发电机自并励静态励磁系统谐波特性分析.pdfVIP

第 35卷 第 3期 水 电 自动 化 与 大坝 监 测 Vo1．35 NO．3 201i年 6月 20 日 HydropowerAutomationandDam Monitoring June20，2011 发电机 自并励静态励磁系统谐波特性分析 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 电 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。AVR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 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 ：①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 ；②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 ；③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 本文详细阐述了 自并励静态励磁系统谐波产生 制；④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；⑤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 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