DL∕T 294.4-2019 發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置技術(shù)件 第4部分：滅磁容量計算

DL/T294.4—2019第4部分：滅磁容量計算國家能源局發(fā)布I Ⅱ 1 13術(shù)語和定義 1 1附錄A(資料性附錄)發(fā)電機飽和的典型模擬方法 6本部分為DL/T294的第4部分。1發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置技術(shù)條件第4部分滅磁容量計算本部分規(guī)定了同步發(fā)電機(以下簡稱發(fā)電機)滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置中滅磁容量的計算原則本部分適用于單機容量為10MW及以上含阻尼繞組的凸極和隱極發(fā)電機滅磁容量的計算。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。DL/T294.2發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置技術(shù)條件第2部分：非線性電阻DL/T583大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件3術(shù)語和定義滅磁de-excitation將發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子中的磁場能量轉(zhuǎn)移和消耗的過程，滅磁的方式主要包括滅磁開關(guān)滅磁、續(xù)流滅磁容量de-excitationcapacity4發(fā)電機轉(zhuǎn)子滅磁回路容量的計算步驟和方法4.1滅磁仿真計算模型4.1.1發(fā)電機滅磁容量計算應采用圖1所示示意圖。圖1滅磁仿真計算示意圖2a)五階同步發(fā)電機派克方程中的磁鏈方程見式(1):b)電壓方程見式(2):c)采用非線性電阻滅磁時轉(zhuǎn)子電壓方程見式(3):采用線性電阻滅磁時轉(zhuǎn)子電壓方程見式(4):k——續(xù)流滅磁時k=0,線性電阻時k為電阻阻值。4.2.1主機廠提供的發(fā)電機模型應包括表1所列參數(shù)。表1發(fā)電機模型應包括的參數(shù)12發(fā)電機額定定子電流I3453DL/T294.4—201967d軸同步電抗xa(包括飽和/不飽和值)8q軸同步電抗x?(包括飽和/不飽和值)9d軸暫態(tài)電抗x(包括飽和/不飽和值)q軸暫態(tài)電抗x(包括飽和/不飽和值)d軸次暫態(tài)電抗x(包括飽和/不飽和值)q軸次暫態(tài)電抗x(包括飽和/不飽和值)定子開路轉(zhuǎn)子時間常數(shù)To勵磁繞組電阻r?(勵磁繞組電阻值取75℃時的電阻值)*根據(jù)飽和曲線確定。4.2.2飽和系數(shù)a、b、n計算方法。在發(fā)電機空載特性飽和段開始到1.3倍額定電壓均勻取m(m>3)個點，根據(jù)空載特性曲線和式(5)擬合確定a、b、n,發(fā)電機飽和的模擬方法參見附錄A。a)根據(jù)滅磁電阻的串并聯(lián)組數(shù)及氧化鋅、碳化硅的非線性系數(shù)得到滅磁電阻參數(shù)α;b)根據(jù)最嚴重滅磁工況的滅磁初始電流Ifdmax(一般取3倍額定勵磁電流)及最大滅磁控制電壓a)空載誤強勵。41)對于隱極發(fā)電機，整流橋控制角為0°,發(fā)電機定子電壓1.3倍額定值，延時0.5s,跳磁場2)對于凸極發(fā)電機，整流橋控制角為0°,發(fā)電機定子電壓1.3倍額定值，延時0.3s,跳磁場b)負載誤強勵。負載額定工況運行，勵磁控制角突然變?yōu)?°,定子過電壓保護或定子過負荷保Kie——定子繞組容量常數(shù)，機組(空冷發(fā)電機除外)容量小于等于1200MVA時，Ke=37.5;其1.——以定子額定電流為基準的標幺值。C——轉(zhuǎn)子繞組過熱常數(shù)，由制造廠家提供轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱條件決定；t——允許持續(xù)時間，s;c)機端三相金屬性短路。滅磁容量計算條件為，發(fā)電機額定工況下機端三相金屬性短路，延時4.4.1轉(zhuǎn)子回路滅磁電阻容量通過式(9)進行計算：EzR——滅磁電阻消耗能量；Epo——阻尼繞組消耗能量；Ea——轉(zhuǎn)子電阻消耗能量；Est——定子繞組消耗能量；EMκ——磁場斷路器消耗能量，仿真過程中可作為理想開關(guān)，其耗能為0;5t?——滅磁開始的時刻t?—滅磁電流為0的時刻；I——滅磁過程中的定子電流；r——定子電阻；t?——開始分磁場斷路器的時刻；t?——磁場斷路器斷開的時刻。4.4.2根據(jù)式(1)～式(4)建立發(fā)電機模型，再根據(jù)式(9)建立容量計算的模型。4.4.4仿真得到滅磁過程中Uf-de、Ir-de及滅磁容量。滅磁電阻計算容量取上述工況中計算結(jié)果中最大值。滅磁電阻實際容量取計算值的1.25倍。在工程前期發(fā)電機參數(shù)不確定時可采用式(10)進行簡化計算。E——滅磁電阻容量，J;Kr——滅磁電阻容量與轉(zhuǎn)子磁場能量的比例，可取0Ks——飽和系數(shù)，凸極機可取0.6～0.7,隱極機可取0.4～0.6;rr——發(fā)電機勵磁繞組熱態(tài)電阻值，Q,可取75℃時的電阻值；Kdc——電流倍數(shù)，可取3;in——發(fā)電機額定負載勵磁電流，A。6DL/T2(資料性附錄)發(fā)電機飽和的典型模擬方法同步電機勵磁電流與空載電勢之間由于鐵芯飽和而呈現(xiàn)非線性關(guān)系。這種非線性關(guān)系可用電機空定義式(A.2)中為飽和系數(shù)，則有：7十2DL/T294.4—2019E?Ia一負反饋輸入，起到抵消部分Ea值的作用。而用式(A.4)微分方程解出的電勢值考慮了飽和之后的已知不飽和曲線IFus與E的關(guān)系是線性的I-us=aE飽和曲線Ips與E的關(guān)系是非線性的，可近似地表示為式中a、b、n的參數(shù)值可根據(jù)實際飽和曲線用