[发明专利]一种同步电机电枢过电流限制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机励磁领域，特别涉及一种同步电机电枢过电流限制方法。

背景技术

同步电机包括电枢绕组和磁场绕组，通常情况下，电枢绕组为3相交流静止绕组，故也称为定子绕组，电枢电流也称为定子电流，磁场绕组为直流旋转绕组，也称为转子绕组，磁场电流也称为转子电流，为准确起见，本发明中一律称为电枢电流和磁场电流。同步电机运行时，电机电枢电流增加引起电机内部铜损增加，进而导致同步电机电枢内部温度上升，当同步电机电枢电流越过上限后，温度上升速度与电枢电流呈反时特性，电枢电流越大，电枢温度上升越快，允许该电枢电流运行时间越短。如果不能实时而准确地控制电机电枢的过电流水平，当电枢温度超过同步电机电枢允许的温度上限后，会导致同步电机电枢过热损坏，造成巨大的直接经济损失和间接经济损失。

在同步电机实际运行中，同步电机励磁调节是同步电机电枢过电流限制的主要手段。同步电机励磁系统是给同步电机提供并调节磁场电流的所有设备的总称，同步电机励磁系统一般配置同步电机电枢过电流限制功能（有的小型同步电机励磁系统或年代久的励磁系统没有配置），电枢过电流限制过程如下：励磁调节器实时测量同步电机电枢电流，与预先整定的电枢过电流限制定值比较，当实际电枢电流大于限制定值时，启动电枢过电流限制，如果同步电机无功功率大于0（向电网发出无功功率），则减小同步电机磁场电流，从而降低同步电机电枢电流，达到过电流限制的目标；如果同步电机无功功率小于0（从电网吸收无功功率），则增加同步电机磁场电流，从而降低同步电机电枢电流，达到过电流限制的目标。

上述电枢过电流限制功能在同步电机正常工况（额定电压，有功功率不超过额定值）下，都能正常工作，但在某些特殊运行工况时，经常发生电枢过电流限制功能动作时，电机磁场电流、无功功率、电枢电压会大幅振荡的现象，经过工程经验总结，有的技术工作者注意到，当同步电机无功功率较小时，会发生这种现象，因此，大多数同步电机励磁系统中在同步电机电枢过电流限制功能中会附加无功功率条件，当无功功率大于某一阈值，才会启动同步电机电枢过电流限制。但有运行实践证明，增加无功功率条件，不能从本质上解决上述现象。

综上所述，本发明人致力于研究及完善同步电机电枢过电流限制功能，解决电枢过电流限制功能启动同步电机磁场电流、无功功率、电枢电压会大幅振荡的现象及问题，需要解决的问题可归纳为以下几点：

（1）研究电枢过电流限制功能启动同步电机磁场电流、无功功率、电枢电压会大幅振荡的现象及问题的本质原因；

（2）研究出针对性的方法，提供一种从根本上解决电枢过电流限制功能启动同步电机磁场电流、无功功率、电枢电压会大幅振荡的现象及问题的方法；

（3）研究出切实可行的技术方案，提出同步电机电枢过电流限制功能的实现方法及动作模型。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种同步电机电枢过电流限制方法，其可确保在任何工况下，同步电机励磁系统都能够合理地启动电枢过电流限制功能，并安全稳定地限制电枢过电流，保护同步电机运行安全。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种同步电机电枢过电流限制方法，首先根据电机工况计算电枢电流限制相关的三个浮动门槛定值，包括限制动作定值、限制调节定值和限制返回定值，比较实测电枢电流与限制动作定值，当实测电枢电流大于限制动作定值时，计算电机发热量，当电机发热量达到电机允许上限时，即按调节定值进行励磁调节，维持电机实测电枢电流等于限制调节定值；当人工调整同步电机磁场电流以降低电枢电流，直至实测电枢电流小于信号返回定值后，电枢过电流限制信号返回。

上述电枢电流限制浮动门槛定值的计算公式是：

F(z)=max(I_g.s.p,f(P,U))

f(P,U)=(k+a)*PU+b]]>