[发明专利]发电机误强励灭磁过程参数的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法。

背景技术

灭磁系统是发电机内部短路事故时及励磁系统故障时，避免或减少设备损坏及限制事故扩大的唯一设施，是发电厂中关系着发电厂及电力系统安全可靠运行的重要系统。

误强励灭磁是发电机各种灭磁工况中最严重的灭磁工况。发电机误强励是励磁系统故障失控引起的事故，此时励磁功率整流器的晶闸管全导通。对目前普遍采用的自并励发电机，发电机励磁系统由电压负反馈闭环变成了电压正反馈系统。在正反馈的作用下，发电机转子电流随发电机机端电压的升高而迅速增加，转子电流的增加又进一步提高发电机机端电压，这种恶性循环一直至发电机过压保护动作跳闸灭磁。由于电压正反馈的作用，此时灭磁系统将在转子严重过电流及发电机端严重过电压下进行灭磁，为发电机的各种灭磁工况中最严重的灭磁工况。根据我国规程的规定，发电机灭磁系统需按满足发电机误强励灭磁要求进行设计及选择设备。如磁场断路器的分断能力，需按误强励灭磁过程中可能出现的最高分断电压及最大分断电流进行选择，最高分断电压及最大分断电流取决于灭磁过程中转子的最高电压及最大电流；灭磁电阻最高灭磁电压的选择需按灭磁过程中发电机转子的最大电流进行计算。故灭磁系统设计必需取得发电机误强励灭磁的过程参数。

由于发电机误强励对发电机为破坏性的严重事故，误强励灭磁过程参数不可能通过在实际发电机上进行误强励灭磁试验取得。又由于误强励时发电机运行参数(励磁电流、电压等)处于非线性的动态变化过程中，且其非线性特性随具体发电机而异，分析计算十分复杂，国内外至今一直没有发电机误强励灭磁过程参数的确定方法。故在此以前，灭磁系统一直只能采用估算的方法进行设计，设计的灭磁系统及选择的设备，无法肯定其参数是否能够满足发电机误强励灭磁的要求，致使发电机误强励灭磁时烧毁灭磁设施的事故时有发生，损坏发电机并造成事故扩大，严重影响发电机及电力系统的安全。

另外，灭磁时间是衡量灭磁系统性能的重要参数，灭磁过程中灭磁电阻能耗是选择灭磁电阻容量的关键参数。发电机误强励灭磁的灭磁时间及灭磁过程中灭磁电阻能耗，均需要由误强励灭磁过程发电机转子电流及电压的衰减过程参数进行计算。

因此，为确保电厂及电力系统的安全，正确的设计发电机灭磁系统，一个满足工程实用要求的发电机误强励灭磁过程参数的计算方法，是多年来一直期望解决的课题。这些参数主要包括误强励灭磁过程发电机转子的最大电流及最高电压、灭磁过程发电机转子电流及电压的衰减过程参数。由于发电机灭磁开始后，发电机转子电流及电压为衰减变化过程，故误强励灭磁过程发电机转子的最大电流及最高电压将出现在灭磁开始时，为误强励灭磁开始时的转子电流及电压。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法，为灭磁系统设计提供基本参数。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法，所述的误强励灭磁过程参数包括误强励灭磁过程发电机转子的最大电流I_F(0)和最大电压U_F(0)，以及误强励灭磁发电机转子电流衰减过程值I_F(j)和转子电压衰减过程值U_F(j)，其特征在于：它包括以下步骤：

S1)取发电机过压达1.3倍额定电压时t＝0，对发电机转子环节方程进行分段线性化的处理，得到发电机误强励开始时至发电机转子达到最大电流时的转子电流I_f(i)的计算式：