大型同步发电机故障灭磁仿真

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1、2008.№6大电机技术59大型同步发电机故障灭磁仿真112王兴贵，方振乾，智勇（1.兰州理工大学,兰州730050;2.甘肃电力科学研究院,兰州730050）[摘要]本文对大型同步发电机故障状态下的线性和非线性电阻灭磁进行了仿真计算。其仿真模型考虑了转子阻尼绕组的感应作用和发电机空载特性的非线性，并利用积分算子1/s实现了灭磁微分方程的求解和磁能的计算，以期对电阻的灭磁性能进行更直观的分析。给出了某一300WM汽轮发电机故障灭磁的Matlab仿真结果，其较好地再现了发电机的灭磁过程，获得了灭磁电阻性能的对比结果。[关键词]同步发电机；灭磁；阻尼绕组；非线性电阻；仿真[中图分

2、类号]TM301.2[文献标识码]A[文章编号]1000-3983(2008)06-0059-05De-excitationSimulationofLargeSynchronousGeneratoratFault112WANGXing-gui,FANGZhen-qian,ZHIYong（1.LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China;2.GansuElectricPowerResearchInstitute,Lanzhou730050,China)Abstract:Thepaperdescribedthesimulati

3、onforde-excitationoflargesynchronousgeneratoratfaultwithlinearandnon-linearresistor.Thesimulationmodelconsiderstheinductioneffectofrotordamperwindingandthenonlinearityofno-loadcharacteristicofgeneratorandusesintegraloperator1/stosolvedifferentialequationandcalculatemagneticfieldenergy,togiv

4、emorespecificanalysisonde-excitationcapabilityofresistor.Thede-excitationsimulationresultsfora300MWturbinegeneratorweregivenandshowedvividlythedynamicprocessesofde-excitation.Finally,thecontrastresultsofde-excitationresistorcapabilityweregained.Keywords:synchronousgenerator;de-excitation;da

5、mperwinding;non-linearresistor;simulation的磁能和灭磁时间进行比较，以期为工程应用提供参1前言考。此外，在仿真模型中，考虑了转子阻尼绕组的感正常停机的同步发电机组，在与电网解列后，可应作用和发电机空载特性因饱和引起的非线性，使仿采用逆变灭磁或手动减磁的方式完成停机操作。但对真更贴近实际。于内部发生故障的同步发电机，除尽快与电网解列，2同步发电机灭磁的数学方程断开磁场电源外，还需要快速抽出或消灭贮存在转子图1为同步发电机磁场简化电路，FMK为磁场断磁场内的大量磁能。因此，要求发电机在故障下能快路器，正常运行时其常开触点合，常闭触点分。R为

6、速灭磁。为实现灭磁的快速性，工程上多采用线性电线性或非线性灭磁电阻，D代表d轴阻尼绕组。iD为阻或非线性电阻灭磁。线性电阻灭磁时，常希望灭磁灭磁时流过d轴阻尼绕组的电流。由于q轴阻尼绕组电阻尽可能大些，但这样会使加在磁场绕组上的反电在发电机灭磁时不起作用，这里未作表示。压正比加大，考虑到磁场绕组的耐压水平，国家标准[1]FMFMKKifif规定灭磁电阻应为转子绕组电阻的3~5倍。近年来为进一步加快灭磁，非线性电阻如氧化锌（ZnO）、碳TTrrFMFMKKiiDDGG化硅（SiC)已被广泛采用。与线性电阻不同，非线性UfUfUfDDR电阻有能容问题，能容不足，易被烧毁；能容选的

7、太R[2]大，体积大，维护量大。本文就目前常采用的线性和非线性电阻灭磁方图1同步发电机磁场和d轴阻尼绕组电路式，利用Simulink仿真工具对大型同步发电机故障情利用同步发电机在d、q轴的park方程，可列出发况下的灭磁进行仿真，并对灭磁过程中灭磁电阻吸收5960大型同步发电机故障灭磁仿真2008.№6[3]电机灭磁的数学方程：确定。磁链方程：对发电机常规空载特性，一般选用L=1.1、M=1.95、N=0.95，将其代入式（7），可得I=0.823。Ψ=Li+Li−Li（1）b转子绕组：ffffDDad