一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，包括機端電壓測量比較電路、無功功率測量比較電路、系統側電壓測量比較電路、綜合放大電路、移相觸發電路、整流電路以及雙軸勵磁調相機。本發明專利技術采用雙軸勵磁控制極大地提高了調相機的進相能力，并且在無功——電壓協調控制的基礎上引入系統側電壓作為反饋輸入量，極大地提高了系統的電壓穩定性，改善了電網電壓質量。網電壓質量。網電壓質量。

【技術實現步驟摘要】
一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置


[0001]本專利技術涉及發電機勵磁控制裝置領域，具體涉及一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置。

技術介紹

[0002]隨著新能源發電及高壓直流輸電技術的發展，新能源發電的送端電網在面對直流系統線路故障、受端換相失敗、直流閉鎖等故障時電壓劇烈變化，甚至可能脫網，嚴重影響電網電壓穩定性。將50Mvar的分布式調相機分散配置在新能源廠站低電壓等級側不僅可以全面解決送端系統的暫態過電壓問題，還可以進一步提高經濟性。傳統同步調相機采用單軸勵磁，受電機參數影響，進相能力不及遲相能力。雙軸勵磁調相機具有d、q軸兩相勵磁繞組，不僅可以運行在單軸勵磁、雙軸勵磁、正負交變勵磁工況下，還可以通過調節d、q軸勵磁電流極大地提高其進相能力，獲得與遲相能力相當的短時進相能力。
[0003]常規發電機并網后的控制方式以電壓閉環調節為主，控制目標為穩定機端電壓。而調相機的勵磁控制目標是實現無功和電壓的協調控制，穩態時以無功控制為目標，滿足系統對無功功率的需求；暫態時以穩定電壓為目標，滿足系統對電壓穩定的需求。電壓——無功協調控制策略選取的電壓為機端電壓，在維持系統電壓穩定性能上稍顯不足。

技術實現思路

[0004]本專利技術提供一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，用于減少新能源發電送端因輸電線路電壓波動引起脫網的可能性，進一步提高高壓直流輸電線路的電壓穩定性。
[0005]本專利技術提供一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，通過以下技術方案來實現：
[0006]1、一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，包括用于作為控制對象的雙軸勵磁調相機，用于提供反饋變量參考值的給定機端電壓電路、給定系統電壓電路、無功功率給定電路，用于電氣量變換的電壓互感器、電流互感器、升壓變壓器，用于測量比較的機端電壓比較電路、系統電壓比較電路、無功功率比較電路，用于將各輸入量綜合并放大的綜合放大電路，用于形成觸發角的移相觸發電路，用于將提供給勵磁繞組的交流電壓變為直流電壓的整流電路；
[0007]2、進一步地，所述電壓互感器、電流互感器按一定比例將一次側電氣量降低，與測量儀表配合測量線路電氣量；
[0008]3、所述機端電壓比較電路、系統電壓比較電路都包括順次連接的調差、正序濾過器、整流、濾波、比較整定環節，通過測量機端及系統電壓值與基準值比較得到偏差信號作為勵磁控制裝置的輸入量；
[0009]4、所述綜合放大電路包括信號綜合、放大環節，將各輸入量綜合放大并加以限制得到滿足移相觸發電路所需的控制電壓；
[0010]5、所述移相觸發電路包括同步、移相、脈沖形成、脈沖放大環節，將控制電壓與同步信號同步，形成脈沖并改變相位去調節控制角；
[0011]6、所述整流電路采用三相橋式全控整流電路，將交流量變為直流量得到勵磁繞組所需的勵磁電壓；
[0012]7、所述雙軸勵磁調相機為采用雙軸勵磁的分布式調相機。
[0013]如上所述，本專利技術提供的一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，具有如下效果：
[0014]雙軸勵磁調相機不僅可以運行在單軸勵磁、雙軸勵磁、正負交變勵磁工況下，且雙軸勵磁時兩相勵磁電流大小相同，減小因勵磁電流不平衡引起的轉子發熱。與傳統同步調相機相比，雙軸勵磁調相機突破最小勵磁電流為零的限制，通過反向勵磁可以獲得與遲相能力相當的短時進相能力，能夠滿足系統對無功功率的需求。且引入系統電壓作為反饋量能夠提高電網電壓穩定性，以及提高新能源發電經高壓直流輸電的安全可靠性。
附圖說明
[0015]圖1是本專利技術的結構示意圖。
具體實施方式
[0016]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術，顯然所描述的實施例僅僅是本專利技術中的一例，本專利技術還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用。本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本專利技術的精神下進行各種修飾或改變。因此本專利技術不受下面公開的具體實施的限制。
[0017]圖1是本專利技術提供的雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置的結構示意圖，包括：雙軸勵磁的分布式調相機、調相機并網所需的升壓變壓器及斷路器、調相機端的電壓互感器及電流互感器、無功功率計算裝置、無功功率給定電路、無功功率比較電路、給定機端電壓電路、機端電壓比較電路、高壓側的電壓互感器、給定系統電壓電路、系統電壓比較電路、綜合放大電路、移相觸發電路、整流電路。
[0018]雙軸勵磁的分布式調相機，選用50Mvar分布式調相機，轉子上具有相互垂直分布的兩相勵磁繞組，使其可以工作在單軸勵磁、雙軸勵磁、正負交變勵磁工況下。正常情況下采用雙軸勵磁并且兩相勵磁繞組勵磁電流大小相同，不僅可以減少轉子發熱不均，還可以突破最小合成勵磁電流為零的限制，極大地提高調相機進相能力，抑制系統暫態過電壓。勵磁繞組一軸故障時轉為單軸勵磁，極大地提高了調相機工作的可靠性。
[0019]升壓變壓器，選用10kv/38.5kv變壓器，用于將調相機并入35kv高壓線路。
[0020]斷路器，用于切除已經并網的調相機。
[0021]電壓互感器及電流互感器，電壓互感器并聯在所需測量電壓位置，電流互感器串聯在所需測量電流線路中。調相機側電壓互感器的輸出量為無功功率計算裝置與機端電壓比較電路的輸入量，調相機側電流互感器的輸出量為無功功率計算裝置另一輸入量，高壓側電壓互感器的輸出量為系統電壓比較電路的輸入量。
[0022]無功功率計算裝置，調相機為吸收或發出無功功率的裝置，有功功率損耗較小，無功功率計算公式為Q＝u
q
i
d
?
u
d
i
q
，忽略有功功率損耗，則Q＝UI。
[0023]系統電壓比較電路、機端電壓比較電路、無功功率比較電路，對于系統電壓比較電路和機端電壓比較電路，輸入量為所需測量電氣量，先經過電流補償的調差環節，后經過正序濾過器使其能輸出對稱的正序電壓，以此來提高被測電壓的精度。之后經過整流、濾波環
節完成電壓測量，并與給定參考值比較得到誤差值作為綜合放大電路的輸入量。對于無功功率比較電路，僅需將無功功率計算裝置的輸出量與給定參考值比較即可得到該電路的輸出量。
[0024]綜合放大電路，輸入量為機端電壓比較電路、系統電壓比較電路、無功功率比較電路的輸出量，系統穩態時由高壓母線電壓和無功功率實現調相機的穩態控制，暫態時由機端電壓實現快速強勵或者進相運行。3個輸入量經過信號綜合電路輸入到放大電路再進行放大得到該電路的輸出量，必要時借助補償器、限制器、穩定器來對3個輸入量進行調節，使輸入到移相觸發單元的信號滿足要求。
[0025]移相觸發電路，移相觸發電路的作用是將綜合放大電路的輸出量形成脈沖并改變相位去調節可控硅的控制角α，同步環節的作用是確保觸發脈沖在可控硅陽極電壓為正時能準確發出，脈沖放大是為了確保觸發脈沖能可靠觸發可控硅。
[0026]整流電路，因給兩相勵磁繞組供電，采用兩個三相橋式整流電路。三相橋式整流電路的A、B、C側接機端本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，其特征在于，包括：用于勵磁控制裝置控制對象的雙軸勵磁調相機，用于維持機端電壓穩定的勵磁控制系統反饋輸入部分的電壓互感器、給定機端電壓電路、機端電壓比較電路，用于維持系統無功功率穩定的勵磁控制系統反饋輸入部分的電壓互感器、電流互感器、無功功率計算裝置、無功功率給定電路、無功功率比較電路，用于維持系統電壓穩定的勵磁控制系統反饋輸入部分的電壓互感器、給定系統電壓電路、系統電壓比較電路，用于將各輸入量綜合并放大的綜合放大電路，用于形成觸發角的移相觸發電路，用于將提供給勵磁繞組的交流電壓變為直流電壓的整流電路，用于將雙軸勵磁調相機并入電網的升壓變壓器，用于切除雙軸勵磁調相機的斷路器。2.根據權利要求1所述雙軸勵磁調相機的勵磁控制裝置，其特征在于：所述電壓互感器、電流互感器按一定比例將一次側電氣量降低，與測量儀表配合測量線路電氣量。3.根據權利要求1所述雙軸勵磁調相機的勵磁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：付敏，劉振華，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：新型
國別省市：