三河口水利枢纽大容量同步电动机全压直接启动的研究

摘要

全压直接启动是一种简单、经济的电动机启动方式。目前，国内水利行业12MW及以上同步电动机没有采用全压直接启动的工程实践，本文研究了三河口水利枢纽大容量可逆式水泵水轮机组在抽水工况下的全压直接启动问题。 首先，基于同步电动机数学模型和等效电路原理对同步电动机全压直接启动的过程进行分析。其次，基于三河口水利枢纽系统接线及电气设备参数，开展了同步电动机全压直接启动计算。1)考虑了拖动水泵负载启动力矩的要求，计算了12MW同步电动机全压直接启动机端电压阵和母线电压降;2)依据计算得到的启动时间，计算了启动过程中同步电动机阻尼绕组各部件的温升;3)利用同步电动机转矩转速特性，进行了牵入同步计算:的计算了三河口同步电动机全压直接启动的稳定性。最后，对计算结果进行了分析说明。 利用ETAP仿真软件对三河口水利枢纽12MW同步电动机全压直接启动进行数字仿真。建立了电气系统以及同步电动机、联轴器、负载等设备的仿真模型。分别进行了12MW同步电动机静态启动与动态加速的仿真，得出全压直接启动过程中电压、电流、转矩等仿真曲线。 提出一套由坝区和施工变电所引接两路外来电源供厂用电系统的方案，以减小全压直接启动引起的电压阵对厂用电系统的影响。进一步，为解决大容量机组全压直接启动过程的温升过高问题， 提出了扩大同步电动机机组直径或减小机组转动惯量等措施，以满足全压直接启动阻尼绕组的温升要求。 理论计算和数字仿真表明， 三河口水利枢纽工程12MW大容量同步电动机能够全压直接启动，可提高三河口可逆式水泵水轮机组运行的可靠性。

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