电网电压不平衡时的DFIG运行

yyklrsh

大家好，现在工作中遇到一个问题还向大家请教：
在GB15543中规定的电网负序电压正常运行时不平衡度<=2%，但某客户要求电网负序电压正常运行时不平衡度要<=3%。想请问：
1，IEC标准是怎样规定的？（我未找到）
2，电网负序电压不平衡对发电机有怎样的影响？（我网上查的是对温升和电机振动的影响）
3，客户要求此值目的是什么？
4，如在风机正常运行中电网负序电压不平衡度超过了此值，风电机组（发电机）会进行怎样的动作保护？
5，如需要达到客户的要求值（<=3%），需对电机进行怎样的设计？
在这先谢谢大牛们了！

yyklrsh

真诚期待大牛们的指教

标准答案

1，IEC标准是怎样规定的？（我未找到）
答:俺手头上也没有IEC标准，不过我想，现在都和国际接轨，国家标准大多都等同或等效采用IEC标准，我想这个标准想必也会和IEC标准规定相同吧？我不确定，你可以到标准情报所去查一下。
2，电网负序电压不平衡对发电机有怎样的影响？（我网上查的是对温升和电机振动的影响）
答：对双馈风力发电机组来讲，电网负序电压不平衡不仅对发电机，更重要的是对转子变频器的影响会更大！电网负序电压不平衡对发电机的影响除了你查到的对温升和电机振动的影响，更重要的是转子上可能产生严重的电压不平衡和过电压！试想，正序的电压对应电机气隙中的正转磁场，而负序电压则对应气隙中的反转磁场，电机正常运行时，由于转子正向旋转，对正转磁场转差较小（约20~30%），因此尽管双馈电机的转子堵转开口电压很高，但运行时转子电压并不是很高，但对反转磁场而言，转子的转差则很大（约170~230%），这样本来双馈电机的转子堵转开口电压就很高，对负序来讲相当于反转，则在转子上会产生很高的负序电压，此负序电压与正序电压叠加后可能会产生极高的转子某相电压，这种现象我们可以称为双馈转子的负序和零序放大作用（同样的正序和负序定子电压，在转子上产生的负序电压会是正序的约10倍），这种高压会对电机的绝缘以及变频器的绝缘和器件是一个严重的威胁，特别是变频器！导致变频器上电力电子器件的耐压要求提高，母线电压增高，转子三相电流严重不平衡等。这和低电压穿越是一个性质的问题。
3，客户要求此值目的是什么？
答：因为电网出现三相电压不平衡是一种常见的故障现象，负载的不平衡、故障等均会导致电网出现三相电压不平衡，因此电网三相电压不平衡是绝对的，是长期存在且不可避免的，这样就要求并网的各设备必须能够承受一定的电网不平衡，客户要求此值目的就是要让你的发电机在此不平衡度的条件下能正常运行，不脱网，不过对双馈电机而言，由于转子的放大作用，在满足不平衡标准方面会更加困难，特别是变频器。
4，如在风机正常运行中电网负序电压不平衡度超过了此值，风电机组（发电机）会进行怎样的动作保护？
答：机组应该和低电压穿越一样，在一定的不平衡范围及持续时间内正常运行，超过一定范围，机组应该迅速脱网。
5，如需要达到客户的要求值（<=3%），需对电机进行怎样的设计？
答：要达到客户的要求值（<=3%），电机需要在绝缘方面进行特殊设计，温升应该留更大的余量，我认为电机的承受能力是小事，变频器会更麻烦！另外个人认为这种要求属于无理要求，有些客户认为要求越高越好，岂不知这样会带来极大的成本增加，别看这个指标只增加这么1%，那成本可差多了，而且没有这个必要。

yyklrsh

谢谢标准答案的耐心讲解，学习了，也希望对这方面不了解的童鞋们看此贴增长知识。谢谢大家啦！

normahxh_002

长见识了，标哥讲的真好

ttggpp

长见识了,谢谢

qiudk2008

学习了，谢谢。

tech4

回复 3# 标准答案
这个解答确实比较耐心.
向你学习.

lcx520

讲得真好！谢谢！

mdjhny

回复 3# 标准答案

很详细，向技术大牛看齐

aser

我来补充一下影响：
a.温升
电机在不平衡电压运行时，电流和电压的负序分量会引起定子损耗增加，定子绕组的温升辉明显增加
转子损耗的增加程度会因为电流的挤流效应而增加
b.转矩
最大转矩 起动转矩 都会减小。当不平衡度到5%时，振荡转矩的峰值在额定转矩25%范围。
c.电流
不平衡电压的正序分量会在电机气隙中产生一个与转子选择相反的磁场，即使电压负序分量很小它都会引起流过绕组的电流比电压平衡时电流大很多。流过转子（鼠笼型）的电流频率是额定频率的2倍，因此会产生挤流现象，导致损耗增加。
PS。理论计算电流的不平衡度约为电压不平衡度的6-10倍（但是在堵转时，堵转电流不平衡度和电压不平衡度一样，但功率增加至很小）
d.滑差（针对电动机）
转差率会因为转子附加损耗增加而增加，也极转速会略微下降。

如果硬要在这种工况也允许，可以考虑电机降容使用：
大致是 2%平衡度时，电机降容5%
3%，降10%，到5%时，降低25%

供参考。。。。

yyklrsh

再次感谢标准答案和aser的解答

comen

iec的标准，确实没找到，不过国标都是有2%

不平衡主要是对于变频器影响较大，电机本身的振动基本忽略了……但长时间还是不成的

smallmine

值得关注的问题，学习一下

apollo606

学习了，电网故障的过程中，发电机与变流器的瞬态过程还是值得研究的

zhengpai

回复 3# 标准答案

讲的很好！有个问题我不明白，就是负序产生反向的磁场！这怎么解释！能不能帮忙普及下知识！

标准答案

回复 16# zhengpai

呵呵，这个应该很好理解，所谓负序就是和正序的相序相反，如果正序的相序是A——B——C那么负序就是A——C——B，我们都知道交流电机的转向与相序有密切关系，相序相反表示旋转磁场的转向相反，相当于把电源线掉换了两个线头，当然就产生反向的磁场了！

yyklrsh

亦可参考：GB 22713-2008-T   (IEC60034-26)不平衡电压对三相笼型感应电动机性能的影响

zguanf2010

讲的太好了，很久不来我们的论坛了，收获真大，谢谢几位楼主的详细解答。

axong

回复 3# 标准答案


    我刚接触DFIG，是进行校正装置方面研究的，很多东西都不是很懂，觉得你讲解的很好，以后有问题希望你能多多指教，谢谢啦
另外，为什么转差s越大，转子电压越高，希望能给一下转差s与转子电压的关系式