励磁系统病态的异步化汽轮发电机运行性能的仿真研究

【摘要】：异步化汽轮发电机是一种采用双通道励磁调节器的转子上具有双轴励磁绕组的新型电机。本文以转子励磁绕组采用对称正交布置的异步化汽轮发电机作为研究对象。 异步化汽轮发电机与传统汽轮发电机在结构上的不同是其转子上具有两相励磁绕组,因此可以通过控制两相励磁电流的大小和方向使转子励磁磁势位于转子本体的任意位置上。 本文中对异步化汽轮发电机的基本运行原理和双通道励磁控制原理进行了分析,并在此基础上利用Saber仿真软件建立了异步化汽轮发电机及其双通道励磁控制的系统仿真模型(包含可逆可控硅组成的励磁装置模型)。文中对励磁系统部分故障以及励磁系统完全故障下异步化汽轮发电机的运行行为进行了仿真分析。 针对励磁系统部分故障的情况,仿真研究了励磁装置工作整流器突然故障,另一组整流器投入后的过渡过程,以及励磁局部故障时有功、无功独立调节的过程。仿真结果表明,异步化汽轮发电机在工作整流器突然故障,另一组整流器投入后,能够恢复到原始运行状态,过渡过程稳定;励磁部分故障时仍然具备良好的有功、无功独立调节性能。 针对励磁系统完全故障的情况,仿真研究了励磁绕组d(q)完全失磁以及d、q同时完全失磁下异步化汽轮发电机的运行行为。仿真结果表明在上述故障情况下,配合相应的控制,异步化汽轮发电机能够在电站不解列的条件下自行转入单轴运行模式或异步运行模式,并能够稳定的运行。 以上异步化汽轮发电机励磁故障下稳态运行和暂态运行的仿真结果,显示了异步化汽轮发电机具有运行方式灵活的特点,具有显著优于传统同步汽轮发电机的运行特性。