文獻[27-32] 提出了一種滅磁保護原理。在理解電網(wǎng)短路故障時發(fā)電機的暫態(tài)物理過程的基礎(chǔ)上,提出了電網(wǎng)短路故障時雙饋感應(yīng)發(fā)電機不脫網(wǎng)運行的勵磁控制策略。為保證故障期間雙饋感應(yīng)發(fā)電機勵磁變頻器安全運行,新的勵磁控制策略針對故障過程中發(fā)電機內(nèi)部電磁變量的暫態(tài)特點,控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁鏈(故障暫態(tài)時該磁通只通過漏磁路徑,是漏磁鏈)以抵消定子磁鏈中的“有害”暫態(tài)直流分量對轉(zhuǎn)子側(cè)的影響。
文獻以仿真和小容量試驗驗證了該控制策略在電網(wǎng)對稱故障下的正確性,并分析了各種因素對控制效果的影響。文獻[32]對基于滅磁保護原理的勵磁策略進行的深入分析表明,故障前初始條件(定子電壓和轉(zhuǎn)差率)對本控制策略的故障效果影響非常大,隨著故障前定子電壓的增加,轉(zhuǎn)子電流可能無法控制在滿足勵磁變流器安全要求的最大暫態(tài)電流峰值之內(nèi),只有故障前初始條件處于可控運行范圍內(nèi)時,在故障勵磁控制的作用下,發(fā)電機轉(zhuǎn)子故障電流才能夠控制在2.0pu的安全范圍。
5 結(jié)束語
本文通過對國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界在電網(wǎng)故障時雙饋感應(yīng)發(fā)電機的保護原理與控制策略進行研究分析,得出以下幾點結(jié)論,為實際應(yīng)用中具體設(shè)計提供參考。
(1) 電力系統(tǒng)要求雙饋感應(yīng)發(fā)電機能在電網(wǎng)故障時保持不脫網(wǎng)運行,并對電網(wǎng)穩(wěn)定性提供支持。因此在導(dǎo)出發(fā)電機基本電磁關(guān)系的基礎(chǔ)上,分析電網(wǎng)故障過程中發(fā)電機內(nèi)部電磁變量的暫態(tài)變化過程,研究適應(yīng)小值電網(wǎng)故障情況的新勵磁控制策略,即出現(xiàn)不嚴(yán)重的電網(wǎng)故障時,電壓跌落未嚴(yán)重到一定程度的情況下,通過一定的勵磁控制方法,實現(xiàn)發(fā)電機和變流器安全度越短時低電壓故障,而不必需要觸發(fā)crowbar電路來進行發(fā)電機和變流器的保護。
(2) 在大值瞬態(tài)故障下一般需要使用crowbar這種短接保護措施來保護發(fā)電機和變流器。因crowbar電路觸發(fā)后和電網(wǎng)故障恢復(fù)時,一般轉(zhuǎn)子電壓和電流會瞬態(tài)跳變,然后衰減。利用仿真工具分析比較目前各種crowbar電路的優(yōu)劣,從成本,可靠性和可能達到的最佳性能指標(biāo),工作極端環(huán)境適應(yīng)性等方面進行比較改進,優(yōu)選出最佳方案,減小電壓跌落情況下觸發(fā)crowbar電路時轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流跳變幅度。
(3) 電網(wǎng)運行時經(jīng)常出現(xiàn)的是不對稱故障情況,當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)不對稱故障時,會使過壓、過流的現(xiàn)象更加嚴(yán)重,因為在定子電壓中含有負序分量,而負序分量可以產(chǎn)生很高的滑差。然而目前嚴(yán)重故障下進行的研究大都是針對電網(wǎng)對稱故障的情況,無法滿足實際電網(wǎng)故障情況要求,不能實現(xiàn)工程實際應(yīng)用。因此,考慮電網(wǎng)不對稱故障下,發(fā)電機的控制模型和算法有待于進一步改進研究。
圖6b) 串聯(lián)連接網(wǎng)側(cè)變流器