湖南湘电动力有限公司 411101
摘要：异步发电机并网时，对电网的冲击是不可避免的，本文将对异步发电机的并网冲击电流及机理的研究，寻求异步发电机并网过程中电流产生机理进行详细讨论。
关键词：笼型异步发电机、并网冲击电流、等效电路
笼型异步发电机并网时，一般需要经过几个步骤：一是利用电动机工况确定该电机相序与电机转向的关系；二是将发电机与原动机进行对耦，按照确定的发电机转向去驱动原动机，按照相序对应关系连接好并网线路；三是驱动原动机及同步转速后，合上并网开关，在并网开关合上的一瞬间，由于磁链守恒，会产生一个突变的电流，这就是我们常说的并网冲击电流。
由异步电机的等效电路图可知，异步电机主要由定子定子电阻、定子漏抗、转子电阻、转子漏抗、励磁电阻、励磁电抗组成，根据频率和绕组归算后，可将归算后的转子电阻分为和，由此可以看出，当电机处于静止态时，转差率S接近于1，趋近于无穷小，那么转子相当于短路，类似于变压器原边与电源相连，副边绕组短路，故电机在并网的过程中将会产生巨大的冲击电流，造成电机严重损坏，当电机接近同步转速时，转差率S接近于0，趋近于无穷大，那么转子相当于开路，近似与变压器原边与电网连接，副边开路，这时，在确认电机转向、转速和相序一致的情况下，合上并网开关，这时发电机的状态相当于空载变压器合闸，所以说，并网开关合闸瞬间，会发生一次电流瞬时的冲击，经过一个瞬变过程，然后达到一个稳定状态。这个冲击性合闸电流往往可达额定电流的6-8倍。在发电机定子并入电网前，如下图1所示，按电动势平衡原理和磁链守恒定律，可列出下列微分方程式。
图1 同步转速下异步发电机并网等效模型
………⑴
式中：——合闸瞬间电网电压的相位角；
——定子绕组并网合闸电流；
——定子绕组的匝数；
——定子绕组与转子交链的磁通量；
忽略电机定子绕组的压降，在分析瞬变过程的初始阶段往往可忽略，最终可得磁链方程为：
= …⑵
由式⑵可知，在并网开关合闸的瞬变过程中，非周期分量和周期分量。故可根据磁通量的瞬时值，利用磁化曲线，可以求出对应合闸电流的瞬态值，该瞬态值可达正常空载电流的几十倍，甚至百余倍，也就是额定电流的6-8倍。而且定子电路中的励磁电流滞后于外加电压的相位差接近于90°的电角度，功率因数是滞后的。而且比较低，若电网功率较小，直接全压并网，将会极大的拉低电网电压，严重同电网设备的使用。
综上所述，使用异步发电机进行直接并网试验时，首先应考虑电网容量，明确电机的转向及相序，确保电机相序与电网一致，确定电机转速是否在同步转速。
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