etap2015南航培訓(xùn)會(huì)chapter發(fā)電機(jī)起動(dòng)generator start

1、第二十三章發(fā)電機(jī)起動(dòng)(GeneratorStart-Up)23.1. 發(fā) 電 機(jī) 起 動(dòng)分 析 （ Generatorysis）Start-upETAP 發(fā)電機(jī)起動(dòng)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(qiáng)制恢復(fù)對(duì)一些緊急負(fù)荷供電都需要這種分析。在緊急情況下發(fā)電機(jī)要冷起動(dòng)，經(jīng)過(guò)加速和負(fù)荷接受階段，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。ETAP 發(fā)電機(jī)起動(dòng)程序的結(jié)果和實(shí)際系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果的比較圖如下，分別是發(fā)電機(jī)頻率和電功率的比較圖。發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析之所以是一項(xiàng)很獨(dú)特的分析有幾點(diǎn)原因。第一，發(fā)電機(jī)收到緊急起動(dòng)信號(hào)準(zhǔn)備起動(dòng)時(shí)，正處在 0 速度/0 電壓的狀態(tài)。發(fā)電機(jī)終端沒(méi)有電壓反

2、饋到勵(lì)磁系統(tǒng)，所以必須要選擇一個(gè)電源，這個(gè)可供選擇電源通常處于狀態(tài)直到發(fā)電機(jī)終端電壓足夠帶動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)。此時(shí)，撤消可供選擇電源，勵(lì)磁源切換到發(fā)電機(jī)終端電壓側(cè)。第二，在整個(gè)發(fā)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中發(fā)電機(jī)參數(shù)不是恒量，它們隨發(fā)電機(jī)速度的變化而變化。必須要認(rèn)識(shí)到這個(gè)事實(shí)，發(fā)電機(jī)參數(shù)也必須根據(jù)發(fā)電機(jī)瞬時(shí)速率重新計(jì)算。而且，在調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)參數(shù)時(shí)要考慮到飽和效應(yīng)。第三，一旦發(fā)電機(jī)達(dá)到設(shè)定的速率或頻率或終端電壓，緊急負(fù)荷就可以切入了。要求有一個(gè)頻率或電壓控制動(dòng)作來(lái)關(guān)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(lái)完成這個(gè)動(dòng)作。第四，緊急系統(tǒng)通電時(shí)，緊急系統(tǒng)的電也同時(shí)起動(dòng)。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(gè)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(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)瞬時(shí)頻率來(lái)調(diào)節(jié)。發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析程序可以模擬一個(gè)同步發(fā)電機(jī)從冷起動(dòng)到滿運(yùn)行的全部過(guò)程。同步發(fā)電機(jī)和所有與它相關(guān)的控制設(shè)備包括渦輪/起、調(diào)速器，勵(lì)磁/自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)和其它控制設(shè)備都進(jìn)行了全面而細(xì)致的模擬，包括頻率為準(zhǔn)和飽和修正。通過(guò)暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中的事件和動(dòng)作編輯器，以及頻率和電壓繼電器，您可以和實(shí)際系統(tǒng)中一樣準(zhǔn)確的起動(dòng)發(fā)電機(jī)和操作回路斷路器。 感應(yīng)電依賴于頻率模型進(jìn)行動(dòng)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(shè)備也被正確和精確的模擬。ETAP 發(fā)電機(jī)起動(dòng)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(jī)模擬針對(duì)飽和效應(yīng)的同步發(fā)電機(jī)參數(shù)校正初始磁閃電路和轉(zhuǎn)換時(shí)間復(fù)雜的渦輪模型(包括發(fā)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中特有的動(dòng)力學(xué))詳細(xì)的和用戶可編程調(diào)速器系統(tǒng)控制繼電器控制的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換動(dòng)作繼電器設(shè)定多樣性 (Volt，Hz，V/Hz，dHz/dt)頻率為準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)阻抗模型頻率為準(zhǔn)的感應(yīng)電機(jī)模型低壓和低頻率情況下的感應(yīng)電起動(dòng)分析結(jié)果的全文，可以查看并打印用時(shí)間滑條重演系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的分析結(jié)果的單線圖顯示可以查看并打印的分析結(jié)果圖形23.2.分析案例編輯器(Study Case Editor)發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析是 ETAP 暫態(tài)穩(wěn)定程序的一部分。為運(yùn)行發(fā)電機(jī)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(jìn)行發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定分析另外需要的設(shè)定，這些設(shè)定也在暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中進(jìn)行。時(shí)間步長(zhǎng)(Time Step)因?yàn)榘l(fā)電機(jī)起動(dòng)分析的復(fù)雜性，有許多方程式要解，為保證精確度，建議使用小的時(shí)間步長(zhǎng)，如 0.0003 秒。相反要用大的值作為圖形的時(shí)間步長(zhǎng)如 100。事件和動(dòng)作(Event & Action)進(jìn)行發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析時(shí)，一定要記住第一個(gè)動(dòng)作就是起動(dòng)發(fā)電機(jī)。在如下所示的暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器中進(jìn)行設(shè)定發(fā)電機(jī)的起動(dòng)動(dòng)作。在設(shè)定前必須創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間事件并為發(fā)電機(jī)和動(dòng)作類型中的設(shè)備類型增加一個(gè)起動(dòng)動(dòng)作。動(dòng)態(tài)模型(Dynamic M)發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析要求所有系

6、統(tǒng)設(shè)備以頻率為基準(zhǔn)的模型來(lái)模擬。在暫態(tài)穩(wěn)定分析案例編輯器的動(dòng)態(tài)屬性頁(yè)中選擇網(wǎng)絡(luò)，電和發(fā)電機(jī)復(fù)選框就可以了。23.3.計(jì)算方法(Calculation Methods)常規(guī)的暫態(tài)穩(wěn)定分析與發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析的主要區(qū)別在于后者系統(tǒng)頻率經(jīng)歷了一個(gè)從 0到超過(guò)額定值 20-30%的激烈的變化，最后恢復(fù)到額定值。這就要求所有的系統(tǒng)設(shè)備，尤其是轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，根據(jù)頻率變化正確模擬。所有設(shè)備的阻抗應(yīng)可以根據(jù)真實(shí)的頻率變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ETAP 發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析可以在直接選擇模型的前提下做到自然的調(diào)節(jié)。這部分描述了你應(yīng)為不同的設(shè)備選擇什么樣的正確模型，及如何模擬。起動(dòng)發(fā)電機(jī)(Starting Generator)進(jìn)行發(fā)電機(jī)

7、起動(dòng)分析，應(yīng)選擇以下的同步發(fā)電機(jī)模型。該模型引自版本的 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)1110“IEEE同步發(fā)電機(jī)暫態(tài)分析模擬實(shí)例指南”。在每個(gè)d 軸和q 軸都有一個(gè)阻尼繞組。這種模型的等價(jià)電路如下：Direct-Axis Equivalent CircuitQuadrature-Axis Equivalent Circuit渦輪 調(diào)速器模型(Turbine ernor Ms)實(shí)際上， ETAP 中的任何一種渦輪-調(diào)速器模型都可用于發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析，因?yàn)椴⒉恍枰渌貏e的控制功能。例如，下面是水力渦輪和速度調(diào)節(jié)器模型。它包括了水道和水道動(dòng)力學(xué)和一個(gè)非常復(fù)雜的調(diào)速器控制精度。勵(lì)磁機(jī)/自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器 模型(Exci

8、ter/AVR Ms)發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析對(duì)勵(lì)磁機(jī)/自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)有特別的控制要求。例如，如下所示：勵(lì)磁機(jī)/自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器模型 ST1D 就用于發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析。該模型包括了一個(gè)特別的勵(lì)磁電路來(lái)提供到發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的初始直流勵(lì)磁電壓。還有一個(gè)電壓/頻率繼電器用于當(dāng)發(fā)電機(jī)有足夠電壓時(shí)從初始直流源切換勵(lì)磁源到正常電源。感應(yīng)電機(jī)模型(Induction Machine M)感應(yīng)電機(jī)是在發(fā)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中加速的，也采用依賴于頻率的模型來(lái)模擬。 ETAP 自動(dòng)使用在感應(yīng)電機(jī)編輯器的電 回路模型庫(kù)快速選擇編輯器中選擇依賴于頻率的模型。所有四種感應(yīng)電機(jī)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(jī)起動(dòng)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(jìn)行模擬，與依賴于頻率的回路模型的感應(yīng)電機(jī)相同，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩铀龠^(guò)程中與感應(yīng)電一樣。其它設(shè)備(Other Components)其它設(shè)備如變壓器，導(dǎo)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(shí)頻率來(lái)調(diào)節(jié)它們的阻抗。23.4.(Output Reports)輸出發(fā)電機(jī)起動(dòng)分析有三種輸出格式：文、單線圖顯示和圖形顯示。關(guān)于如何并管理輸出請(qǐng)見(jiàn)暫態(tài)穩(wěn)定分