中小型汽轮发电机自并励励磁系统改造设计问题研究

摘要

励磁控制系统是同步发电机的重要组成部分，其特性好坏直接影响发电机及电力系统运行的可靠性和稳定性。本文通过对励磁系统整体改造工程在设计过程中的问题进行逐一分析，可有效规范励磁系统改造设计方案，避免出现改造后机组与发电机实际运行工况不匹配，无法满足现场要求等情况。并且可以为电厂等业主在改造前期技术调研提供参考依据。
　　本课题以中小型同步发电机组励磁改造项目为研究对象，将自并励静止励磁系统分为励磁变压器、励磁调节器、功率整流部分、灭磁部分四部分分别进行分析。励磁变压器主要从变压器容量确定，保护信号的配置等具体技术条款，结合改造机组的实际情况逐条进行论证;励磁调节部分侧重于深入剖析保护的具体功能，阐明励磁系统作为电力系统中重要设备所发挥的巨大作用;功率整流部分主要分析柜内重要元器件选型，柜体发热量的计算，如何能够做到既经济又能满足出力;灭磁部分将结合具体算例，对常规灭磁回路进行分析，阐明在具体改造工程设计中应注意的问题。
　　本课题拟选取中小型同步发电机较典型的工程项目，进行理论计算，确定各主要元器件的合理参数，结合工程实际进行综合考虑，最终确定工程设计的合理方案。该研究方案的难点为选取的励磁改造工程项目一定要典型，对于不同改造工程之间的差异性要予以充分说明，使得文章具备一定程度的普适性。
　　本文的创新点主要在于切入问题的角度，以往关于讨论发电机励磁系统选型的文章主要偏重于两类，一类是关于励磁系统原理的研究，偏重于励磁调节器的保护方面;另一类是列举一个工程的实施方案，但并未从设计层面进行剖析。本文重点在于将理论问题具体化，通过具体设计来指导工程实践，这种分析方案的优势在于并不需要理论型论文那样有非常严谨的计算和文字说明，但比仅仅阐述一个工程的实施流程更能把握问题的实质。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 同步发电机励磁系统改造对象

1．2 同步发电机自并励励磁系统概述

1．2．1 自并励静止励磁系统的组成

1．2．2 自并励励磁系统的技术优势

1．2．3 励磁系统整体技术改造工程的特点

1．3 励磁控制系统对电力系统稳定性的影响

1．3．1 控制机端电压

1．3．2 控制无功功率分配

1．3．3 提高同步发电机并联运行稳定性

1．3．4 本文所做的工作

第2章 自并励励磁系统调节器设计

2．1 自动励磁调节器包含的主要器件

2．1．1 自动电压控制单元

2．1．2 操作继电器

2．1．3 断路器

2．1．4 变送器

2．2 自动励磁调节器的保护功能

2．2．1 电压／频率限制及保护

2．2．2 低励磁限制／保护

2．2．3 过励磁电流限制及保护

2．2．4 PT断线保护

2．3 自动励磁调节器技术性能指标

2．4 本章小结

第3章 自并励励磁系统整流系统设计

3．1 整流系统设计的一般技术要求

3．1．1 整流组件选型设计

3．1．2 整流系统散热方式设计

3．1．3 整流系统快速熔断保护

3．1．4 整流系统控制回路设计

3．2 整流系统重要器件的选型计算

3．2．1 整流柜可控硅元件的选型设计

3．2．2 整流柜快速熔断器选型计算

3．2．3 整流组件发热量计算

3．3 整流系统励磁电流采样

3．3．1 整流系统采样方式的选择

3．3．2 改造机组励磁电流采样设计

3．4 本章小结

第4章 自并励励磁系统灭磁系统设计

4．1 灭磁系统的重要作用

4．2 灭磁开关型号概述

4．2．1 进口E3H型灭磁开关

4．2．2 DMX系列灭磁开关

4．2．3 瑞士生产UR及HPB系列灭磁开关

4．2．4 GERAPID系列灭磁开关

4．3 自并励励磁系统灭磁电阻选型

4．4 自并励励磁系统灭磁原理

4．5 灭磁电阻选型计算

4．6 本章小结

第5章 自并励励磁系统励磁变压器设计

5．1 励磁变压器主回路连接

5．2 励磁变压器设计原则

5．3 励磁变压器具体技术参数

5．3．1 励磁变压器通用技术要求

5．3．2 励磁变压器二次侧额定线电压计算

5．3．3 励磁变压器额定容量计算

5．3．4 励磁变压器的绝缘及外壳防护等级

5．3．5 励磁变压器电流互感器的选取

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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