[发明专利]一种大型调相机现场空载特性测试方法

权利要求书

1.一种大型调相机现场空载特性测试方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据调相机制造厂内空载特性试验报告，在0-120％额定端电压下每隔10％取1个点，对应的空载励磁电流值记为(n＝0、1、2……12)，共13个记录点，将对应数值输入自动励磁调节器，设置在空载试验工况下调相机达到额定转速时，自动励磁调节器控制励磁电流从最大值开始匀速下降，最大励磁电流降到0的时间为1min，同时设定在每个记录点下停留3s，作为调相机空载特性试验设定曲线；

(2)将励磁变压器高压侧接入临时电源，将调相机机端电压、励磁电流、励磁电压、频率、转速接入录波仪，设定录波仪为连续波形记录方式，由变频启动装置将调相机拖至105％额定转速，自动励磁调节器将电压升至额定值后启动空载试验方式，启动录波仪开始记录各参数波形，调相机转速降至额定转速时，自动励磁调节器将励磁电流升至预设的励磁电流最大值根据步骤(1)中的设定曲线完成励磁电流调节，直至励磁电流降至0；

(3)断开灭磁开关，停止录波仪记录过程，由电机理论可知其中U_n为对应记录点的定子电压值，f_n为对应记录点的定子电压频率值，af_n为电机空载特性曲线上的点与原点连线的斜率，根据(2)中的设定，当n＝12时，U_n＝U₁₂，f_n＝f₁₂＝50，可求得此时a的值a₁₂，查调相机型式试验报告中空载特性曲线上电压U₁₂对应的励磁电流可根据式算出型式试验报告中a₁₂＇值，将其与a₁₂比较，如有明显偏差，则应对调相机安装等质量进行检查，必要时开展其他检查性试验；

选取0-120％各点数据，根据式换算到额定频率f₁₂＝50Hz下的机端电压，并做曲线，即空载特性曲线，如与出厂空载试验结果有明显差异，应对调相机安装等质量进行检查，必要时开展其他检查性试验，式中为对应测量点频率f_n下的调相机定子电压U_n换算到工频下的电压值。

2.如权利要求1所述的大型调相机启动并网控制方法，其特征在于：所述步骤(3)具体过程如下：

3-1)试验人员手动断开灭磁开关，停止录波仪记录过程；

3-2)根据电机理论可知，在任意时刻调相机机端电压、机端电压频率、励磁电流有如下关系：

U_n＝4.44f_nNk_w1Φ_n(n＝0、1、2……12)(1)

式中：U_n为调相机定子相电压有效值；

f_n为调相机定子电压频率；

N为调相机定子每相绕组匝数；

k_w1为调相机基波绕组系数；

Φ_n为某时刻通过调相机每极下的磁通量有效值；

n为第n个记录点；

Φ_n可由下式表述：

${\mathrm{\Φ}}_n=\frac{N\mathrm{\μ}A}{l}{I}_f---\left(2\right)$

式中：μ为磁导率；

A为磁通密度通过的有效面积；

l为磁路平均长度；

I_f为产生磁通的激磁电流，即为调相机转子励磁电流；由(1)(2)式可得：

$U_n=4.44f_n{\mathrm{Nk}}_{w1}\frac{N\mathrm{\μ}A}{l}{I}_{fn},(n=0,1,\mathrm{2......12})---\left(3\right)$

令a在每个励磁电流水平下为一常量，可推出：

$U_n={\mathrm{af}}_n{I}_{f_n},(n=0,1,\mathrm{2......12})---\left(4\right)$

当n＝12时，t＝0，f_n＝f₁₂＝50，根据式(4)和录波仪记录的数据，此时调相机定子电压U_n为U₁₂,励磁电流值为可求得a₁₂值。查调相机型式试验报告同等工况下数据可算出a₁₂＇值与试验结果比较，应无明显偏差；

由式(4)可知，当为定值时，调相机定子电压换算到工频下的电压值和某个测量点频率f_n下测得电压值U_n的关系如式(5)：

$U_{n50}=\frac{f_{12}{U}_n}{f_n},(n=0,1,\mathrm{2......12})---\left(5\right)$

式中：为对应测量点频率f_n下的调相机定子电压U_n换算到工频下的电压值；

f₁₂＝50；

3-3)选取0％-120％各点数据，根据式(5)换算到额定频率f₁₂＝50Hz下的机端电压，并做曲线，应与出厂空载试验结果无明显差异。