本发明专利技术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，提出分段线性化计算法，由灭磁开始时转子的电流、电压及闭合回路的参数，对灭磁过程转子电流与转子电压进行计算，再由灭磁过程转子电流与转子电压，计算灭磁时间以及灭磁过程灭磁电阻的耗能，为衡量灭磁系统性能及灭磁电阻参数的设计选择提供依据；发电厂的发电机均装有阻尼绕组，根据发电机阻尼绕组时间常数的大小有所不同，在灭磁动态过程中有的可忽略阻尼绕组，有的必须考虑阻尼绕组的影响，本发明专利技术分别就这两种情况，得出忽略阻尼绕阻时灭磁过程转子电流电压，和考虑阻尼绕组的影响时灭磁过程转子电流电压，得到更准确的转子电流电压值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法。
技术介绍
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。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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Ifw和最大电压W(C1),以及误强励灭磁发电机转子电流衰减过程值和转子电压衰减 过程值Ufw，其特征在于它包括以下步骤Si)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Ifa)的计 算式 权利要求1.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和最大电压U_，以及误强励灭磁发电机转子 电流衰减过程值Ifw和转子电压衰减过程值，其特征在于它包括以下步骤Si)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Ifa)的计算 式2.根据权利要求1所述的发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法，其特征在 于所述的公式(1)中IV1由下面的公式(3)或(3')求得a 发电机空载时，由具体发电机的空载时间常数及空载特性，用下式求取发电机磁路 饱和时的转子时间常数3.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和最大电压U_，以及误强励灭磁发电机转子 电流衰减过程值Ifw和转子电压衰减过程值，其特征在于它包括以下步骤Si)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Ifa)的计算 式4.根据权利要求3所述的发电机灭磁系统误强励灭磁过程参数的确定方法，其特征在 于所述的公式(1)中IV1由下面的公式(3)或(3')求得a 发电机空载时，由具体发电机的空载时间常数及空载特性，用下式求取发电机磁路 饱和时的转子时间常数全文摘要本专利技术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，提出分段线性化计算法，由灭磁开始时转子的电流、电压及闭合回路的参数，对灭磁过程转子电流与转子电压进行计算，再由灭磁过程转子电流与转子电压，计算灭磁时间以及灭磁过程灭磁电阻的耗能，为衡量灭磁系统性能及灭磁电阻参数的设计选择提供依据；发电厂的发电机均装有阻尼绕组，根据发电机阻尼绕组时间常数的大小有所不同，在灭磁动态过程中有的可忽略阻尼绕组，有的必须考虑阻尼绕组的影响，本专利技术分别就这两种情况，得出忽略阻尼绕阻时灭磁过程转子电流电压，和考虑阻尼绕组的影响时灭磁过程转子电流电压，得到更准确的转子电流电压值。文档编号H02H7/06GK102130442SQ20111000557公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日专利技术者吴刚, 周强, 宋远超, 张重农, 易先举, 梁建行, 梁波, 邵建雄, 邹来勇, 陈红君 申请人:长江勘测规划设计研究有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．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ＩＦ（０）和最大电压ＵＦ（０），以及误强励灭磁发电机转子电流衰减过程值ＩＦ（ｊ）和转子电压衰减过程值ＵＦ（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Ｉｆ（ｉ）的计算式：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆｃ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆｃ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）公式（１）中Ｉｆｃ（ｉ－１）为ｔｉ－１时刻转子电压对应的转子电流的稳态值；Ｉｆ（ｉ－１）为ｔｉ－１时刻转子电流；Ｔｉ－１为ｔｉ－１时刻转子时间常数；Δｔｉ＝ｔｉ－ｔｉ－１，ｉ为对发电机误强励开始时至发电机转子达到最大电流时的时间分段的段序；公式（１）中的Ｉｆｃ（ｉ－１）的计算公式为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆｃ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｕ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）公式（２）中Ｕｆ（ｉ－１）等于ｔｉ－１时刻励磁功率整流器的输出电压，对自并励发电机，由此时的励磁变压器二次侧电压计算；对他励发电机，Ｕｆ（ｉ－１）据励磁电源的结构型式进行计算；Ｒｆ（ｉ－１）为ｔｉ－１时刻转子电阻；Ｓ２）确定发电机转子的最大电流ＩＦ（０）：发电机误强励开始时至发电机转子达到最大电流时的时间共０．３秒，对０．３秒分为ｎ段，代入公式（１）反复计算得到发电机转子的最大电流ＩＦ（０）＝Ｉｆ（ｉ＝ｎ） （４）；Ｓ３）确定发电机转子的最大电压ＵＦ（０）：对...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁建行，易先举，邵建雄，陈红君，梁波，邹来勇，宋远超，周强，张重农，吴刚，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83
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