海上石油平台电力系统自励磁研究

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1、第29卷第2期计算机仿真2012年2月文章编号：1006—9348(2012)02—0305—05海上石油平台电力系统自励磁研究张国民(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：研究海上石油平台的电力系统抑制自励磁优化控制问题，当海上石油平台孤岛电力系统黑启动时，由于海缆距离长、分布电容大，易造成发电机的自励磁现象，对系统的电气设备产生极大危害，影响了系统的安全。而应用在陆地电力系统的抑制自励磁措施并不能在孤岛电力系统中完全有效。针对海上石油平台电力系统的特点，提出三种应用在海上油田群电力系统的抑制自励磁

2、方法，即双机带空载海缆黑启动、防止新接入的海缆长度超过临界长度以及并联电抗器黑启动。首先通过同步发电机电枢反应原理分析了同步发电机产生自励磁现象，以劳斯判据来确定产生同步自励磁时发电机参数的判断依据及条件，对某海上油田群电力系统的自励磁情况提出抑制模型，最后利用PSCAD／EMTDC软件对黑启动方案进行仿真，结果证明了方法的有效性，为设计提供了可靠依据。关键词：孤岛电力系统；黑启动；自励磁中图分类号：TM31文献标识码：BStudyonGeneratorSelf——ExcitationinOffshoreOilPlat

3、formPowerSystemZHANGGuo—min(CollegeofElectrical＆InformationEngineering，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China)ABSTRACT：Whentheoffshoreoilplatformpowersystemblack—start，submarinecablesforlong—distanceneedtoputin，theself—excitationofgeneratorhappeneasily，whichi

4、sbadtogeneratorandotherelectricalequipments．Butanalyzingandinhibitingmeasuresofself—excitationforlandpowersystemarenotfitforislandpowersystem．Accordingtothecharacteristicsofoffshoreoilplatformpowersystem，thepaperpresentedasuitablemethodfortheoffshoreoilplatformp

5、owersystemtorestraingeneratorself—excitation．First，thepaperintroducedthebasicprinei-pieandcriterionofsynchronousgenerator'sself—excitationbasedonarmaturereactionofsynchronousgenerator．TheLoutscriterionWasusedtogetjudgmentbasisandconditionsofgeneratorparameterinp

6、roducingsynchronousself—excitation．Inoneoffshoreoilplatformpowersystem，forexample，themeasureswasposedthroughanalysisofself—excitationintheoffshoreoilplatformpowersystem．Thentheblack—startpathwassimulatedandcalculatedbyPSCAD／EMTDC．Thecomputersimulationresultillus

7、tratestheeffectivenessoftheproposedmethod．KEYWORDS：Islandpowersystem；Black—start：Self—excitation1引言海上石油平台电力系统是海洋油气开采作业系统的一个重要组成部分，为整个海上石油开采系统提供动力。当系统黑启动或者海缆因故障停运后需恢复时，都涉及到长距离海缆空载投入。由于海缆对地电容大，电压较高时，发电机电枢反应的助磁作用会引起定子电流、电压幅值自发增大现象⋯，从而导致发电机自励磁的发生，自励磁的发生将对同基金项目：国家重点基

8、础研究发展计划(2009CB219706)收稿日期：2011—03—25修回日期：201l一04—16步发电机产生极大的危害。海上油田群电力系统的自励磁问题已引起了关注口o，需对孤岛电力系统发电机自励磁问题进行深入研究，并寻找解决的措施。在对发电机自励磁的分析中，时域仿真法比较精确，但计算复杂，黑启动时海上油田群电力系统的参数难以