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29.160.20 K 20 备案号： ××××× -20×× 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 294.4 — 201X
发电机灭磁及转子过电压保护 装 置 技 术 条 件 第4 部分：灭磁容量的计算 Specification for equipment of de-excitation and overvoltage protection for generators - Part 4: De-excitation capacity calculation 2019-06-04 发布 2019-10-01 实施 国家能源局 发 布 DL / T 294.4 — 201X I 目 次 前言 ............................................................ .................... II 1 范围 .......................................................... ...................... 1 2 规范性引 用文件 ..................................................... ................. 1 3 术语和定义 ............................................................... ............ 1 4 发电机转 子灭磁回路容量的计算步骤和方法 ......................................... ..... 1 附 录 A（ 资料性附录）发电机饱和的典型模拟方法 ..................................... ... 7 DL / T 294.4 — 201X II 前 言 本标准按照 GB/T1.1-2009 《标准化工作导则第 1部分：标准的结构和编写》的规定制定的。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电力企业联合会标准化管理中心提出。 本标准由电力行业水电站自动化标准化技术委员会归口。 《发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件》分为四部分 : 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第1部分：磁场断路器； 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第2部分：非线性电阻； 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第3部分：转子过电压保护装置； 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第4部分：灭磁容量的计算； 本标准为第 4部分。 本标准起草单位：国电南瑞科技股份有限公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网浙 江省电力有限公司电力科学研究院 本标准起草人：许其品、辛建波、杨铭、吴跨宇、谢燕军、袁亚洲、徐在德、邓小君、耿敏彪、魏 伟、王坤 本标准在执行过程中的意见和建议请反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心 （北京西城区白广 路二条一号， 100761）。 本标准为首次发布。DL / T 294.4 — 201X 1 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第4部分 灭磁容量的计算 1 范围 本标准规定了同步发电机（以下简称发电机）灭磁及转子过电压保护装置中灭磁容量的 计算原则和方法，它是灭磁电阻容量选择的依据。 本标准适用于单机容量为 10MW 及以上含阻尼绕组的凸极和隐极发电机灭磁容量的计算。 10MW 以下的发电机可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适 用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修 改单）适用于本文件。 DL/T 294.2 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第2部分：非线性电阻 DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 灭磁 De-excitation 指将发电机定子、转子中的磁场能量转移和消耗的过程，灭磁的方式主要包括：灭磁开 关灭磁、续流灭磁、逆变灭磁、线性灭磁、非线性灭磁、组合灭磁等。 3.4 灭磁容量 De-excitat ion capacity 指在灭磁过程中转移和消耗的能量，包含消耗在转子灭磁回路、阻尼绕组以及定子绕组 中的能量。 4 发电机转子灭磁回路容量的计算步骤和方法 4.1 灭磁仿真计算模型 4.1.1 发电机灭磁容量计算应采用图 1所示示意图。 DL / T 294.4 — 201X 2 图中， FB为磁场断路器， ZR为灭磁电阻， D为跨接器， G为发电机， iD、iQ分别为 d轴、 q轴等效阻 尼绕组电流， Ut为机端电压， XT为主变压器阻抗， Xl为线路阻抗， Us为系统电压 . 注：对线性电阻和碳化硅非线性电阻， D可为电子跨接器、磁场断路器常闭触头或机械开关；对氧化 锌非线性电阻， D为二极管； Z R可为线性电阻也可为非线性电阻。 图1 灭磁仿真计算示意图 4.1.2 电机模型至少应采用考虑 dq轴双阻尼绕组五阶模型 a) 五阶同步发电机派克方程中的磁链方程如下： 3 2 3 2 3 2dd d f f D D qq q Q Q f fd f f R D DD d R f D D QQ q Q QLi M i M i Li M i MiL iM i MiM iL i Mi L iψ ψ ψ ψ ψ  =− + + =− + =− + +  =− + +   =− + （1） b) 电压方程如下： ddq d qqd q ff f f DD D D QQ Q Qu p ri u p ri up r i up r i up r iψω ψ ψω ψ ψ ψ ψ=−− =+ −=+ =+  =+ （2） 其中： Ld，Lq，Lf分别为 d轴绕组、 q轴绕组、励磁绕组自感；下标 D、Q分别代表 d 轴、 q轴阻尼绕组， Mf为定子绕组与励磁绕组间互感变化幅值； MD为定子绕组与 d轴阻尼 绕组 D间互感变化幅值； MQ为定子绕组与 q轴阻尼绕组 Q间互感变化幅值； MR为励磁绕DL / T 294.4 — 201X 3 组与 d轴阻尼绕组 D间互感； if为励磁电流， rf为转子电阻， Lf为转子电感， p为微分算子。 c) 采用非线性电阻灭磁时转子电压方程为： 0ff f fpr i c iαψ++ = （3） 其中： α-对应非线性电阻灭磁，为非线性电阻系数； c-为非线性电阻位形系数； 采用线性电阻灭磁时转子电压方程为： 0ff f fpr i k iψ++ = （4） 其中： k-续流灭磁时 k=0；线性电阻时 k为电阻阻值。 4.2 灭磁仿真参数 4.2.1主机厂提供的发电机模型应包括表 1所列参数。 表1发电机模型应包括的参数 序号 名称 1 发电机额定定子电压 Ut 2 发电机额定定子电流 It 3 额定励磁电压 UfdN 4 额定励磁电流 IfdN 5 额定空载励磁电流 Ifd0 6 额定频率 fN 7 d轴同步电抗 xd（包括饱和 /不饱和值） 8 q轴同步电抗 xq（包括饱和 /不饱和值） 9 d轴暂态电抗 xd΄（包括饱和 /不饱和值） 10 q轴暂态电抗 xq΄（包括饱和 /不饱和值） 11 d轴次暂态暂态电抗 xd΄΄（包括饱和 /不饱和值） 12 q轴次暂态暂态电抗 xq΄΄（包括饱和 /不饱和值） 13 定子漏抗 xσ 14 定子开路转子时间常数 Td0΄ 15 d轴短路暂态时间常数 Td΄ 16 d轴短路次暂态暂态时间常数 Td΄΄ 17 q轴短路次暂态暂态时间常数 Tq΄΄ 18 定子电阻 r 19 励磁绕组电阻 rf（励磁绕组电阻值取 75℃时的电阻值） 20* 饱和系数 a 21* 饱和系数 b 22* 饱和系数 n *根据饱和曲线确定 DL / T 294.4 — 201X 4 4.2.2饱和系数 a、b、n计算方法 在发电机空载特性饱和段开始到 1.3倍额定电压均匀取 m（m>3）个点，根据空载特性 曲线和式（ 5）拟合确定 a、b、n，发电机饱和的模拟方法详见附录 A。 '' n fsqqIa E b E−=+ （5） 式中： Eq′-暂态电势的饱和值； If-s-励磁电流。 4.2.3非线性灭磁电阻参数 c、α应按下列方法计算 a) 根据灭磁电阻的串并联组数及氧化锌、碳化硅的非线性系数得到灭磁电阻参数 α； b) 根据最严重灭磁工况