[發明專利]一種同步電機電樞過電流限制方法

有效

• 申請號: 201210462159.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103001555A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 吳龍;施一峰;牟偉;韓兵
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02H9/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于電機勵磁領域，特別涉及一種同步電機電樞過電流限制方法。

背景技術

同步電機包括電樞繞組和磁場繞組，通常情況下，電樞繞組為3相交流靜止繞組，故也稱為定子繞組，電樞電流也稱為定子電流，磁場繞組為直流旋轉繞組，也稱為轉子繞組，磁場電流也稱為轉子電流，為準確起見，本發明中一律稱為電樞電流和磁場電流。同步電機運行時，電機電樞電流增加引起電機內部銅損增加，進而導致同步電機電樞內部溫度上升，當同步電機電樞電流越過上限后，溫度上升速度與電樞電流呈反時特性，電樞電流越大，電樞溫度上升越快，允許該電樞電流運行時間越短。如果不能實時而準確地控制電機電樞的過電流水平，當電樞溫度超過同步電機電樞允許的溫度上限后，會導致同步電機電樞過熱損壞，造成巨大的直接經濟損失和間接經濟損失。

在同步電機實際運行中，同步電機勵磁調節是同步電機電樞過電流限制的主要手段。同步電機勵磁系統是給同步電機提供并調節磁場電流的所有設備的總稱，同步電機勵磁系統一般配置同步電機電樞過電流限制功能（有的小型同步電機勵磁系統或年代久的勵磁系統沒有配置），電樞過電流限制過程如下：勵磁調節器實時測量同步電機電樞電流，與預先整定的電樞過電流限制定值比較，當實際電樞電流大于限制定值時，啟動電樞過電流限制，如果同步電機無功功率大于0（向電網發出無功功率），則減小同步電機磁場電流，從而降低同步電機電樞電流，達到過電流限制的目標；如果同步電機無功功率小于0（從電網吸收無功功率），則增加同步電機磁場電流，從而降低同步電機電樞電流，達到過電流限制的目標。

上述電樞過電流限制功能在同步電機正常工況（額定電壓，有功功率不超過額定值）下，都能正常工作，但在某些特殊運行工況時，經常發生電樞過電流限制功能動作時，電機磁場電流、無功功率、電樞電壓會大幅振蕩的現象，經過工程經驗總結，有的技術工作者注意到，當同步電機無功功率較小時，會發生這種現象，因此，大多數同步電機勵磁系統中在同步電機電樞過電流限制功能中會附加無功功率條件，當無功功率大于某一閾值，才會啟動同步電機電樞過電流限制。但有運行實踐證明，增加無功功率條件，不能從本質上解決上述現象。

綜上所述，本發明人致力于研究及完善同步電機電樞過電流限制功能，解決電樞過電流限制功能啟動同步電機磁場電流、無功功率、電樞電壓會大幅振蕩的現象及問題，需要解決的問題可歸納為以下幾點：

（1）研究電樞過電流限制功能啟動同步電機磁場電流、無功功率、電樞電壓會大幅振蕩的現象及問題的本質原因；

（2）研究出針對性的方法，提供一種從根本上解決電樞過電流限制功能啟動同步電機磁場電流、無功功率、電樞電壓會大幅振蕩的現象及問題的方法；

（3）研究出切實可行的技術方案，提出同步電機電樞過電流限制功能的實現方法及動作模型。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種同步電機電樞過電流限制方法，其可確保在任何工況下，同步電機勵磁系統都能夠合理地啟動電樞過電流限制功能，并安全穩定地限制電樞過電流，保護同步電機運行安全。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種同步電機電樞過電流限制方法，首先根據電機工況計算電樞電流限制相關的三個浮動門檻定值，包括限制動作定值、限制調節定值和限制返回定值，比較實測電樞電流與限制動作定值，當實測電樞電流大于限制動作定值時，計算電機發熱量，當電機發熱量達到電機允許上限時，即按調節定值進行勵磁調節，維持電機實測電樞電流等于限制調節定值；當人工調整同步電機磁場電流以降低電樞電流，直至實測電樞電流小于信號返回定值后，電樞過電流限制信號返回。

上述電樞電流限制浮動門檻定值的計算公式是：

F(z)=max(I_g.s.p,f(P,U))

f(P,U)=(k+a)*PU+b]]>