新能源用小容量發(fā)電機出口斷路器瞬態(tài)恢復電壓研究.pdf

1、近年來，隨著國家大力提倡及發(fā)展新能源技術，大量建設以天然氣、沼氣、生物質等為燃料的分布式新能源發(fā)電廠，使小容量發(fā)電機組（容量≤30MW）得到了廣泛的應用。國內外學者已論證了大容量發(fā)電機組出口裝設發(fā)電機斷路器（GCB）的必要性，而對小容量發(fā)電機組出口是否也應裝設GCB并沒有做出深入的研究。
　　因此本文利用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC計算分析了小容量發(fā)電機回路中發(fā)生失步故障及三相短路故障情況下，發(fā)電機出口斷路器的瞬態(tài)恢復電

2、壓（TRV），并從TRV上升率的角度出發(fā)確定在何種條件下普通配電型斷路器可以替代GCB安裝在發(fā)電機出口處。為滿足實際工程的需要，本文研究了降低發(fā)電機出口斷路器TRV上升率的措施，推導了在三相短路故障條件下發(fā)電機出口斷路器TRV計算公式，并對分布式能源發(fā)電廠內廠用電饋線斷路器的瞬態(tài)恢復電壓做了相應的研究。本文取得的成果主要有：
　?、佼?2~30MW小容量發(fā)電機回路中發(fā)生發(fā)電機出線端三相短路故障時，發(fā)電機出口斷路器的瞬態(tài)恢復電壓主要

3、是由110kV系統源、變壓器等電氣設備的RLC串并聯回路引起的，且首開相斷路器的TRV上升率最大。隨著發(fā)電機容量的增大，發(fā)電機出口斷路器的TRV上升率也隨之增大，當發(fā)電機容量為12~24MW時，TRV上升率沒有超過0.34kV/μs，普通配電型斷路器可以替代GCB安裝在發(fā)電機出口處，而24~30MW的發(fā)電機出口處必須得安裝GCB。在發(fā)電機出口斷路器靠近變壓器的一端增設一組三相對地電容器可有效的降低斷路器TRV上升率，當電容器的電容量大于

4、0.2μF時，TRV上升率已低于0.34kV/μs。
　?、诋?2~30MW小容量發(fā)電機回路中發(fā)生變壓器低壓側出線端三相短路故障時，發(fā)電機出口斷路器的瞬態(tài)恢復電壓主要是由同步發(fā)電機的RLC串并聯回路引起的，且普通配電型斷路器可以替代GCB安裝在12~30MW的發(fā)電機出口處。在發(fā)電機回路中發(fā)生變壓器低壓側出線端三相短路故障及發(fā)電機出線端三相短路故障時，短路故障發(fā)生時刻的隨機性及斷路器開斷時刻的隨機性對仿真結果無影響，所得結論具有普遍

5、適用性；利用推導的發(fā)電機出口斷路器TRV計算公式計算出的數值與仿真數值誤差在3％以內，可以滿足實際工程的需要。
　?、郛敺植际侥茉窗l(fā)電廠內發(fā)生失步故障時，在不同發(fā)電機容量、不同失步角的情況下對發(fā)電機出口斷路器的瞬態(tài)恢復電壓進行了仿真分析，同時也研究了降低TRV上升率的措施。計算結果表明：對于12MW、15MW、18MW、20MW、22MW、30MW的小容量發(fā)電機來說，分別在發(fā)電機出口斷路器靠近變壓器的一端加裝電容量為0.2μF、0