
在发电机的各种励磁方式中,自并励方式以其接线简单,可靠性高,造价低,电压响应速度快,灭磁效果好的特点而被广泛应用。随着电子技术的不断发展,大容量可控硅制造水平的逐步成熟,大型汽轮发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势。国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。近二十年来,美国、加拿大对新建电站几乎一律采用自并励励磁系统,加拿大还拟将火电厂原交流励磁机励磁系统改为自并励励磁系统。在国内,虽然国产大中型机组大都采用三机励磁方式,但近年来进口的大中型机组大都装备的是自并励励磁系统,对于600MW以上汽轮发电机组,自并励励磁已基本成为定型方式。随着电网的不断扩大,对于大型机组业界人士也越来越倾向于采用自并励方式。因为从国内外运行情况来看,采用自并励励磁和附加励磁控制,已成为改善电力系统稳定性的X措施。
l 自并励接线方式
接于发电机出口母线 这是自并励的典型接线方式,励磁电源取自发电机机端并联变压器。接线方式比较简单,只要发电机在运行,就有励磁电源。该接线方式可靠性高,当外部短路切除后,强励能力便迅速发挥出来。缺点是励磁电源受机端电压影响,当线路X端发生三相短路故障时,由于机端电压下降,会使强励作用有所减弱,对暂态稳定不利,在负荷中心的发电机则可能对系统的电压稳定产生影响,如果较长时间短路未被切除,则不能保证励磁。目前现代大型机组大都采用单元接线方式,发电机经封闭母线接到变压器后直接接至高压电网,发电机出口三相短路的可能性很小,其产生的不利影响可按升压变高压侧故障考虑。对于机端单相接地故障(占短路故障总数的80%左右),机端电压可达0.7P.U以上,仍可X进行强励。而且对于这种接线方式,机端故障后应切除发电机,自并励的缺点并不影响发电机。对于发电厂高压母线出口近端三相短路,虽然母线电压大幅度下降会影响强励倍数,但现代电网大都配有快速动作的继电保护装置及快速断路器,能够将短路迅速切除(0.1—0.2s),短路故障一旦切除,发电机电压迅速恢复,强励能力也就跟着恢复。可以说采用现代技术的继电保护及快速断路器,不但弥补了自并励励磁系统在这方面的缺点,而且对保持暂态稳定来说,快速切除故障比提高励磁系统性能更为重要。如果不能迅速地将近端三相短路故障切除,即使采用其它励磁方式,也不能维持发电机的暂态稳定。 由于采用机端励磁电源,靠发电机剩磁无法建立电压,需要外加起励电源,另外,在机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试验时,还需要一大容量的试验电源。
接于厂用母线 这种接线方式不需要起励及试验电源装置。但当外部短路切除后,厂用电动机在转速恢复过程中吸收大量无功电流,在厂用变压器上造成较大的电压降落,影响厂用母线电压及时恢复正常,从而影响励磁装置的强励能力。另外,励磁变通过厂用变这个中间环节供电,不但增加了厂用变压器的容量,而且受厂用电运行情况的影响,供电可靠性差。因此,这种接线方式要求所在厂用母线具有相对X立性,并有可靠自投的备用电源,而且X好投入之后母线电压能保证额定值的85%以上。 1.3 接于系统侧 励磁电源直接取自发电厂升压站高压母线,可以解决起励电源及试验电源问题。但是对于这种接线方式,当系统发生事故发电机跳闸后,由于系统电压低,励磁装置不能主动地恢复正常;在系统电压极低的情况下,往往可能失去励磁。另外从投资经济角度上来说,励磁变接于升压站母线,升压站就需增加一间隔,需加装断路器、隔离刀闸、接地刀闸等一次设备,增加了设备投资及设备维护量,并且这种接线方式受运行方式影响较大,可靠性不是很好。 比较三种接线方式,接于机端发电机出口母线是一种简单、X先的方案.河南新近投产的鸭河口电厂2×350MW机组(ABB机组)和洛阳热电厂扩建工程2×160MW机组(俄罗斯机组)以及正在筹建的禹州电厂1期工程2×350MW机组(西屋公司机组),均采用发电机出口封闭母线,机端励磁方式。下面问题的讨论仅限于X一种接线方式,即励磁交接于发电机出口母线。
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