船舶电气设备及系统课件_12第十二章发电机调节

1、第十二章第十二章 船舶同步发电机船舶同步发电机的自动调节装置的自动调节装置 12-112-1.同步发电机电压的自动调节同步发电机电压的自动调节 12-212-2.不可控相复励恒压原理不可控相复励恒压原理 12-312-3.晶闸管（可控硅）自动励磁装置晶闸管（可控硅）自动励磁装置 12-412-4.可控相复励恒压原理可控相复励恒压原理 12-512-5.无刷同步发电机恒压系统无刷同步发电机恒压系统 12-612-6.并联运行同步发电机无功自动分配并联运行同步发电机无功自动分配 12-712-7.调速器特性与并联有功分配调速器特性与并联有功分配 12-812-8.自动调频调载原理自动调频调载原理

2、12-912-9.自动分级卸载及自动增减机组自动分级卸载及自动增减机组 学习第十二章应该注意的点学习第十二章应该注意的点第十二章学习应注意的几个问题：第十二章学习应注意的几个问题： 1. 影响同步发电机电压因素，影响同步发电机电压因素，规范规范对船舶发电机对船舶发电机电压的规定，自动调压装置的调节原理类型、特点；电压的规定，自动调压装置的调节原理类型、特点； 2. 不可控相和可控相复励恒压的原理；不可控相和可控相复励恒压的原理； 3. 发电机无功功率分配的基本原理、要求，均压线的发电机无功功率分配的基本原理、要求，均压线的作用；作用； 4. 柴油发电机组有功功率分配、要求；柴油发电机组有功功率

3、分配、要求； 5. 自动调频调载装置、自动分级卸载装置的功能和工自动调频调载装置、自动分级卸载装置的功能和工作过程；作过程； 本章主要是原理性的概念不要求计算。本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点：相对比较难的点： 1. 相复励的工作原理；相复励的工作原理；2.无功功率分配与调压器特性无功功率分配与调压器特性的关系和有功功率分配与调速器特性的关系。的关系和有功功率分配与调速器特性的关系。12-1.同步发电机电压的自动调节同步发电机电压的自动调节本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.自动调压装置的功能：自动调压装置的功能： 主要掌握功能、主要掌握功能、规范规范具体要求

4、。具体要求。 2.2.自动调压装置的分类：自动调压装置的分类： 两种分类方法两种分类方法 主要掌握各类的特点主要掌握各类的特点 影响电压因素：影响电压因素：电枢反应、内阻压降。电枢反应、内阻压降。需恒压。需恒压。 主要功能主要功能：. .自励起压；自励起压；. .满足静态电压调整；满足静态电压调整；. .满足动态电压调整；满足动态电压调整；. .强行励磁；强行励磁；. .合理分配无功。合理分配无功。 规范调整要求：规范调整要求：. .静态电压：主发电机静态电压：主发电机2.5%2.5%；应急发电机；应急发电机3.5%3.5%。. .动态电压：突加动态电压：突加/ /减减50%50%额定电流及功

5、率因数不超过额定电流及功率因数不超过0.40.4（滞后）对称负载时，动态电压变化率应（滞后）对称负载时，动态电压变化率应15%15%，恢复时，恢复时间间1.51.5秒。秒。 强行励磁：强行励磁：电压突然大降时，使励磁电流升至最大。电压突然大降时，使励磁电流升至最大。目的：目的：. .保证系统运行；保证系统运行；. .选择性保护装置准确动作。选择性保护装置准确动作。 合理分配无功：合理分配无功：保证并联运行发电机能最大限度地发保证并联运行发电机能最大限度地发挥其功效（不会一台过载，另一台仍有很大的余量）。挥其功效（不会一台过载，另一台仍有很大的余量）。一、一、自动调压装置的功能自动调压装置的功能

6、 分类方法：分类方法：通常通常3 3种：种：. .按直流励磁电流获取方式分；按直流励磁电流获取方式分；. .按自动调压作用原理分；按自动调压作用原理分；. .按励磁装置组成元件分。按励磁装置组成元件分。 按励磁电流分：按励磁电流分：1.1.直流励磁机他励；直流励磁机他励；2.2.静止自励（不是静止自励（不是旋转的，大功率半导体整流元件，有刷同步发电机）；旋转的，大功率半导体整流元件，有刷同步发电机）；3.3.交交流励磁机他励（无刷同步发电机）。流励磁机他励（无刷同步发电机）。 按调压作用分：按调压作用分：1.1.按电压偏差调节。静态精度高、动态按电压偏差调节。静态精度高、动态特性差；特性差；2

7、.2.按负载扰动调节。动态性能好、及时，静态精度按负载扰动调节。动态性能好、及时，静态精度较差、精度低；较差、精度低；3.3.复合调节（按负载扰动为基础，同时采用复合调节（按负载扰动为基础，同时采用AVRAVR按电压偏差）。动静态性能都较好，结合两者优点。按电压偏差）。动静态性能都较好，结合两者优点。 按装置元件分：按装置元件分：1.1.相复励；相复励；2.2.三次谐波励磁；三次谐波励磁；3.3.晶闸管晶闸管励磁。励磁。 这部分注意这部分注意各自特点各自特点。 第一节要点第一节要点：功能（具体含义，规范要求）；分类：功能（具体含义，规范要求）；分类（方法和特点）。（方法和特点）。 二、二、自动

8、调压装置的分类自动调压装置的分类12-2.不可控相复励恒压原理不可控相复励恒压原理本节主要内容有五个部分本节主要内容有五个部分 1.1.相复励自励恒压装置；相复励自励恒压装置； 2.2.电流叠加相复励自励恒压装置；电流叠加相复励自励恒压装置； 3.3.电磁叠加相复励自励恒压装置；电磁叠加相复励自励恒压装置； 4.4.交流侧电势叠加相复励自励恒压装置；交流侧电势叠加相复励自励恒压装置； 5.5.相复励装置的起压和参数调整。相复励装置的起压和参数调整。 主要掌握相复励自励恒压装置的原理和各种相主要掌握相复励自励恒压装置的原理和各种相复励各自的特点。复励各自的特点。 相复励：相复励：既反映既反映电流

9、电流的大小，也能反映电流相位的（同的大小，也能反映电流相位的（同步发电机）励磁电路称为相位复励线路，简称相复励线路。步发电机）励磁电路称为相位复励线路，简称相复励线路。 发电机输出电压变化原因：发电机输出电压变化原因：1.输出电流大小变化（电枢输出电流大小变化（电枢反应程度变化）；反应程度变化）；2.输出电流相位变化（电枢反应性质、或输出电流相位变化（电枢反应性质、或分量变化）分量变化） 。 恒压的方法：恒压的方法：励磁电流根据输出电流的大小和相位的变励磁电流根据输出电流的大小和相位的变化进行相应的调整、控制。化进行相应的调整、控制。 特点：特点：. .动态性能优良，能在恶劣环境下可靠工作；动

10、态性能优良，能在恶劣环境下可靠工作；. .静态精度较差（由于同步发电机的调节特性非线性，相静态精度较差（由于同步发电机的调节特性非线性，相复励线路不能完全准确按调节特性来调节励磁。复励线路不能完全准确按调节特性来调节励磁。相复励尤相复励尤其是不可控相复励线路的静态精度较差）。其是不可控相复励线路的静态精度较差）。 类型：类型：较多，通常可归纳为三种方式：较多，通常可归纳为三种方式： . .按按电流电流叠加叠加；. .电磁叠加电磁叠加；. .按电势叠加按电势叠加。一、一、相复励自励恒压装置相复励自励恒压装置二、二、电流叠加相复励自励恒压装置电流叠加相复励自励恒压装置 对称三相电对称三相电流叠加相

11、复励线流叠加相复励线路是最典型的线路是最典型的线路，其等效电路路，其等效电路、励磁电流解析、励磁电流解析式和相量图等分式和相量图等分析结果也适合其析结果也适合其它线路。它线路。电流叠加相复励线路电流叠加相复励线路等效电路等效电路 等效电路等效电路：单线图单线图电容电容C1C2C3起压用，谐振电容。起压用，谐振电容。 其它线路都省略。其它线路都省略。组成原理：组成原理：图图12-2-112-2-1 电流互感器电流互感器CTCT测量输测量输出电流大小，输出电压经出电流大小，输出电压经电抗器电抗器x x移相移相9090后，再后，再进行电流叠加，经过整流进行电流叠加，经过整流后得到直流励磁电流。后得到

12、直流励磁电流。 励磁电流大小分析：励磁电流大小分析：复励线路单线图如图复励线路单线图如图12-2-212-2-2。 将励磁回路直流电阻等效到交流侧（用三相电阻代替将励磁回路直流电阻等效到交流侧（用三相电阻代替实际直流电阻），可得一相等效电路（图实际直流电阻），可得一相等效电路（图12-2-312-2-3）。由电）。由电路定律，且路定律，且RxRx，励磁电流表达式（励磁电流表达式（12-2-1/212-2-1/2）为：）为：等效电路等效电路 原理分析原理分析 电流分量称为复励分量；电电流分量称为复励分量；电压分量称为空载分量。压分量称为空载分量。i iv vf fI II II Ij jx xU

13、 Uj jx xR Rx xI Ij jj jx xR RU UI I 补偿原理补偿原理复励原理：复励原理： 1.1.电流大小变化、相位电流大小变化、相位（滞后）不变时，根据调节（滞后）不变时，根据调节特性，滞后的电流增加，电特性，滞后的电流增加，电枢反应的去磁作用增强，要枢反应的去磁作用增强，要保持电压不变，应增大励磁保持电压不变，应增大励磁电流。由相量图分析可知，电流。由相量图分析可知，相复励线路满足这一要求。相复励线路满足这一要求。 2.2.电流大小不变、相位电流大小不变、相位更加滞后时，相复励线路也更加滞后时，相复励线路也将使励磁电流增大。将使励磁电流增大。电压分量移相电压分量移相90

14、90，才使总励磁电流适应无功电流变化。，才使总励磁电流适应无功电流变化。 移相电抗器的作用：移相电抗器的作用：是使电压移相是使电压移相9090。否则，。否则，电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足励磁电流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化励磁电流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用），而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用），也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补偿）。偿）。 移相电抗器的结构：移相电抗器的结构：带气隙的铁心线圈。带气隙

15、的铁心线圈。 铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才能有足够的控制精度。能有足够的控制精度。 移相电抗器移相电抗器三、三、电磁叠加相复励自励恒压装置电磁叠加相复励自励恒压装置 根据变压器的磁势关系，根据变压器的磁势关系，可得到平衡方程式：可得到平衡方程式： 即：即： 。 调节由变压器的匝数，可调节由变压器的匝数，可获得比电流叠加相复励更好的获得比电流叠加相复励更好的复励恒压特性。复励恒压特性。 电磁叠加是在磁路中的叠电磁叠加是在磁路中的叠加，但其大小

16、和相量关系与在加，但其大小和相量关系与在电路中叠加是一样的。电路中叠加是一样的。2 23 31 1N NI IN NI IN NI Ifiv 2 23 32 21 1/N/NN NI I/N/NN NI II Iivf 电势叠电势叠加，电流互加，电流互感器与电抗感器与电抗并联，则合并联，则合成电势移相成电势移相9090。四、四、交流侧电势叠加相复励自励恒压装置交流侧电势叠加相复励自励恒压装置 移相后的电流互感器电势信号再与电压移相后的电流互感器电势信号再与电压检测信号串联（叠加）。检测信号串联（叠加）。 起压：起压：自励靠很小剩磁电压，为了克自励靠很小剩磁电压，为了克服二极管死区，采用谐振电容

17、。服二极管死区，采用谐振电容。 调整：调整： 1.1.空载偏差空载偏差：调节移相电抗器的气隙：调节移相电抗器的气隙或匝数；或匝数； 2.2.满载偏差满载偏差：调节电流互感器匝数或：调节电流互感器匝数或三绕组变压器电流线圈匝数。三绕组变压器电流线圈匝数。第二节要点第二节要点：不可控相复励种类和原理；自励：不可控相复励种类和原理；自励起压方法；参数调节。起压方法；参数调节。 五、五、相复励装置的起压和参数调整相复励装置的起压和参数调整12-3.晶闸管（可控硅）晶闸管（可控硅）自动励磁装置自动励磁装置本节主要内容有四个部分本节主要内容有四个部分 1.1.测量比较电路；测量比较电路； 2.2.移相触发

18、电路；移相触发电路； 3.3.可控整流主电路；可控整流主电路； 4.4.保护和起励电路。保护和起励电路。 主要掌握晶闸管自励恒压装置的组成、原主要掌握晶闸管自励恒压装置的组成、原理和特点。理和特点。特点：特点： 1.1.优点：优点：动态性能好动态性能好( (惯性小、体小重轻、成惯性小、体小重轻、成本低、易系列本低、易系列) )； 2.2.缺点：缺点： 产生干扰，强励能力差，元件产生干扰，强励能力差，元件抗抗“过流、压过流、压”能力差。能力差。 组成：组成：测量比较、移相触发、可控整流、保测量比较、移相触发、可控整流、保护起励护起励 四部分电路。四部分电路。 原理：原理：测量偏差，控制晶闸管导通

19、角和励磁测量偏差，控制晶闸管导通角和励磁电流，控制主发电机电压。电流，控制主发电机电压。 晶闸管自励恒压装置概述晶闸管自励恒压装置概述一、一、测量比较电路测量比较电路 测量电路测量电路 作用：作用：测量发电机电压，测量发电机电压，要求有较高的灵敏度、稳定性要求有较高的灵敏度、稳定性和线性度、动态性能。和线性度、动态性能。 电路：电路：单相、三相测量整单相、三相测量整流和三相测量六相整流。流和三相测量六相整流。 视具体要求定。视具体要求定。 单相性能较差：单相性能较差：若要求准若要求准确，则需要较强滤波，从而影确，则需要较强滤波，从而影响动态性能。三相测量六相整流性能最好，但用元件响动态性能。三

20、相测量六相整流性能最好，但用元件多。多。 比较电路比较电路 作用：作用：把测量整流电路输出电压与基准把测量整流电路输出电压与基准电压比较，得到一个反映发电机电压偏差的电压比较，得到一个反映发电机电压偏差的直流电压信号。直流电压信号。 比较比较电路的特电路的特性：性：先正先正反馈，后反馈，后负反馈。负反馈。（图图12-3-2 12-3-2 ） 与一般可控整流同，有：单相半波、桥式，三相桥式等。与一般可控整流同，有：单相半波、桥式，三相桥式等。 保护电路：保护电路：对元件保护，通常有阻容保对元件保护，通常有阻容保护、快熔保护等。护、快熔保护等。 起励电路：起励电路：剩磁电压低不能触发，用图剩磁电压

21、低不能触发，用图12-3-312-3-3触发。若无剩磁则还有触发。若无剩磁则还有“充磁充磁”电路。电路。第三节要点第三节要点：晶闸管自动励磁装置（：晶闸管自动励磁装置（组成，特点）；各电路的作用。组成，特点）；各电路的作用。 二、二、移相触发电路移相触发电路三、三、可控整流主电路可控整流主电路四、四、保护和起励电路保护和起励电路 在各种励磁调节装置中，触发器形式多样，主要有：单结在各种励磁调节装置中，触发器形式多样，主要有：单结晶体管、单稳态、三极管、阻塞振荡器等触发器。晶体管、单稳态、三极管、阻塞振荡器等触发器。12-4.可控相复励恒压原理可控相复励恒压原理本节主要内容有五个部分本节主要内容

22、有五个部分 1.1.可控相复励变压器式可控相复励装置；可控相复励变压器式可控相复励装置； 2.2.可控移相电抗器式可控相复励装置；可控移相电抗器式可控相复励装置； 3.3.可控电抗器分流的可控相复励装置；可控电抗器分流的可控相复励装置； 4.4.交流侧晶闸管分流的可控相复励装置；交流侧晶闸管分流的可控相复励装置； 5.5.直流侧晶闸管分流的可控相复励装置。直流侧晶闸管分流的可控相复励装置。 本节主要掌握各种可控相复励装置的本节主要掌握各种可控相复励装置的“可控可控原理原理”，即通过什么实现，即通过什么实现“可控可控”。 不可控相复励精度不高，采用复合式励磁装置即为可控不可控相复励精度不高，采用

23、复合式励磁装置即为可控相复励。相复励。基本励磁：基本励磁：相复励，相复励，辅助励磁：辅助励磁：可控。可控。 组成：组成：基本励磁：基本励磁：“电磁叠加电磁叠加”；可控：；可控：AVRAVR控制控制“直流直流磁化绕组磁化绕组”。 可改变输出绕组。可改变输出绕组。 直流磁化绕组直流电流可改变磁直流磁化绕组直流电流可改变磁路磁导率，使交流绕组电抗改变，从路磁导率，使交流绕组电抗改变，从而改变相复励变压器输出电流。（磁而改变相复励变压器输出电流。（磁放大器原理）放大器原理）单线原理图单线原理图磁放大器磁放大器一、一、可控相复励变压器式可控相复励装置可控相复励变压器式可控相复励装置等效电路图等效电路图第

24、四节要点第四节要点：可控相复励装置的组成、原：可控相复励装置的组成、原理和特点；实现方法（几种）。理和特点；实现方法（几种）。 其它可控相复励装置其它可控相复励装置 电流叠加；电流叠加；AVRAVR控制移相电抗器饱和程度，改变控制移相电抗器饱和程度，改变电抗值。用调节相复励空载分量消除偏差。电抗值。用调节相复励空载分量消除偏差。电流叠加；电流叠加；AVRAVR控制分流，也是调节空载分量。控制分流，也是调节空载分量。电流叠加；电流叠加；AVRAVR控制分流，也是调节空载分量。控制分流，也是调节空载分量。可控电抗器分流的可控相复励装置：可控电抗器分流的可控相复励装置： 可控移相电抗器式可控相复励装

25、置：可控移相电抗器式可控相复励装置： 直流侧晶闸管分流的可控相复励装置：直流侧晶闸管分流的可控相复励装置：交流侧晶闸管分流的可控相复励装置：交流侧晶闸管分流的可控相复励装置：电流叠加；电流叠加；AVRAVR控制直流侧分流，直接调节励磁。控制直流侧分流，直接调节励磁。12-5.无刷同步发电机恒压系统无刷同步发电机恒压系统本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.恒压原理；恒压原理； 2.2.无功功率的自动调整。无功功率的自动调整。 无刷同步发电机的结构：两台同步发电无刷同步发电机的结构：两台同步发电机同轴安装，一台主发电机为转极式，一台机同轴安装，一台主发电机为转极式，一台励磁机为转

26、枢式。图励磁机为转枢式。图12-5-112-5-1是其一种励磁系是其一种励磁系统原理图。统原理图。 励磁机：励磁机：两个励两个励磁绕组，主磁通为这磁绕组，主磁通为这两个绕组共同产生。两个绕组共同产生。 基本励磁：基本励磁：电流电流叠加相复励（励磁绕叠加相复励（励磁绕组组F1F1），辅助励磁通），辅助励磁通过过AVRAVR提供（励磁绕提供（励磁绕组组F2F2）。）。单线原理图单线原理图AVRAVR原理框图原理框图 图图12-5-212-5-2为为AVRAVR的框图，的框图，AVRAVR根据检测的发电机实际电根据检测的发电机实际电压与给定电压比较，得到电压偏差信号的大小和方向，然压与给定电压比较，

27、得到电压偏差信号的大小和方向，然后向励磁绕组后向励磁绕组F2F2提供辅助励磁电流以消除电压偏差。提供辅助励磁电流以消除电压偏差。一、一、恒压原理恒压原理 无功自动调整由图无功自动调整由图12-5-312-5-3完成。完成。单机运行时，差动电流互感器单机运行时，差动电流互感器DCTDCT绕组绕组B B被另一主开关常闭触头短接，无功自被另一主开关常闭触头短接，无功自动调整不起作用。并联运行时，若无动调整不起作用。并联运行时，若无功分配不均匀，则两台发电机电压不功分配不均匀，则两台发电机电压不相等，两机之间将产生无功环流，两相等，两机之间将产生无功环流，两B B绕组产生电势大小相等、方向相反，绕组产

28、生电势大小相等、方向相反，没有电流流过。两个没有电流流过。两个A A绕组产生均压电绕组产生均压电势也大小相等、方向相反，使两台机势也大小相等、方向相反，使两台机AVRAVR向相反方向调节，直至两台机电压向相反方向调节，直至两台机电压相等，无功功率均匀分配。相等，无功功率均匀分配。 无功均分时，两无功均分时，两B B绕组串联短接，绕组串联短接，A A绕组无均压电势。绕组无均压电势。第五节要点第五节要点：系统的组成；恒压原理；均压。：系统的组成；恒压原理；均压。 二、二、无功功率的自动调整无功功率的自动调整12-6.并联运行同步发电机并联运行同步发电机无功自动分配无功自动分配本节主要内容有三个部分

29、本节主要内容有三个部分 1.1.无功功率分配的基本原理；无功功率分配的基本原理； 2.2.均压连接；均压连接； 3.3.调差装置。调差装置。 无功分配不均危害：无功分配不均危害：铜损增加、效率下降、并联稳定铜损增加、效率下降、并联稳定性下降（一台易过载保护，从而都跳闸）。性下降（一台易过载保护，从而都跳闸）。 规范规范规定：规定：当负载在总额定功率当负载在总额定功率2020100%100%范围变化范围变化时，应能稳定运行。功率分配误差应符合：实际承担无功时，应能稳定运行。功率分配误差应符合：实际承担无功功率与按额定功率分配比例的计算值之差，应不超过最大功率与按额定功率分配比例的计算值之差，应不

30、超过最大发电机额定无功的发电机额定无功的10%10%。无差特性无差特性有差特性有差特性 调节：调节：通过调节发电机的励磁电通过调节发电机的励磁电流达到无功功率的调节。为了维持电流达到无功功率的调节。为了维持电网电压不变，应该两台同时反方向调网电压不变，应该两台同时反方向调节。分配与调压器特性有关。节。分配与调压器特性有关。 调压特性：调压特性：调压器特性有两种，调压器特性有两种，无差特性和有差特性。无差特性和有差特性。 稳定要求：稳定要求：调压特性都为有差特调压特性都为有差特性，且两特性应尽量一致。特性不一性，且两特性应尽量一致。特性不一致，无功功率分配不均；若为无差特致，无功功率分配不均；若

31、为无差特性或上翘特性则不均且不稳定。性或上翘特性则不均且不稳定。一、一、无功功率分配的基本原理无功功率分配的基本原理 不可控相复励：保证无功分不可控相复励：保证无功分配稳定性是采用配稳定性是采用“均压线均压线”。 均压线有：直、交流两种。均压线有：直、交流两种。 直流均压线：同容量同型号直流均压线：同容量同型号发电机并联时采用。励磁参数发电机并联时采用。励磁参数一致，可保证励磁电流在任何一致，可保证励磁电流在任何时候都相同。时候都相同。 交流均压线：又称交流均压线：又称“移相电移相电抗器均压线抗器均压线”，原理与直流基，原理与直流基本相同。若励磁绕组参数不一本相同。若励磁绕组参数不一致，不能采

32、用直流均压线。致，不能采用直流均压线。二、二、均压连接均压连接 按电压偏差调节装置，其特性接按电压偏差调节装置，其特性接近无差，并联时会使无功分配不稳定。近无差，并联时会使无功分配不稳定。 调差装置：又称调差装置：又称“电流稳定装置电流稳定装置”。为使调压特性有差。在调压装置加装。为使调压特性有差。在调压装置加装可改变调差系数、用以调节发电机调压可改变调差系数、用以调节发电机调压特性的就是调差装置，如图特性的就是调差装置，如图12-6-512-6-5。 原理：原理：AVRAVR输入电压为：输入电压为：P.211P.211（式（式12-6-212-6-2）：）：U U0 0UUCACA+I+Ib

33、 bsinsinRR AVR AVR输入端可反映无功分量，调输入端可反映无功分量，调R R，可使特性一致。可使特性一致。第六节要点第六节要点：无功分配基本原理（要求）；均压：无功分配基本原理（要求）；均压线；调差的目的。线；调差的目的。三、三、调差装置调差装置12-7.调速器特性与并联有功分配调速器特性与并联有功分配本节主要内容有三个部分本节主要内容有三个部分 1.1.调速器及其调速特性；调速器及其调速特性； 2.2.发电机并联运行的有功功率分配；发电机并联运行的有功功率分配； 3.3.有功功率的转移操作。有功功率的转移操作。 规范规范规定，并联运行的交流发电机组，当负载在规定，并联运行的交流

34、发电机组，当负载在总额定功率的总额定功率的2020100%100%范围内变化时，应能稳定运行，其范围内变化时，应能稳定运行，其有功功率分配误差在发电机额定功率相同时应不超过发电有功功率分配误差在发电机额定功率相同时应不超过发电机额定功率的机额定功率的10%10%，功率不同时应不超过最大发电机额定，功率不同时应不超过最大发电机额定功率的功率的10%10%和最小发电机额定功率的和最小发电机额定功率的20%20%。 调速器：根据原动机实际转调速器：根据原动机实际转速与给定转速的差值对转速进行速与给定转速的差值对转速进行自动调节。有多种型式，由测量自动调节。有多种型式，由测量、比较、执行等环节组成。、

35、比较、执行等环节组成。 有功功率分配：与各机调速有功功率分配：与各机调速特性有关。特性有关。 调速器特性：简单比例控制调速器特性：简单比例控制器（下降）特性，下降率由弹簧器（下降）特性，下降率由弹簧刚度决定。加积分为无差特性。刚度决定。加积分为无差特性。 调节：弹簧预紧力增，特性调节：弹簧预紧力增，特性上移；预紧力减，特性下移。上移；预紧力减，特性下移。一、一、调速器及其调速特性调速器及其调速特性二、二、发电机并联运行的有功功率分配发电机并联运行的有功功率分配 有差特性：有差特性：并联运行时能随电网并联运行时能随电网负荷变化自动稳定分配有功功率；负荷变化自动稳定分配有功功率； 理想的特性：理想

36、的特性：差不大的有差，且差不大的有差，且斜率一致的特性。斜率一致的特性。 无差特性：无差特性：不能并联运行，不能并联运行， 从无差特性可以看出，若两条都为无从无差特性可以看出，若两条都为无差特性，则无稳定工作点。差特性，则无稳定工作点。 一台有差另一台无差：一台有差另一台无差：负荷变化负荷变化时，有差承受的负荷不变，所有负荷时，有差承受的负荷不变，所有负荷变化都由无差承担。变化都由无差承担。 方法：通过操作调速器电动机的方法：通过操作调速器电动机的控制开关（在发电机控制屏上），使控制开关（在发电机控制屏上），使电动机改变调速器弹簧预紧力，使特电动机改变调速器弹簧预紧力，使特性上下平移。转移负载

37、时必须同时向性上下平移。转移负载时必须同时向反方向调节两机组的调速控制开关，反方向调节两机组的调速控制开关，才能保持电网频率不变。才能保持电网频率不变。 步骤：图步骤：图12-7-512-7-5说明：刚刚并网说明：刚刚并网运行的发电机，调速器特性运行的发电机，调速器特性2 2，增加，增加油门后特性为油门后特性为；运行机特性由；运行机特性由1 1减减小油门后为小油门后为，有功功率平均分配。，有功功率平均分配。第七节要点第七节要点：调速器特：调速器特性（有无差性（有无差），有功分），有功分配，功率转配，功率转移方法。移方法。 三、三、有功功率的转移操作有功功率的转移操作12-8.自动调频调载原理自

38、动调频调载原理本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.自动调频调载方法；自动调频调载方法； 2.2.自动调频调载装置的原理。自动调频调载装置的原理。 自动调频调载装置的主要作用：自动调频调载装置的主要作用：1.1.保持电保持电网频率恒定；网频率恒定；2.2.按比例分配并联运行发电机负按比例分配并联运行发电机负荷；荷；3.3.解列时自动转移负荷。解列时自动转移负荷。 作用：作用：调速器一次调节未达要求，需二次调。调速器一次调节未达要求，需二次调。 按工作原理分：按工作原理分：1.1.虚有差法；虚有差法；2.2.主调发电机法（船用主调发电机法（船用虚有差）。虚有差）。 虚有差法：虚有

39、差法：（船上采用）（船上采用） 调速器都为有差特性，经过（控制频差和功率差的装调速器都为有差特性，经过（控制频差和功率差的装置）进行二次调节，使实际电网频率保持额定（无差）、置）进行二次调节，使实际电网频率保持额定（无差）、且各机组负荷按容量分配。且各机组负荷按容量分配。 主调发电机法：主调发电机法：（船上不采用）（船上不采用） 设置容量足够大的主调发电机，由控制器对油门进行设置容量足够大的主调发电机，由控制器对油门进行二次调节，承担所有负荷的变化；其它发电机作为基载发二次调节，承担所有负荷的变化；其它发电机作为基载发电机，工作点为额定频率、额定负载。各基载机特性为有电机，工作点为额定频率、额

40、定负载。各基载机特性为有差特性；主调机实现无差特性。差特性；主调机实现无差特性。一、自动调频一、自动调频调载方法调载方法 频率变换器：频率变换器： 作用：作用：将实际频率将实际频率f f0 0与给定与给定频率频率f fn n比较得出反映频差大小和比较得出反映频差大小和方向的信号。方向的信号。 一个电站只需一个变换器即一个电站只需一个变换器即可满足控制装置的频率恒定。可满足控制装置的频率恒定。 方法：方法：有有谐振式谐振式和和基于波形基于波形变换式变换式两种。两种。二、自动调频二、自动调频调载装置的原理调载装置的原理 组成：组成：1.1.频率变换器；频率变换器；2.2.有功功率变换器；有功功率变

41、换器；3.3.运算环节；运算环节；4.4.调整器。调整器。基于波形变换式：基于波形变换式： T T0 0固定，频率小于额固定，频率小于额定值，负半波比正半波宽，定值，负半波比正半波宽，频差为负，平均值也为负；频差为负，平均值也为负；反之则为正。反之则为正。谐振式：谐振式： 频差信号的获得频差信号的获得运算环节：运算环节： 作用：作用：计算每台发电机应承担功计算每台发电机应承担功率，及与实际承担功率的差值。只要率，及与实际承担功率的差值。只要有偏差，就发出调节信号。有偏差，就发出调节信号。有功功率变换器：有功功率变换器： 每台机都需要检测有功功每台机都需要检测有功功率。获得一个与发电机实际有率。

42、获得一个与发电机实际有功功率成正比的电压信号。功功率成正比的电压信号。 原理：原理：图图12-8-312-8-3，实际采，实际采用两个单相并送器测量三相功用两个单相并送器测量三相功率（见率（见P.246P.246图图15-3-215-3-2）。）。 注意：整流桥起电子开关作用。注意：整流桥起电子开关作用。 有功功率变换器和运算环节有功功率变换器和运算环节 调整器调整器 功能：功能：根据运算环节送来的频差和功率差控制根据运算环节送来的频差和功率差控制发电机调速器马达。具体：发电机调速器马达。具体：1.1.能判断并决定调速方能判断并决定调速方向；向；2.2.适当延时避开动态过程；适当延时避开动态过

43、程；3.3.有一定的不灵敏有一定的不灵敏区。区。原原理理框框图图第八节要点第八节要点：调频调载装置组成、功能和调节原：调频调载装置组成、功能和调节原理理 。 12-9.自动分级卸载及自自动分级卸载及自动增减机组动增减机组本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.自动分级卸载装置；自动分级卸载装置； 2.2.自动增减运行机组原理。自动增减运行机组原理。一、自动分级卸载装置一、自动分级卸载装置 ZFX-1 ZFX-1型：图型：图12-9-112-9-1。综合保护装置，可作为发电机。综合保护装置，可作为发电机：1.1.过载保护；过载保护；2.2.欠压保护。使发电机分励脱扣动作跳闸欠压保护

44、。使发电机分励脱扣动作跳闸。 组成：电流信号变换、检测、两级卸载、过载反时限组成：电流信号变换、检测、两级卸载、过载反时限跳闸，电压检测、延时切断，电源等。跳闸，电压检测、延时切断，电源等。 原理：电流为原理：电流为110%I110%Ie e（额定电流）开始延时，延时到（额定电流）开始延时，延时到第一级卸载；若过载仍未消除则继续延时，延时再到第二第一级卸载；若过载仍未消除则继续延时，延时再到第二级卸载；仍然过载则立即使发电机跳闸。若短路电流则立级卸载；仍然过载则立即使发电机跳闸。若短路电流则立即跳闸。欠压则延时即跳闸。欠压则延时1 13 3秒跳闸。秒跳闸。 功能：功能：发电机过载时自发电机过载时自动将部分次要负载切除。动将部分次要负载切除。 作用：作用：1.1.保护发电机正保护发