劉 波

江蘇永鋼集團(tuán)有限公司，江蘇張家港 215628

大量實(shí)踐研究結(jié)果證實(shí)：同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量很大程度上直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。而微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)作為構(gòu)成同步發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵要素之一，其最為主要的工作任務(wù)在于：以保障發(fā)電機(jī)以及其他各個(gè)控制點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)值的穩(wěn)定性為手段，最大限度的確保電力系統(tǒng)能夠得到穩(wěn)定、安全且長(zhǎng)效的運(yùn)行。本文以此為研究背景，試針對(duì)同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制方式所涉及到的相關(guān)問題作詳細(xì)分析與說明。

1 同步發(fā)電機(jī)微機(jī)恒功率因數(shù)、恒無功勵(lì)磁控制工作原理分析

以單機(jī)無窮大為系統(tǒng)在同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁設(shè)定為快速晶閘管勵(lì)磁工作模式的前提下，達(dá)成微機(jī)勵(lì)磁控制目標(biāo)的方程關(guān)系基本如下式（1）～式（2）所示：

（1）發(fā)電機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)子運(yùn)行角角度數(shù)值=角速度數(shù)值－穩(wěn)態(tài)角速度數(shù)值；

（2）角速度數(shù)值=穩(wěn)態(tài)角速度數(shù)值/機(jī)械轉(zhuǎn)子慣量數(shù)值·[發(fā)電機(jī)設(shè)備機(jī)械功率數(shù)值－阻尼系數(shù)/穩(wěn)態(tài)角速度數(shù)值（角速度數(shù)值－穩(wěn)態(tài)角速度數(shù)值）－發(fā)電機(jī)設(shè)備電磁有功功率數(shù)值]。

通過分析上述方程關(guān)系，相對(duì)于暫態(tài)電勢(shì)數(shù)值而言，其受到了包括發(fā)電機(jī)設(shè)備同步電抗數(shù)值、瞬變電抗數(shù)值、微機(jī)勵(lì)磁控制電壓輸出數(shù)值、發(fā)電機(jī)設(shè)備在定子開路狀態(tài)下勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)數(shù)值等多項(xiàng)因數(shù)的共同作用與影響，在單機(jī)無窮大系統(tǒng)中共同實(shí)現(xiàn)對(duì)同步發(fā)電機(jī)整體的微機(jī)勵(lì)磁控制。

2 同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制方式分析

恒功率因數(shù)控制可以說是當(dāng)前技術(shù)條件下，最簡(jiǎn)單有效的能量最優(yōu)控制方式。在將其作用于同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制的過程當(dāng)中，以同步發(fā)電機(jī)設(shè)備在輸電狀態(tài)下所表現(xiàn)出的功率因素偏差情況來實(shí)現(xiàn)對(duì)電容量投切大小的評(píng)估與決定，最為突出的一點(diǎn)特點(diǎn)在于：勵(lì)磁控制狀態(tài)下的補(bǔ)償量與有功功率指標(biāo)呈現(xiàn)出正比例相關(guān)關(guān)系，使得勵(lì)磁控制中的最大補(bǔ)償量有著明確的限制。然而相對(duì)于恒無功勵(lì)磁控制而言，其實(shí)現(xiàn)對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制的關(guān)鍵在于：針對(duì)測(cè)量點(diǎn)位置所表現(xiàn)出的電壓偏離值大小進(jìn)行評(píng)估，按照此種方式來確定與之相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電容量數(shù)值大小。從這一角度上來說，在恒無功補(bǔ)償方式作用之下，電容量指標(biāo)與同步發(fā)電機(jī)輸電狀態(tài)下的有功功率指標(biāo)并不呈現(xiàn)出正比例相關(guān)關(guān)系。這使得，在應(yīng)用恒無功控制方式的作用之下，在電能較大的情況下，電壓高補(bǔ)償量反而會(huì)得到一定程度上的降低，從而達(dá)到微機(jī)勵(lì)磁控制的重要目的。

3 微機(jī)勵(lì)磁控制在同步發(fā)電機(jī)中的重要意義分析

首先，同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓水平的合理控制。過高或者過低的電壓數(shù)值都會(huì)對(duì)整個(gè)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。一方面，在實(shí)際電壓水平低于額定電壓水平的情況下，可能引發(fā)定子繞組的溫度升高，不利于發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性與安全性；另一方面，在實(shí)際電壓水平高于額定電壓水平的情況下，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯呈現(xiàn)出瞬時(shí)性的溫度升高問題，由此勢(shì)必會(huì)對(duì)定子繞組的絕緣性能產(chǎn)生不利影響。而通過引入微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的方式，可借助于改變電流的方式，達(dá)到改變發(fā)電機(jī)設(shè)備感應(yīng)電勢(shì)數(shù)值的目的，進(jìn)而合理調(diào)整同步發(fā)電機(jī)所輸出的無功電流數(shù)值，將相應(yīng)的電壓數(shù)值維持在既定的安全范圍之內(nèi)；

其次，同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)無功功率分配的合理控制。在同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中，配備有形成發(fā)電機(jī)外特性的運(yùn)行環(huán)節(jié)，即調(diào)差環(huán)節(jié)。通過對(duì)調(diào)差環(huán)節(jié)的合理應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)設(shè)備外部性能的有效改善，從而確保在并聯(lián)或者是在串聯(lián)狀態(tài)下，同步發(fā)電機(jī)組外特性的一致性，確保發(fā)電機(jī)組相互間無功負(fù)荷分配的合理性與穩(wěn)定性；

最后，同步發(fā)電機(jī)可通過強(qiáng)行勵(lì)磁的方式，達(dá)到改善整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件的重要目的。一方面，電力系統(tǒng)終端用戶對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)的使用需求是極大的，一旦出現(xiàn)故障，在重新自啟動(dòng)狀態(tài)下需要吸收電網(wǎng)系統(tǒng)中大量的無功功率，由此可能導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行安全性受到影響。為此，通過引入微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，并適當(dāng)調(diào)整勵(lì)磁電流的方式，可提高發(fā)電機(jī)所輸出無功功率，補(bǔ)償缺少功率，在滿足電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)條件的基礎(chǔ)之上，確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性；另一方面，對(duì)于同步發(fā)電機(jī)而言，在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，其工作電流參數(shù)較小。在此狀態(tài)下，一旦出現(xiàn)短路事故，則勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置無法正常執(zhí)行跳閘動(dòng)作而引發(fā)事故。然而，通過對(duì)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的引入，在發(fā)生短路故障情況下，該控制系統(tǒng)能夠針對(duì)同步發(fā)電機(jī)所輸出的電流大小進(jìn)行合理調(diào)整，保障繼電保護(hù)裝置能在短路故障下正常跳閘，提高繼電保護(hù)工作的可靠性與準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

通過本文以上分析應(yīng)認(rèn)識(shí)到：同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量在很大程度上直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。保障勵(lì)磁控制的有效性也正是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在，值得引起廣泛關(guān)注與重視。總之，本文針對(duì)有關(guān)同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制所涉及到的相關(guān)問題做出了簡(jiǎn)要分析與說明，希望能通過本文相關(guān)研究工作的開展，為同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制的有效性與穩(wěn)定性提供良好的支持與保障。

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