大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计VIP免费

大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计、选型应注意的问题作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-2411:26:37杨旭，刘立瑞，莫钰英1.广东省电力试验研究所，广东广州5106002.云浮发电厂，广东云浮527328自并励静止励磁系统在性能上具有高励磁电压响应速度，易实现高起始响应性能，能提高系统稳定性能等优点。目前广东省水电机组已基本上应用了自并励方式，火电有沙角B厂的350MW机组、沙角C厂660MW机组采用了自并励方式，即将投运的连州电厂125MW机组、韶关8号机300MW机组等机组都将应用自并励静止励磁系统。对于自并励静止励磁系统在大中型汽轮发电机组的引进、配套和使用，应尽可能地发挥其优点，以达到预期的提高系统稳定性的目的，同时应在某些方面加以注意，以免带来一些负面影响。本文就大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统的设计、选型应注意的几个问题提出一些意见和看法。1自并励方式自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。其原理如图1所示。自并励静止励磁方式与旧有的励磁方式相比，具有以下几方面的优点。图1自并励静止励磁方式原理简图1.1励磁系统可靠性增强旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励静止励磁方式取消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。1.2电力系统的稳态、暂态稳定水平提高由于自并励静止励磁系统响应速度快，电力系统静态稳定性大大提高。自并励方式保持发电机端电压不变，对单机无穷大系统静态稳定极限功率为：Pmax=VgVs/Xe，(1)式中Vg--机端电压；Vs--系统电压；Ve--发电机与系统的等值电抗。而常规系统在故障过程中只能保持发电机暂态电势Eq′不变，其极限功率为：Pmax′=Eq′Vs／(Xe+Xd′)，(2)式中Eq′--发电机Q轴暂态电势；Xd′--发电机D轴暂态电抗。根据公式(1)和(2)计算得出Pmax大于Pmax′，说明大大提高了静态稳定极限。对于可能引起的系统低频震荡，可采用先进的控制规律或配置PSS电力系统稳定器加以解决。发电机出口三相短路是自并励静止励磁系统最不利的工况，此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系统的强励能力有所下降。为解决这一问题，在系统设计中计算强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算，即机端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短路可能性基本消除。因此，自并励系统强励倍数高，电压响应速度快，再加上选择先进的控制规律，能够有效地提高系统暂态稳定水平。1.3减少发电机轴系扭振及机组投资自并励静止系统与三机励磁系统相比，取消了主、副励磁机，缩短了机组长度，减少了大轴联接环节，因而缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时降低厂房造价，减少机组投资。2设计、选型中应注意的问题大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统在设计、选型、调试、运行中需要注意以下问题，才能充分发挥其响应快、稳定性高等优点，真正提高机组、电网稳定运行水平。2.1自并励系统的应用条件由于励磁输出受发电机端电压的制约，在某些系统严重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。它的应用通常取决于机组在系统中的地位、系统网络结构、负荷分布等因素。文献［1］的研究表明：位于主网震荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机组，因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用，所以应考虑整个电网，大中型机组的励磁方式不能单一化，需多种方式并存，共同搭配。设计规划部门应考虑电厂在系统中位置及网络结构、负载特性等因素，根据电网稳定计算的结果科学地设计、选择发电机励磁方式。2.2励磁变压器的计算及选择励磁变压器的计算和选择应考虑以下几方面：a)初期的励磁变压器多为...