[发明专利]一种异步化汽轮发电机励磁故障控制

说明书

本发明涉及异步化汽轮发电机技术领域，公开了一种异步化汽轮发电机出现励磁故障时的励磁控制及应采取的措施分析。包括：基于异步化汽轮发电机时空向量图，分别分析发电机d轴励磁故障和q轴励磁故障时各电气向量的变化情况及电机的运行状态，得出一种异步化汽轮发电机单轴励磁故障时应采取的措施；根据异步化汽轮发电机运行原理给出双轴励磁故障时应采取的措施，以确保电机及电力系统的稳定性与安全性。

技术领域

本发明属于异步化汽轮发电机励磁控制技术领域，尤其涉及一种异步化汽轮发电机励磁故障应采取的措施。

背景技术

随着电力工业的不断发展，现代电力系统已经进入大容量、远距离、特高压、高负荷时代，同时随着大规模的清洁能源的接入，对电力系统的稳定性提出了更高的要求。研究表明异步化汽轮发电机是一种具有高稳定性的发电机，对于电力系统稳定性的改善具有远大的意；已有学者对于异步化汽轮发电机接入电网的运行行为进行仿真分析，但是在我国还没有异步化汽轮发电机应用的先例，技术和运行经验都不是很完善，尤其是对发生励磁故障时的控制方法还尚未进行系统的研究。

发明内容

在目的：为了弥补现有对异步化汽轮发电机研究中针对励磁故障的控制方法的研究不足，本发明提供了一种异步化汽轮发电机励磁故障控制方法，包括以下步骤：

步骤1.失磁前异步化汽轮机时空向量图中向量关系；

本发明分析的一种异步化汽轮发电机含有两相励磁绕组，分别分布于转子d、q轴线上，电机正常运行时在d、q轴的两相励磁绕组上通有大小相等的直流电流，合成与d轴和q轴夹角为45电角度的电流向量，励磁电势滞后于励磁电流90度。

步骤2.d轴失磁后异步化汽轮发电机时空相量图中各向量的变化；

d轴失磁瞬间励磁电流由原d、q轴合成的励磁电流变为由q轴单独提供的励磁电流，励磁电流将后移45度，与q轴重合，大小为原励磁电流的，励磁磁势也相应后移45度，大小变为故障前的。

步骤3.q轴失磁后异步化汽轮发电机时空相量图中各向量的变化；

q轴失磁瞬间励磁电流由原d、q轴合成的励磁电流变为由d轴单独提供的励磁电流，励磁电流将前移45度，与d轴重合，大小为原励磁电流的，励磁磁势也相应前移45度，大小变为故障前的。

步骤4.异步化汽轮发电机单轴失磁后异步化汽轮发电机运动规律；

异步化汽轮发电机发生单轴失磁情况时，异步化汽轮发电机运行于单轴励磁状态，由于励磁电流减小，励磁电流在xy同步轴系下的y轴的分量也将相应减小，发电机输出的有功功率将瞬间减少。

步骤5.当异步化汽轮发电机单轴励磁故障时，为确保发电机平稳过渡到单轴运行状态，应适当增大完好轴的励磁或减小原动机输出的有功功率。

步骤6.当异步化汽轮发电机的d轴和q轴励磁系统全部发生故障时，可在两组励磁绕组完好的前提下将两相绕组短接，同时减小原动机输出的有功功率。此时异步化汽轮发电机与普通的异步发电机运行状态和原理相同。

进一步优选地：

本发明所述的一种异步化汽轮发电机励磁故障控制方法的特征在于，包括以下步骤，所述的步骤2和步骤3中，励磁磁势和励磁电流之间的关系为：

其中，为励磁磁势，为励磁电流，为定转子绕组间的互感抗。

本发明所述的一种异步化汽轮发电机励磁故障控制方法的特征在于，包括以下步骤，所述的步骤4中，发电机输出有功功率的计算公式为：

其中，X为定、转子绕组互感抗，为励磁电流在同步轴系y轴下的分量。

附图说明

图1为本发明异步化汽轮发电机励磁故障控制方法流程图；