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简单叙述发电机二种典型励磁系统的性能特点分析与比较(下)
来源:星光柴油发电机组网      作者:星光发电机厂家      浏览:       时间:2021-12-03 14:15

 
继上文,对发电机直流励磁机和三机励磁系统来说,旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的比例,如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振动等,而且旋转部分的运行和维护工作量很大。而自并激静止励磁系统由于取消了旋转部件,没有了换向器、轴承、转子等,系统结构和接线大大简化,在大幅减小运行和维护工作量的同时,也大大减少了事故隐患,可靠性明显优于直流和交流励磁机励磁系统,而且自并激系统在设计中采用冗余结构,故障元件可在线进行更换,有效地减少停机概率,对运行维护要求相对较低。
 
发电机的暂态、稳态水平:由于自并激静止励磁系统采用了可控硅电子技术,系统调节响应速度得到了进一步的提高。在小干扰时,自并激方式能够保持发电机端电压不变,对单机无穷大系统,发电机静态稳定极限功率为:max=VgVs/Xs ------ (1)式中:Vg为发电机机端电压;Vs为系统电压;Xs为发电机与系统的等值电抗。而三机励磁系统在故障过程中只保持发电机次暂态电势或暂态电势Eg'不变,其极限功率为:P'max=Eq'Vs/(Xs+Xd') ---(2)式中:Eq'为发电机Q轴暂态电势;Xd'为发电机直轴暂态电抗。
 
发电机
    
根据式(1)和(2)计算得出Pmax大于P′max,即自并激静止励磁系统的静态稳定极限较三机励磁系统高。在自并激系统最不利的发电机出口三相短路工况下,由于机端电压即整流电源严重下降,即使在故障迅速切除后机端电压的恢复仍需一定的时间,自并激系统的强励能力必然有所下降。为此在设计整流电源电压时按发电机额定电压的80%计算,加上大中型发电机发电机出口均采用了封闭母线,机端三相短路可能性基本消除。
 
因此,自并激系统强励倍数高,电压响应速度快,以及先进的控制模型,能够有效地提高系统暂态稳定水平。以高压出口三相短路为例,强励按2倍计算,自并激励磁系统的暂态稳定水平与实际时间常数Te=0.35s?的常规励磁系统基本相同。如果一个电网全部采用自并激励磁系统,则暂态稳定水平比常规励磁更好:当发生三相短路时,除离故障点近的自并激发电机受电压降落影响外,其余发电机端电压数值较高,这些快速调节性能提高了系统的暂态稳定性。