船舶电站船舶同步发电机频率及有功功率自动调整ppt课件

1、第五章 船舶同步发电机频率及有功功率自动调整o 第一节 概述o 第二节 调速器作用原理和特性o 第三节 并联运转的同步发电机之间有功功率的分配 o 第四节 自动频载调理安装原理第一节 概述 o 船舶电站负载发生变化，使原动机的驱动功率与发电机组负载功率的平衡关系被破坏，引起发电机组转速的变化，而使电网频率发生变化f=Pn/60。o 当电网频率降低时，由于异步电动机的转速下降，轴上输出功率和效率降低。在电动机电压不变的情况下，磁化电流添加会引起铁芯和绕组发热；当频率高于额定值时，电动机转速升高，其输出功率添加，使电动机过载。国标规定-1o 第3篇9.7.3.1条o 带动发电机的原动机(包括柴油机

2、和汽轮机)须装有调速器，其调速特性应符合以下规定:当忽然卸去额定负荷时，其瞬时调速率不大于额定转速的10%,稳定调速率不大于额定转速的5%，稳定时间(即转速恢复到动摇率为1%范围的时间)不超越5s。动态调速特性国标规定-2o 第4篇第4.1.7.6条o 并联运转的各交流发电机组均应能稳定运转，且当负载在总额定负载的20%100%范围内变化时，各机组所承当的有功负载与总负载按机组定额比例分配值之差，应不超越以下数值中的较小者:o (1)最大机组额定有功功率的15%。o (2)各个机组额定有功功率的25%。一次调理与二次调理o 频率的一次调理频率的一次调理o 当柴油发电机组输出功率变化时当柴油发电

3、机组输出功率变化时,依托柴油依托柴油机调速器的固有特性自动改动油门的开度，机调速器的固有特性自动改动油门的开度，实现频率与机组间功率的分配及平衡的过程实现频率与机组间功率的分配及平衡的过程。o 频率的二次调理频率的二次调理o 经过手动或自动频载调理器，控制伺服电动经过手动或自动频载调理器，控制伺服电动机的正反转，改动调速器弹簧的压力，使调机的正反转，改动调速器弹簧的压力，使调速特性上下平移速特性上下平移.实现频率和机组功率的分实现频率和机组功率的分配的调理过程。配的调理过程。第二节 调速器作用原理和特性 o1-竖轴o2-离心飞锤o3-联接器o4-套筒 o5-弹簧 o6-油压缸o7-燃油泵o8-

4、配压阀 o9-柴油机o10-蜗轮蜗杆o11-伺服马达柴油机调速系统原理图电子调速器框图调速特性调速特性o 有差调速特性o 在新的稳定平衡形状下，柴油机承当负荷增大，进油量也添加，但转速却下降。o 无差调速特性o 转速(或频率)与输出功率大小无关。调差系数Kco式中： -调速特性斜率o n,p -标么值0NCNnnnfKtgppp tg二、单机运转时频率的调整 o 转速(频率)的一次调理o 当柴油机输出功率变化时，依托调速器的固有调速特性自动改动油门的开度.实现转速与功率平衡的凋节过程o 对有差调速特性的调速器来说， 必需迸行二次调理。调速器二次调理单机手动调频第三节 并联运转的同步发电机之间有

5、功功率的分配 o 当两台发电机组并联运转时，各机组的频率都是一样的。有功功率的分配取决于各机组的调速特性。o 1号机组的功率增量为o 2号机组的功率增量为o 式中: Kc1，Kc2 -1号、2号机的调差系数；f-频率变化量。111CfPK22CfPK这种方法在船舶上运用最多有差调理法o 各机组的功率增量为称为并联络统的平均调差系数。12111PCCKKK121212()111CCPCCffffPPPKKKKK 1212PPCCKKPPPPKK 功率均匀分配o 船舶上多采用同容量、同型号的机组并联运转，调速器的型号亦一样，即应使各机组的调差系数一样， Kc1 = Kc2=Kcn。o 实践上，当调

6、速器的调差系数不可调时，很难满足Kc完全一致。o 另外，由于调速器构造中的间隙，使调速器有失灵区，其调速特性并不是一条理想的直线而是一条宽带。调速器的失灵区第四节 自动频载调理安装原理o 频率及有功功率自动调整安装o 协助原动机调速器自动地维持电网频率为额定值，以及并联运转发电机之间的有功功率平衡分配的一种自动调整安装。o 可以与自动并车安装配合，完成待并发电机的频率调理，发明同步合闸的条件，在同步并联后使运转机组负荷自动转移。o 有机组需解列时，也能自动进展负荷的转移。-称为自动并联运转控制器自动调频调载的根本组成o 1.频率变换器o 频率变换器是用来丈量电网的频率，并把频率与额定值之差，变

7、换为不断流电压信号送给调整器。o式中: -频率变换器输出直流电压V；o -频率变换系数V/Hz；o -电网实践频率Hz；o -电网额定频率Hz。 ()fffshNUKfKff fUfKshfNf谐振式频率变换器 频率变换器输出特性基于波形变换的频率变换器基于波形变换的频率变换器o 当f=fN时，方波的正、负半波幅值宽度相等，平均值为零，即Usc=0；o 当f0；o 当ffN时，usc0。01122NNTTf式中:fN-额定频率; TN-额定频率对应的周期。o 设输入信号的频率为f,那么取平均值电路的输出为从上式可看出，输出只与电网电压的频率差成正比，而与电压的大小无关。0000111SCUE TETff012NTf将代入上式，经整理后得：00SCNNNEEUfffff 2.功率变换器测功器o 功率变换器：用来丈量发电机输出的有功功率，并将测得的有功功率值变换成与之成正比的直流电压信号，即式中: Up-功率变换器输出直流电压V; Kp-功率变换系数V/kW; P-发电机实践输出的有功功率，kW.PPUKP根据相敏原理构成的功率变换器1()bcBCiIII