谐波次数
5
7
11
13
17
19
23
25
谐波电流(A) 仿真值 119.5190 79.9521 50.6746 41.2459 28.3337 24.5506 17.6767 14.8737
计算值 129.5
92.5
58.9
49.8
38.1
34.1
28.1
25.9
整流式阻容保护仿真结果
自然换向角下
运行换向角下
u Lbdik / dt
仿真模型的有效性验证
• 励磁系统仿真模型 • 理论分析验证
– 励磁变压器模型的有效性验证
Z1k (%) 7.37
– 仿真波形与现场波形的对比分析 – 反相恢复电流仿真波形与理论波形的对比分析
• 现场运用的验证
– 仿真分析在重庆电力科学研究院直流融冰项目中的运 用
Hale Waihona Puke • 1、整流式有很好的抑 制效果但难以将过电压 抑制到50％以下。
• 2、抑制效果主要取决 于电容容量，但电容大 于一定值后，变化不明 显。
• 3、电阻起电荷泻放通
道的作用
图9
三角形及星型阻容保护仿真结果
图10 三角形仿真结果
图11 星型仿真结果
自然换向角与运行换向角 下的过电压波形
图12 自然换向角下过电压波形 图13 运行换向角下波形
• 组容装置抑制谐波的原理
• SCR谐波抑制仿真研究的可行性论证
图3－励磁系统仿真原理图
仿真波形与实测波形的对比分析
图4 仿真过电压波形
图5 实测过电压波形
反相恢复电流对比分析
图6 可控硅关断时的电流波形
ik1,ik3
If ik1
ik3
图7 仿真结果
t3 0 t1 t2 t4 t
融冰装置原理图及仿真结果
组容装置抑制谐波的原理
ZC

1
jC
ZL jL
I1（
I1
为基波电流有效值）
谐波使电网发生谐振的可能性大大增加（ 1/ LC ），使电气设备（旋转电机、
电容器、变压器等）运行不正常，增加附加损耗(铁损和铜损)，使设备温升过高， 降低绝缘强度，加速绝缘老化，并且可能引起谐波过电压。严重的谐波电压和谐 波电流能导致继电保护和自动控制设备的误动作，甚至损害设备。
– 仿真分析在三峡电站的应用
仿真结果及其分析
• 整流式
– 自然换向角下仿真结果 – 运行换向角下仿真结果
• 三角形及星型联结
SCR过电压及谐波抑制研究的展望
• 可控硅整流桥谐波的成分及危害
在直流电流连续的情况下，三相桥式整流电路交流侧电流包含 6k 1次特征谐波
电流，谐波电流有效值
In

1 n
容易导致误差 – 无法分析过电压参数变化的影响
• Saber仿真软件的优点及应用领域
励磁系统换向过电压产生的机理
图1 可控硅整流电路原理图
LB Ua Ub Uc
La k1 k3 k5
Lb
Lc
LQ
k4 k6 k2
图2 可控硅关断电流特性曲线
ik1,ik3
If ik1
ik3
t3 0 t1 t2 t4 t
主要内容
1. 本项目的意义 2. SCR励磁系统过电压产生的机理 3. 励磁系统仿真模型及其有效性验证 4. 仿真结果及其分析 5. SCR整流系统过电压及谐波抑制研究
的展望
本项目研究的意义
• 可控硅励磁系统在大型发电机励磁系统中得到了 广泛的运用，但换向过电压广泛存在
• 传统理论计算存在的缺陷
– 计算结果不够直观 – 忽略非自然换向角下，电压恢复过程中的充电效应，