两台80MVA发电机组的超同步调速装置研制

HL-2A装置环向场线圈是由两台80MVA飞轮脉冲发电机组通过整流设备共同为其供电的。环向场系统设计参数为最大环向磁场2．8T，最大线圈电流45kA，平顶时间3～5s。这就要求每台80M、A脉冲发电机一次脉冲放电释能至少达到500MJ。     

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介绍了三相无环流交交变频控制系统设计的控制原理及其DSP控制系统硬件和软件的具体设计,并给出了在搭建的主回路平台上进行整体调试的结果。在其DSP控制系统的驱动控制下,三相交交变频器能输出频率为0~15Hz电流和电压波形,电流无环流死区时间为1.2ms,调试结果显示所研制的DSP三相交交变频数字控制系统具有较高的控制精度和实时性。     

HL-2M 装置的 300MVA 发电机组保护装置

为保证 HL-2M 装置的 300MVA 立式发电机组的安全运行，需要对其设置保护装置。针对机组自身 特性，保护装置为发电机的多分支绕组采用了完全裂相横差保护、完全纵差保护和零序电流型横差保护。基于机 组脉冲工作模式，保护装置采用了快速频率跟踪算法实现频率变化时对发电机组的电压电流快速跟踪测量。实验 证明该保护装置满足机组的安全运行要求。      

HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组电气制动系统研究

为给 HL-2M 装置 300MVA 脉冲发电机组频繁启停和重大故障时快速停机提供保障，发电机组电气 制动系统采取电气制动和机械制动相结合的运行方式。介绍了 300MVA 脉冲机组电气制动的特殊性，对六相脉冲 同步发电机组电气制动进行了理论分析，确定了电气制动的主回路和控制方案。基于经验证的发电机模型，对正 常工况和极端工况下机组电气制动过程进行了动态模拟，确定了主要设计参数，制动励磁电压和制动电阻分别为 40V 和 0.1Ω。      

基于DSP的三相无环流交交变频控制系统研制

介绍了三相无环流交交变频控制系统设计的控制原理及其DSP控制系统硬件和软件的具体设计,并给出了在搭建的主回路平台上进行整体调试的结果。在其DSP控制系统的驱动控制下,三相交交变频器能输出频率为0~15Hz电流和电压波形,电流无环流死区时间为1.2ms,调试结果显示所研制的DSP三相交交变频数字控制系统具有较高的控制精度和实时性。     

300MVA 脉冲发电机组滑差调节起动装置的设计及研制

300MVA 脉冲发电机是中国 HL-2M 装置的主要供电电源,为了能够满足放电要求,对脉冲发电机 组的起动装置滑差调节器进行了研究。基于绕线异步电动机的电气特性,采用电动机转子外接液体电阻的的方式 起动机组。计算了在采用不同电流起动时液体电阻的大小以及起动时间,计算了电阻碱液流量及容量以及冷却水 流量。根据恒电流起动方式提出了控制策略。确定了滑差调节器的液阻大小、碱液箱容积、碱液流量以及冷却水 流量。对三相液体电阻值进行了测量及调整,以确保机组起动时电动机电流波动很小。调试结果表明,设计的滑 差调节装置是可行的,可以为大功率高压电动机滑差调节装置的设计提供参考。     

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为了满足HL-2A环向磁场的要求,成功研制了两套2500kW感应拖动电机的超同步调速装置。基于交-交变频器,通过对每套2500kW拖动电机采用双馈电机矢量控制技术进行调速后,将两台80MVA机组的最高转速由以前的额定转速1488rpm提高到了1650rpm,每台机组的一次脉冲释能达到500MJ,使HL-2A装置具备了环向磁场达2.8T的能力。     

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采用增量式PID控制算法和基于FPGA的相移数字触发器组成的励磁反馈控制系统实现对HL-2A装置脉冲发电机输出的控制,并通过基于西门子PLC构成的逻辑控制系统保护励磁系统的安全。实际运行结果表明,该励磁控制系统具有控制精度高、运行稳定可靠的优点。