etap2015南航培訓會chapter發(fā)電機起動generator start

1、第二十三章發(fā)電機起動(GeneratorStart-Up)23.1. 發(fā) 電 機 起 動分 析 （ Generatorysis）Start-upETAP 發(fā)電機起動分析是 ETAP 所特有的暫態(tài)穩(wěn)定程序。核發(fā)電廠和其它情況下如等效電網(wǎng)失去連接以及強制恢復對一些緊急負荷供電都需要這種分析。在緊急情況下發(fā)電機要冷起動，經(jīng)過加速和負荷接受階段，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。ETAP 發(fā)電機起動程序的結果和實際系統(tǒng)的測量結果的比較圖如下，分別是發(fā)電機頻率和電功率的比較圖。發(fā)電機起動分析之所以是一項很獨特的分析有幾點原因。第一，發(fā)電機收到緊急起動信號準備起動時，正處在 0 速度/0 電壓的狀態(tài)。發(fā)電機終端沒有電壓反

2、饋到勵磁系統(tǒng)，所以必須要選擇一個電源，這個可供選擇電源通常處于狀態(tài)直到發(fā)電機終端電壓足夠帶動勵磁系統(tǒng)。此時，撤消可供選擇電源，勵磁源切換到發(fā)電機終端電壓側。第二，在整個發(fā)電機起動過程中發(fā)電機參數(shù)不是恒量，它們隨發(fā)電機速度的變化而變化。必須要認識到這個事實，發(fā)電機參數(shù)也必須根據(jù)發(fā)電機瞬時速率重新計算。而且，在調節(jié)發(fā)電機參數(shù)時要考慮到飽和效應。第三，一旦發(fā)電機達到設定的速率或頻率或終端電壓，緊急負荷就可以切入了。要求有一個頻率或電壓控制動作來關閉系統(tǒng)的電路斷路器。通常由頻率繼電器和電壓繼電器來完成這個動作。第四，緊急系統(tǒng)通電時，緊急系統(tǒng)的電也同時起動。注意，系統(tǒng)頻率和電壓一直低于額定值，這就意味著

3、要有一個特殊的 技能在低頻率和低電壓的情況下控制電。最后，所有的系統(tǒng)阻抗都應該根據(jù)系統(tǒng)瞬時頻率來調節(jié)。發(fā)電機起動分析程序可以模擬一個同步發(fā)電機從冷起動到滿運行的全部過程。同步發(fā)電機和所有與它相關的控制設備包括渦輪/起、調速器，勵磁/自動電壓調節(jié)器系統(tǒng)和其它控制設備都進行了全面而細致的模擬，包括頻率為準和飽和修正。通過暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中的事件和動作編輯器，以及頻率和電壓繼電器，您可以和實際系統(tǒng)中一樣準確的起動發(fā)電機和操作回路斷路器。 感應電依賴于頻率模型進行動態(tài)模擬并可以在低頻率和低電壓的情況下加速。其它系統(tǒng)設備也被正確和精確的模擬。ETAP 發(fā)電機起動分析的主要特性有：完全依賴于頻率參數(shù)

4、的精確的同步發(fā)電機模擬針對飽和效應的同步發(fā)電機參數(shù)校正初始磁閃電路和轉換時間復雜的渦輪模型(包括發(fā)電機起動過程中特有的動力學)詳細的和用戶可編程調速器系統(tǒng)控制繼電器控制的系統(tǒng)轉換動作繼電器設定多樣性 (Volt，Hz，V/Hz，dHz/dt)頻率為準的網(wǎng)絡阻抗模型頻率為準的感應電機模型低壓和低頻率情況下的感應電起動分析結果的全文，可以查看并打印用時間滑條重演系統(tǒng)動態(tài)響應的分析結果的單線圖顯示可以查看并打印的分析結果圖形23.2.分析案例編輯器(Study Case Editor)發(fā)電機起動分析是 ETAP 暫態(tài)穩(wěn)定程序的一部分。為運行發(fā)電機暫態(tài)穩(wěn)定分析，必須要有暫態(tài)穩(wěn)定模型。所有暫態(tài)穩(wěn)定工具條

5、和分析案例工具條中的按鈕的功能都是一樣的。以下是進行發(fā)電機暫態(tài)穩(wěn)定分析另外需要的設定，這些設定也在暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中進行。時間步長(Time Step)因為發(fā)電機起動分析的復雜性，有許多方程式要解，為保證精確度，建議使用小的時間步長，如 0.0003 秒。相反要用大的值作為圖形的時間步長如 100。事件和動作(Event & Action)進行發(fā)電機起動分析時，一定要記住第一個動作就是起動發(fā)電機。在如下所示的暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中進行設定發(fā)電機的起動動作。在設定前必須創(chuàng)建一個時間事件并為發(fā)電機和動作類型中的設備類型增加一個起動動作。動態(tài)模型(Dynamic M)發(fā)電機起動分析要求所有系

6、統(tǒng)設備以頻率為基準的模型來模擬。在暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器的動態(tài)屬性頁中選擇網(wǎng)絡，電和發(fā)電機復選框就可以了。23.3.計算方法(Calculation Methods)常規(guī)的暫態(tài)穩(wěn)定分析與發(fā)電機起動分析的主要區(qū)別在于后者系統(tǒng)頻率經(jīng)歷了一個從 0到超過額定值 20-30%的激烈的變化，最后恢復到額定值。這就要求所有的系統(tǒng)設備，尤其是轉動電機，根據(jù)頻率變化正確模擬。所有設備的阻抗應可以根據(jù)真實的頻率變化進行調節(jié)。 ETAP 發(fā)電機起動分析可以在直接選擇模型的前提下做到自然的調節(jié)。這部分描述了你應為不同的設備選擇什么樣的正確模型，及如何模擬。起動發(fā)電機(Starting Generator)進行發(fā)電機

7、起動分析，應選擇以下的同步發(fā)電機模型。該模型引自版本的 IEEE 標準1110“IEEE同步發(fā)電機暫態(tài)分析模擬實例指南”。在每個d 軸和q 軸都有一個阻尼繞組。這種模型的等價電路如下：Direct-Axis Equivalent CircuitQuadrature-Axis Equivalent Circuit渦輪 調速器模型(Turbine ernor Ms)實際上， ETAP 中的任何一種渦輪-調速器模型都可用于發(fā)電機起動分析，因為并不需要其它特別的控制功能。例如，下面是水力渦輪和速度調節(jié)器模型。它包括了水道和水道動力學和一個非常復雜的調速器控制精度。勵磁機/自動電壓調節(jié)器 模型(Exci

8、ter/AVR Ms)發(fā)電機起動分析對勵磁機/自動電壓調節(jié)器系統(tǒng)有特別的控制要求。例如，如下所示：勵磁機/自動電壓調節(jié)器模型 ST1D 就用于發(fā)電機起動分析。該模型包括了一個特別的勵磁電路來提供到發(fā)電機磁場繞組的初始直流勵磁電壓。還有一個電壓/頻率繼電器用于當發(fā)電機有足夠電壓時從初始直流源切換勵磁源到正常電源。感應電機模型(Induction Machine M)感應電機是在發(fā)電機起動過程中加速的，也采用依賴于頻率的模型來模擬。 ETAP 自動使用在感應電機編輯器的電 回路模型庫快速選擇編輯器中選擇依賴于頻率的模型。所有四種感應電機電路模型 Single1、Single2、DBL1 和 DBL2， 都可作為依賴于頻率的模型用在發(fā)電機起動分析中。同步電模型(Synchronous Motor Ms)系統(tǒng)中加速的同步電以 LR 模型進行模擬，與依賴于頻率的回路模型的感應電機相同，因為它們在加速過程中與感應電一樣。其它設備(Other Components)其它設備如變壓器，導線和電纜等都和暫態(tài)穩(wěn)定分析中的模擬類型一樣，只是程序要根據(jù)系統(tǒng)瞬時頻率來調節(jié)它們的阻抗。23.4.(Output Reports)輸出發(fā)電機起動分析有三種輸出格式：文、單線圖顯示和圖形顯示。關于如何并管理輸出請見暫態(tài)穩(wěn)定分