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励磁小电流开环试验失败原因分析
应伟刚,芦……彪
(黄河电力检修工程有限公司,青海…西宁…810006)
通 过 对 广 西 某 水 电 站 一 起 励 磁 装 置 小 电 流 试 验 失 败 原 因 进 行 分 析, 说 明 在 进 行 各 类 装 置 检 验、 校
验 前 工 器 具 的 熟 悉、 准 备 的 必 要 性, 也 反 映 出 对 人 员 的 技 术 培 训 工 作 的 重 要 性, 通 过 本 次 试 验 失 败 原 因
分析及解决办法介绍,避免同样事件在其他厂站发生。
励磁; 示波器; 地线; 短路; 跳闸
中图分类号: 文献标志码: 文章编号 :
TM761 .1? B? 305-0020-03
励磁系统是同步发电机的重要组成部分,其主要任
务是进行电压控制、合理分配无功,提高发电机并列运
行的稳定性,对保证发电机运行的可靠性和稳定性有着
至关重要的作用 。
广西某水电站采用的是 EXC9000 静态励磁系统,
依据厂站的检修、维护导则,在机组 C 级以上检修及
调节柜、功率整流柜板件清扫后都要进行励磁小电流开
环试验,确保 A、B、C 三个控制通道下励磁输出波形
正常,验证调节器测量、控制等回路及功率整流柜各元 图1 开始加压时输出波形
件性能良好,提高装置的可靠性。
本文就针对励磁小电流试验中出现的问题进行分
析,提出解决措施。
2012 年 7 月 27 日,某机组 C 级检修,依据检修指
令要求对该机组励磁调节柜、功率整流柜进行全面的清
扫,清扫后进行小电流开环试验,验证清扫后的励磁系
图2 加压至可控硅刚导通时输出波形
统是否能正常投入运行。但通过小电流试验的示波器测
量,发现三个通道下励磁输出波形严重畸变,不满足励
磁输出波形对称不缺相的六个波头的基本要求 ,波
形输出如图 1、图 2 所示(其中图 1 为开始
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APF与TSC谐波无功综合补偿控制的研究
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官方公共微信3.电流PR谐振控制器设计
由于APF-STATCOM跟踪的电流指令是多种频率正弦量的叠加信号，传统SPWM调制采用PI控制必定存在稳态误差和相位偏移，补偿效果不佳，往往采用电流滞环调制，但变频调制不可避免带来滤波器设计及噪声控制问题[9]。
通过旋转坐标变换可以将正弦信号变为直流信号，从而在新的坐标系下采用PI控制器。但在APF-STATCOM控制领域，必须在多个频率下进行坐标变换，计算复杂，不利于实际应用。近年来，针对正弦信号的提出的PR控制器，在可以避免旋转坐标变换，计算量大大降低的同时，获得与同步坐标系下的PI控制器相同控制效果：能无稳态误差地跟踪特定频率的正弦信号，更重要的是可以对指定频率的谐波进行有选择地补偿。
式中&为谐振频率。
由式(7)可知，对直流系统而言，由于积分环节的存在，0 Hz处的增益极高，从而系统可以实现无静差调节；对于交流系统，50Hz及其倍数次谐波，式(7)增益有限，式(8)由于谐振环节的引入，在相应频段有较高的增益。若跟踪的目标为基波&rad/s；若需补偿较高幅值的5次谐波，则有rad/s。通常补偿谐波次数最高至20或50次，尤其是幅值较高的奇次谐波。因此有，
图4所示为基波及三、五、七次谐波补偿用PR谐振控制器波特图，可以看出在相应频段电流控制器增益较高，有助于减小跟踪误差。
图4 &PR谐振控制器波特图
Fig. 4&PR controller bode plots
仿真及实验验证
为验证所提出的谐波、负序及无功电流复合补偿策略，本文在Matlab Simulink环境下建立仿真平台。相关参数设置如下：输入三相四线制电压380V/50Hz，三相二极管整流器非线性负载直流侧滤波电感1mH，电阻3.2&O，三相二极管整流器交流电抗0.4mH，APF-STATCOM并网电抗0.4mH，直流侧支撑电容4000&F，交流侧不平衡RL负载星型联接，电感值均为8mH，电阻值分别为5&O，50&O，500&O，开关频率10kHz。
图5所示以A相为例，表明补偿后APF-STATCOM注入电流很好地抵消了负载电流的谐波电流，使得电网电流正弦化较好，实现了APF谐波补偿功能；同时电网电流与电网电压同频同相，功率因数接近于1，实现了STATCOM无功补偿功能。图6给出三相补偿结果，对称三相电流波形验证其具有较好抑制不平衡负载能力。
图5 &A相补偿后电压电流波形(从上到下依次是电网电压/V、电网电流/A、补偿电流/A、负载电流/A，时间轴t/s)
Fig. 5 Phase A wave forms after compensation
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
图6补偿后电网三相电压电流波形(从上到下依次是三相电网电压/V、三相电网电流/A，时间轴t/s)
Fig.6Threephasewaveformsaftercompensation
图7进一步给出直流侧母线电压波形，可以看出APF-STATCOM在完成谐波补偿后，母线电压略有波动，但稳定在750V设定值附近。
图7直流侧母线电压/V(时间轴t/s)
Fig.7Dclinkbusvoltage
图8及图9进一步给出工业样机内部测试结果，受实验条件限制，此时负载仅为整流性非线性负载，故负载电流及补偿电流与仿真有所区别，其主要体现了APF补偿功能。图10给出产品在现场投运结果，与图1相比，中性线电流由37A减小至5A，三相电流THD最大不超过3.4%，且对称性较好，充分验证了APF-STATCOM复合补偿功能。
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
图8A相及B相补偿后网侧电流及负载电流(从上到下依次是A相电压、B相电流、A相负载电流、B相负载电流)
Fig.9PhaseA&Bgrid&loadcurrentaftercompensation
图9A相补偿后网侧电流、发出反向谐波电流及负载电流
Fig.9PhaseAgrid,inverseharmoniccurrent&loadcurrentaftercompensation
图10实际现场APF-STATCOM补偿后结果
Fig.10APF-STATCOMCompensationeffectsinpractice
基于电能质量复合控制思想，针对智能配电网中谐波电流、负载不平衡、功率因数较低问题，提出一种谐波、负序及无功电流复合补偿策略。
仿真、工程样机试验及现场运行结果验证了基于该策略所实现的APF-STATCOM复合补偿功能。
文章来源：《电气应用》2014年第6期
1.国家技术监督局．中国国家标准GB/T14549-93电能质量公用电网谐波[S]．北京：中国标准出版社，1994．
2.赤木泰文(HirofumiAkagi)等(徐政译)．瞬时功率理论及其在电力调节中的应用[J]．北京：机械工业出版社，2009．
3.王兆安，杨君，刘进军．谐波抑制和无功功率补偿。机械工业出版社，1998．
4.马莉，周景海，吕征宇，钱照明．一种基于dq变换的改进型谐波检测方案的研究[J]．中国电机工程学报，)：55-63．
MaLi，ZhouJinghai，L&Zhengyu，QianZhaoming．Animprovedharmonicdetectingapproachbasedondqrotatingcoordinationtransformation[J]．ProceedingsoftheCSEE，)：55-63(inChinese)．
ZeliangShu,YuhuaGuo,andJisanLian.Steady-stateanddynamicstudyofactivepowerfilterwithefficientFPGA-basedcontrolalgorithm[J]．IEEETransactionsonIndustrialElectronics，)：．
5.赵国鹏，林少伯，韩民晓．基于补偿特性的并联型有源电力滤波器直流侧电压取值分析[J]．电力系统自动化，)：83-87．
ZhaoGuopeng，LinShaobo，HanMinxiao．DesignofvoltageinDClinkofparallel-typeactivepowerfilterbasedoncompensationcharacteristics[J]．AutomationofElectricPowerSystems，)：83-87(inChinese)
6.单任仲．并联型复合电能质量扰动及补偿的控制方法与实现[D]．博士学位论文，北京：华北电力大学，2010．
7.刘海波，毛承雄，陆继明，王丹．四桥臂三相四线制并联型APF&STATCOM[J]．电力系统保护与控制，)：11-17．
LiuHaibo，MaoChengxiong,LuJiming，WangDan．Three-phasefour-wireshuntAPF-STATCOMusingafour-legconverter[J]．PowerSystemProtectionandControl，)：11-17(inChinese)．
8.曹武．谐波独立补偿有源滤器关键技术研究[D]．硕士学位论文，南京：东南大学，2011．
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APF+的+LCL+滤波器的设计及其电流控制策略研究
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