同步发电机灭磁方式研究

摘要

近些年来，随着我国同步发电机机组容量的不断增大，对于同步发电机的灭磁及过电压保护技术的要求也会因为同步发电机额定励磁电压、励磁电流不断增大而提高。因此，在发电机故障时必须能够安全、可靠地进行快速灭磁；同时还要能够有效地限制发电机转子两端的过电压值在规定允许的范围里面。本课题基于这一背景对同步发电机灭磁方式进行了分析和研究，主要内容如下：
　　 本文首先论述了发电机灭磁的发展现状，研究了灭磁系统的工作原理。并通过对灭弧栅灭磁方式，直流磁场断路器及线性电阻灭磁方式、直流磁场断路器及非线性电阻灭磁方式、交流灭磁等几种灭磁方式从原理上进行分析，比较其应用的可行性，得出上述直流磁场断路器及线性电阻灭磁方式、直流磁场断路器及非线性电阻灭磁方式、交流灭磁三种灭磁方式在换流成功后仍需采用灭磁电阻与励磁绕组构成灭磁回路，利用灭磁电阻消耗转子中的能量。其次，本文利用发电机park微分方程，推导了灭弧栅灭磁，线性电阻灭磁，非线性电阻灭磁的数学模型，在MATLAB/simulink环境下搭建了三种灭磁方式的仿真模型。其中考虑到发电机的转子阻尼绕组作用及其空载特性的饱和性。最后通过对瀑布沟水电站的667MW水轮发电机灭磁的实例进行三种灭磁方式的仿真，得出其磁场电流、电压、d轴阻尼绕组电流在灭磁过程中的变化情况以及灭磁电阻等各部分吸收的磁能和灭磁时间的仿真结果，并对结果进行了客观分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 选题目的及意义

1．3 灭磁系统的发展及现状

1．4 本课题的主要的研究内容

2．灭磁系统的工作原理分析

2．1 灭磁的工作原理

2．2 发电机灭磁过程分析

2．3 发电机灭磁效果评价方式

2．3．1 发电机灭磁的基本要求

2．3．2 灭磁时间的定义

2．3．3 灭磁方式的几种对比原则

2．3．4 灭磁电阻的耗能计算

2．4 几种灭磁方式的理论分析与计算

2．4．1 灭弧栅灭磁方式

2．4．2 直流磁场断路器及线性灭磁电阻的灭磁方式

2．4．3 直流磁场断路器及非线性灭磁电阻的灭磁方式

2．4．4 交流磁场断路器及非线性灭磁电阻的灭磁方式

2．4．5 逆变灭磁

3．灭弧栅灭磁方式研究

3．1 发电机灭磁的数学模型

3．1．1 发电机的灭磁方程

3．1．2 发电机空载特性的数学处理

3．2 灭弧栅灭磁仿真模型

3．3 仿真实例参数计算及仿真

3．4 仿真结果

4．线性电阻灭磁及非线性电阻灭磁方式研究

4．1 发电机灭磁的数学模型

4．2 线性电阻灭磁及非线性电阻的灭磁仿真模型

4．3 仿真实例及结果分析

5．总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献