異步發電機并網沖擊電流產生機理研究

潘文

摘 要：并網沖擊的危害是顯而易見的。比如在風力發電中，并網沖擊嚴重時不僅引起電力系統電壓的大幅度下降，并且可能對發電機和機械部件（塔架、槳葉、增速器等）造成損壞。如果并網沖擊時間持續過長，還可能使系統瓦解或威脅其他掛網機組的正常運行。因此，采用合理的并網技術是一個不可忽視的問題。對異步發電機并網沖擊電流產生機理的研究是我們尋找解決方法的基礎，本文將對異步發電機并網沖擊電流產生機理做詳細討論。

關鍵詞：異步發電機 并網沖擊 磁鏈

中圖分類號：TM306 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0106-02

異步發電機的兩種運行方式中，單機自激運行供電質量很差；作為電能利用的最有效方式，并網運行成為這些年來的研究重點。異步發電機并網的主要問題一個是須從電網吸收勵磁無功，加重了電網的無功負擔，使電網電能質量惡化。另一個是異步發電機直接并網會產生很大的沖擊電流，可能導致接入電網電壓的大幅下降，而且還會對發電機組各部件造成損壞。更為嚴重的是，長時間的并網沖擊，甚至還會造成電力系統的解列以及威脅其他發電機組的正常運行。并網沖擊電流到底是如何產生的呢？

我們知道，異步發電機正常運行時，定、轉子繞組中存在一定的磁鏈。在并網的瞬間，磁鏈是不能突變的。按照磁鏈守恒原理[1]，我們可以對并網沖擊電流的大小進行分析。

式中取標幺值。

由并網過程可知，當異步發電機并入電網前已接近同步速旋轉，并網后轉子電勢達穩態值的速度是很快的，所以定轉子電流很快達到穩態值。并網沖擊過程的長短與并網時電機的轉速及機組慣性時間常數有關，但對同一臺電機而言，異步發電機的并網沖擊過程遠小于其作電動機的起動過程。

關于并網沖擊電流的一些結論：（1）當異步發電機在同步轉速附近并網時，其并網過程最短，與其機端短路的暫態過程相近，遠小于其電動機狀態的起動過程；（2）并網沖擊電流的倍數的容許值可大于電動機起動電流倍數的容許值；（3）并網沖擊電流倍數小于突然三相機端短路沖擊電流的倍數。他們都與電機的相同暫態參數有關。

本文通過對異步發電機并網沖擊電流產生機理進行詳細研究，得出一些關于并網沖擊電流的結論，為采用合理的并網技術提供理論依據。

參考文獻

[1] 馬昕霞，宋明中，李永光.風力發電并網技術及其對電能質量的影響[J].上海電力學院學報，2006，22（3）：283-286.