[发明专利]基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路及控制方法。该电路包括同步调相机、机端主交流断路器、交流三相变压器、电网和预接入电路，预接入线路包括依次连接的预接入交流断路器、预接入电阻和预接入电感，其中同步调相机交流出口端连接机端主交流断路器，机端主交流断路器的另一侧连接交流三相变压器，交流三相变压器的另一侧连接交流电网，预接入线路与机端主交流断路器并联连接。本发明减小了启动过程中产生的冲击电压和永磁电流，实现了同步调相机的平滑启动和并网。

技术领域

本发明属于同步调相机启动控制技术，特别是涉及一种基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路及控制方法。

背景技术

同步调相机可以向电网提供无功补偿，在高压直流输电领域有很高的应用价值。同步调相机是旋转电机，其运行及维护比静止无功补偿设备复杂，启动并网过程很可能会出现较大的励磁涌流和冲击电压，若启动控制方式不当，会对电网造成冲击。因此，针对同步调相机设计合适的启动并网电路和有效的时序启动并网控制方法很有意义。

针对同步调相机的启动并网控制问题，现有方案主要存在以下问题：1)未明确同步调相机转子侧励磁系统启动、定子侧加载电枢电压、转子侧加载励磁电压和解锁转子旋转的控制时序；2)励磁系统的电压设定值始终保持于额定值或于启动指令下达时从零突变到额定值，未明确励磁系统电压设定值的具体计算方法，这会造成启动过程出现明显的冲击电压和励磁涌流；3)同步调相机机端交流断路器闭合瞬间，并网点会出现明显的冲击电压和励磁涌流；4)没有明确限制并网点冲击电压和励磁涌流的具体方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路及控制方法，减小了启动过程中产生的冲击电压和永磁电流，实现了同步调相机的平滑启动和并网。

实现本发明目的的技术解决方案为：基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路，包括同步调相机、机端主交流断路器、交流三相变压器、电网和预接入电路，预接入线路包括依次连接的预接入交流断路器、预接入电阻和预接入电感，其中同步调相机交流出口端连接机端主交流断路器，机端主交流断路器的另一侧连接交流三相变压器，交流三相变压器的另一侧连接交流电网，预接入线路与机端主交流断路器并联连接。

基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网控制方法，步骤如下：

步骤1、搭建同步调相机启动并网电路；

步骤2、设置励磁系统初始电压，对同步调相机转子侧施加励磁系统初始电压，实现励磁系统初始电压启动，闭合同步调相机出口端含有大阻抗线路的预接入交流断路器，实现预接入大阻抗启动；

步骤3、当同步调相机的定子电枢绕组出口端电压达到稳定后，闭合同步调相机出口端线路主断路器，将大阻抗所在线路旁路，实现同步调相机与电网的正常连接；

步骤4、当定子电枢绕组出口端电压再次达到稳定后，改变励磁系统电压，使励磁系统电压匹配额定励磁电压；

步骤5、解除对同步调相机转子的闭锁，使之旋转至正常转速，完成并网过程，向电网提供无功功率。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的预接入大阻抗能够在启动同步调相机初始阶段吸收大量的冲击能量，包括励磁涌流和冲击电压，实现同步调相机的平滑启动和并网；2)本发明的控制方法复杂度低、易于实施，可适用于同步电动机和异步电动机启动控制。

附图说明

图1是同步调相机启动并网的电路示意图。

图2是基于预接入大阻抗的同步调相机启动控制方法的流程图。

图3是同步调相机定子部分、转子部分以及励磁控制系统的示意图。

图4是同步调相机励磁控制系统启动输出的初始电压示意图。