调节特性的仿真研究37静止补偿器等传统方法。但这些方法都存在一定的技术经济缺陷。采用在电站安装异步化汽轮发电机可以使无功过剩问题得到圆满的解决。异步化汽轮发电机转子具有两个或多个励磁绕组，可使其合成磁势处于转子任意位置，并能实现对有功功率和功功率的独立调节。本文首先分析异步化汽轮发电机的电气结构和控制原理，进而推导其状

6、态方程，最后对仿真计算的结果进行分析讨论。1异步化控制原理异步化汽轮发电机与传统汽轮发电机一样由交流电机本体、励磁系统及自动励磁调节器三部分组成．它与传统汽轮发电机的差别是：异步化汽轮发电机在转子上存在两个以上的励磁绕组，它们按一定的电角度分布在转子四周上，通过一套可逆可控硅励磁装置和双通道励磁调节器对转子绕组励磁。本文研究的异步化汽轮发电机转子具有对称两相励磁绕组。假设发电机经变压器升压后通过双回输电线接于无穷大系统，如图1所示。图中，为变压器电抗I也、‰分别为传输线的感抗和容抗。异步化汽轮发电机的一般化电机模型如图2所示。图中所甩坐标系为同步旋转x、y

7、坐标系统，y轴与电网电压的相量重合，^、，．为转子励磁绕组I、为等效阻尼绕组，反映转子实心体的阻尼效应}d为转子位置角I口为电磁功角。同步旋转磁场速度为蜘I转子速度为(1土8)．转子转速超同步旋转速度时括号内取正。。、图1单机无穷大系统图2一般化电机模型参考文献[1]～[，图2所示异步化汽轮发电机定子回路电压方程的相量形式为一口一j(x，+‰)式中口、，分别为定子电压、电流相量；，r为转子励磁绕组的电流相量}‰为定转子互感抗；X一X++／2一(x+)氘／为计及线路参数的定子等效电抗X一+X为同步电抗}X=，+X为转子励磁绕组的电杭；x为定子绕组的漏感抗。将

8、(1)式投影在同步坐标x、y轴上，则：38t庚大学学报199●卑r