摘要
特高压输电线用同步调相机具有无功补偿容量大、过载能力强的特点，是 特高压直流输电系统中重要的无功补偿元件。工程实践中，为了满足特高压直 流输电系统发生严重故障时的暂时无功需求，对影响同步调相机动态性能的关 键技术参数提出了具体要求。因此，研究同步调相机的暂态参数与数学模型对 保障电力系统的安全运行具有重要意义。本文以一台300MVar隐极同步调相机 为例，对其暂态参数与数学模型进行研究。 首先，针对同步调相机励磁绕组与阻尼绕组互漏抗难以计算的问题，提出 了一种励磁绕组与阻尼绕组互漏抗的计算方法，对暂态运行时同步调相机的励 磁绕组与阻尼绕组互漏抗进行了计算。针对同步调相机暂态运行时定、转子铁 心饱和以及阻尼效应对交、直轴暂态参数的影响，分别利用时域法和频域法对 同步调相机考虑定、转子铁心磁饱和与阻尼效应时的交、直轴暂态参数进行了 计算。并通过建立同步调相机交、直轴运算电抗的三阶模型，计算了同步调相 机的次-次暂态参数。进一步根据取出转子法和转子静止单相励磁法计算了同步 调相机的定子漏抗，为同步调相机数学模型的建立奠定了基础。 其次，针对同步调相机暂态运行时励磁绕组与阻尼绕组耦合效应较强的问 题，基于励磁绕组与阻尼绕组互漏抗的计算结果，建立了同步调相机考虑励磁 绕组与阻尼绕组互漏抗的二阶精确模型。推导了不同阻尼结构下同步调相机的 数学模型，建立了同步调相机数学模型的电路仿真模型。通过对建立的电路仿 真模型进行空载三相短路故障仿真，验证了同步调相机二阶精确模型励磁特性 的准确性，为分析电网中同步调相机的暂态无功特性奠定了基础。 最后，针对同步调相机暂态参数与数学模型对同步调相机暂态无功特性的 影响，建立了特高压直流输电系统的同步调相机机-网暂态仿真模型。通过改变 同步调相机并网点机端电压的幅值，分析了同步调相机处于欠励和过励状态下 的暂态无功特性，并基于同步调相机的参数辨识结果与数学模型分析了同步调 相机无功输出特性的影响因素。通过与实验结果进行对比，验证了同步调相机 机-网暂态仿真模型的准确性，为特高压输电系统中同步调相机的暂态无功特性 研究提供了理论依据。
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