6 500 MVA沖擊發(fā)電機短路工況的計算

楊華峰，宋敏慧

(1. 哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 2. 哈爾濱大電機研究所， 黑龍江哈爾濱 150040)

6 500 MVA沖擊發(fā)電機短路工況的計算

楊華峰1，宋敏慧2

(1. 哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150040； 2. 哈爾濱大電機研究所， 黑龍江哈爾濱 150040)

針對沖擊發(fā)電機的工作制特點，設計仿真了相應不同工況，得到了沖擊發(fā)電機的基本數(shù)據(jù)。通過對基本數(shù)據(jù)、數(shù)學模型及其研究方法的闡述，利用SIMSEN軟件建立了系統(tǒng)仿真模型，獲得了包括短路過程相電流、線電壓、轉速以及勵磁電壓和勵磁電流隨時間變化的曲線等計算結果。[1]

沖擊發(fā)電機；短路工況；仿真模型

0 引言

1 基本數(shù)據(jù)

計算中涉及到的機組相關數(shù)據(jù)見表1。

表1 6 500 MVA沖擊發(fā)電機主要數(shù)據(jù)

2 數(shù)學模型及研究方法

對描述電機的PARK方程模型進行數(shù)值求解，其中以轉子運動方程來考慮轉子旋轉運動。[2]

在dq0坐標系中，同步電機的電壓方程為：

Udq0=CΨdq0+RIdq0

(1)

式中，Udq0為定子、轉子和阻尼繞組的端電壓列矩陣；Idq0為電流列矩陣；

(2)

(3)

R為定子、轉子和阻尼繞組的電阻矩陣：

(4)

C為系數(shù)矩陣：

(5)

綜藝節(jié)目、金庸作品大全、靚絕五臺山或是電子競技，我都不甚了解，只能默默看著朋友圈一波接一波的緬懷和慶祝。人們也許沒有一期不落地看完《非常6+1》，沒有精讀過金庸的那副“對聯(lián)”，但舊人舊物確是自己青春里實實在在的標點，一提到他們，仿佛就閃回到陽光燦爛的日子。

Ψdq0為磁鏈列矩陣：Ψdq0=XIdq0

(6)

(7)

(8)

轉子運動方程：

(9)

式中：H為機組的慣性時間常數(shù)；θ為轉子位置角；Tm為機械轉矩；Te為電磁轉矩。[3]

電磁轉矩方程為：

Te=xqiqid-xdidiq+xadifdiq+xadikdiq-xaqikqid

(10)

3 仿真模型

利用SIMSEN軟件建立的系統(tǒng)仿真模型，如圖1所示。仿真模型中包括發(fā)電機、外接阻抗、勵磁電壓源以及機械軸系，其中機械軸系等效為兩個集中質量塊，分別為發(fā)電機轉子和拖動機轉子。仿真模型中各符號的意義如下：CB1為三相開關；LN為外接阻抗；SM1為沖擊發(fā)電機；VS2為勵磁電壓源；ME11和ME12為機械軸系質量塊，分別表示發(fā)電機轉子和拖動機轉子；VREG1為勵磁調節(jié)器；OUT為輸出結果函數(shù)模塊。

圖1 系統(tǒng)仿真模型

4 計算結果

對于三相短路電流，首先在兩相線電壓峰值瞬間閉合前兩相，滯后90°閉合第三相，以獲得完全對稱電流；在三相中任意一相的相電壓峰值時，同時閉合三相，以獲得完全非對稱電流。

4.1 轉速為3 300r/min、最小外部阻抗0.018 5Ω、端電壓14kV完全對稱三相短路

4.1.1 最大強勵電壓2 000V(見圖2～圖5)

圖2 相電流曲線

圖3 線電壓曲線

圖4 轉速曲線

圖5 勵磁電壓和勵磁電流曲線

4.1.2 不加強勵(見圖6～圖9)

圖6 相電流曲線

圖7 線電壓曲線

圖8 轉速曲線

圖9 勵磁電壓和勵磁電流曲線

4.2 轉速為3 300r/min、最小外部阻抗0.018 5Ω、端電壓14kV完全非對稱三相短路

4.2.1 最大強勵電壓2 000V(見圖10～圖13)

圖10 相電流曲線

圖11 線電壓曲線

圖12 轉速曲線

圖13 勵磁電壓和勵磁電流曲線

4.2.2 不加強勵(見圖14～圖17)

圖14 相電流曲線

圖15 線電壓曲線

圖16 轉速曲線

圖17 勵磁電壓和勵磁電流曲線

[1] 湯蘊璆，史乃.電機學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2] 梁艷萍，湯蘊璆.瞬態(tài)電抗的數(shù)值計算[J].電工技術學報，1996(11).

[3] 湯蘊璆.交流電機動態(tài)分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

楊華峰，男，1983年生，2006年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學電機專業(yè)，工程師，現(xiàn)任于哈爾濱電機廠有限責任公司，產品設計部汽輪發(fā)電機組，從事汽輪發(fā)電機設計工作。