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同步发电机励磁数字动态仿真测试系统的研究

崔建华  
【摘要】: 同步发电机励磁系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用,它同时又 是一个复杂的控制系统,在我国,励磁系统的可靠性和技术性能指标还不能令人 满意,励磁故障仍是发电机电气故障的主要原因。除制造水平的提高外,使用植 入了等效控制对象模型的动态测试设备,在设计、制造、使用、维护等各个阶段 对实际励磁系统进行设计验证和动态性能测试,是提高励磁系统可靠性和技术性 能指标的重要手段。 目前,励磁调节器的试验通常是在完成出厂静态测试和非实际参数动态模拟 后,在真实机组上完成参数的最终整定和系统的动态实验,这种试验方法对机组 的冲击很大,设备存在一定的危险性,且不能全面地进行系统短路试验和稳定性 试验,因而,特定励磁装置在故障工况下的行为未能事先得到充分的研究。 本文兼顾实时性、精确性和经济性,提出励磁系统的改进模型并建立励磁系 统典型部件模型,选择与发电机—变压器组主要参数吻合的详细模型组、机组主 要机械设备和控制系统模型、等效输电线路模型和模拟电力系统典型故障的模 型,将这些模型转化为计算机模型,并实现了在单机对无穷大电网接线方式下模 型软件的实时连接,该实时仿真软件与本文在硬件方面为仿真软件和实际励磁装 置之间构造的接口一起,构成了同步发电机励磁动态仿真测试系统,测试系统可 以在多种运行工况下实现对实际励磁装置的实时测试和实时模拟,具备参数调整 简便,体积小,造价低,操作简便,便于安装接线及试验记录等特点,解决了励 磁装置前期研究、参数整定、日常维护时缺乏能够完全模拟电机和网络参数的试 验方法和设备的难题。 本文最后对仿真系统进行了仿真验证,结果表明:使用实时数字仿真方法对 励磁系统及所连接的发电机和电力系统进行仿真,并在此基础上对实际励磁装置 进行动态测试的方法是可行的,依据该方法构造的仿真系统符合实时性要求,精 确度令人满意,对提高励磁系统可靠性和技术指标有重要意义。


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