资源描述：
《发电机自并励静态励磁系统谐波特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第35卷第3期Vol.35No.32011年6月20日June20,2011发电机自并励静态励磁系统谐波特性分析122常鹏飞,徐星星,王宝安(1.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003;2.东南大学电气工程学院,江苏省南京市210096)摘要:自并励静态励磁系统具有响应速度快、轴系短、振动小、成本低等特点,目前已成为国内外大型新机组优先选择的主要励磁方式,但自并励静态励磁系统在实际应用中存在谐波污染问题。文中主要分析了自并励静态励磁系统谐波产生机理,从理论和仿真的角度对该系统中产生的谐波特性进行研究,并
2、通过现场测试结果验证理论分析与仿真结果的正确性,最后提出谐波治理意见。关键词:自并励静态励磁系统;励磁变压器;谐波;PSIM仿真0引言随着电力电子技术的不断发展以及大容量晶闸管的广泛应用,自并励静态励磁系统以其接线简单、可靠性高、造价低、响应速度快等优点,已成为大型水电、火电机组的主要励磁方式之一。然而,晶闸管整流器(可控硅整流器(SCR))的应用必然会带来谐图1自并励静态励磁系统结构波污染问题,其对自并励静态励磁系统最为直接的发电机G的励磁电流由励磁变压器经静止影响就是造成励磁变压器的温度过高,严重时高达SCR整流后供给。A
3、VR通过检测综合励磁系统运100以上,国内已有几例励磁变压器因温度过高行状态的信息,按给定的调节准则发出控制信号,控而烧毁的事故,例如黄龙滩、富春江、乌江渡水电站[1]制SCR的导通角,从而控制发电机励磁电流。等,三门峡水电站还曾烧毁过3台励磁变压器。励磁系统的主要作用是:根据发电机的运行虽然目前还没有专门的研究报告,但随着自并励静状态,自动调节励磁电流,保持机端电压稳定;控态励磁系统的普遍应用,谐波对自并励静态励磁系制并列运行的各发电机间无功功率分配;根据运统造成的影响不容忽视。行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限
4、本文详细阐述了自并励静态励磁系统谐波产生制;提高发电机并列运行的静态稳定性和暂态稳的机理,从理论、仿真和现场测试结果3个角度对其定性;在发电机内部出现故障时,进行快速灭磁,特性进行比较研究,分析该系统中的谐波特性,在此[2]减小故障损失。基础上比较各种治理对策的特点和适用场合,为合1.2励磁变压器理选择自并励静态励磁系统的谐波抑制措施提供了励磁变压器是自并励静态励磁系统的重要组成基础。部分之一,并联在发电机端,是为发电机提供励磁电1自并励静态励磁系统的原理与组成流的特种变压器。它主要有2个作用:一是给励磁功率单元提供合适的
5、工作电压并传递励磁功率;二1.1自并励静态励磁系统的原理是实现发电机的转子侧和励磁电源的电气隔离。自并励静态励磁系统是指只采用接于发电机出励磁变压器的一次侧为星形连接,一次绕组的口端的励磁变压器作为励磁电源,经励磁功率单元相电压仅为线电压的1/3,降低了一次侧绕组的电SCR整流后供给发电机励磁,励磁电源取自发电机压绝缘要求;其二次侧为三角形连接,为3倍频谐波本身。自并励静态励磁控制系统主要由发电机转电流提供回路,抵消3倍频谐波磁通,从而能够改善子、励磁变压器、励磁功率单元(SCR整流)、励磁调相电压的波形,并能防止过高的3次谐波
6、电压对励节器(自动电压调节器(AVR))、灭磁系统等组成。磁变压器绝缘系统造成危害。励磁系统的结构如图1所示。1.3AVRAVR是发电机励磁系统中的核心控制设备,其收稿日期:20110225;修回日期:20110408。基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信30发电控制技术及设备常鹏飞,等发电机自并励静态励磁系统谐波特性分析息,包括发电机机端电压、有功功率、励磁电流、频率62+sin2-2sincos(2+)I1=Id等,并产生相应的控制信号,自动改变SCR的导通2cos-cos(+
7、)角,控制励磁功率单元的输出,改变励磁中的磁场电(3)[3]流,从而改变输出电压,达到自动调节励磁、满足发各次特征谐波有效值和基波有效值之比为:电机及系统运行需要的目的。2In41=222I1n+sin-2sincos(2+)2自并励静态励磁系统谐波特性分析2(n-1)2(n-1)sinsin2.1谐波特性理论分析222+2-(n-1)(n+1)2.1.1谐波的来源产生谐波的根本原因是电路中存在非线性器2sin(n-1)sin(n+1)2n-122件。自并励静态励磁系统中,发电机的励磁电源是经过SC
8、R整流后得到的。SCR是非线性器件,当cos(2+)(4)电流通过时,与所加电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即有谐波产生。因此,SCR是自并励静态式中:n为谐波次数,n=6k1,k为正整数;In为n励磁系统主要的谐波源。次谐波电流的有效值
