并联运行发电机组有功功率的分配与调整

1、7.6 并联运行发电机组有功功率的分配与调整并联运行发电机组有功功率的分配与调整 教学要求：教学要求：理解柴油机发电机调速器的调速特性理解柴油机发电机调速器的调速特性（发电机的频率功率特性），掌握并联（发电机的频率功率特性），掌握并联运行发电机组的有功功率分配与调节方法。运行发电机组的有功功率分配与调节方法。频率和电压频率和电压是电力系统运行的两个质量指标，是电力系统运行的两个质量指标，电网频率和电压变化对负载和发电机组的运电网频率和电压变化对负载和发电机组的运行都有不利的影响。行都有不利的影响。钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范规定：规定：频率：频率：发电机单机运行最好保持在发电机

2、单机运行最好保持在0.1Hz0.1Hz并联运行保持在并联运行保持在0.2Hz0.2Hz以内以内有功功率的分配误差有功功率的分配误差规范规范规定，并联运行的交流发电机组，规定，并联运行的交流发电机组，当负载在总额定功率的当负载在总额定功率的20100%范围内变范围内变化时，应能稳定运行，其有功功率分配化时，应能稳定运行，其有功功率分配误误差差：发电机发电机额定功率相同额定功率相同时应不超过发电机额定时应不超过发电机额定功率的功率的10%。功率不同时功率不同时应不超过最大发电机额定功率的应不超过最大发电机额定功率的10%和最小发电机额定功率的和最小发电机额定功率的20%。一、调速器及其调速特性一、

3、调速器及其调速特性调速器：是一种根据调速器：是一种根据原动机的实际转速与原动机的实际转速与给定转速之间的差值，给定转速之间的差值，对转速进行自动调整对转速进行自动调整的装置。的装置。1、调速器的结构和动、调速器的结构和动作原理：作原理：结构：是基于离心结构：是基于离心力的原理制成。力的原理制成。（见图）（见图）动作原理：动作原理：P PT T原动机输入机械功率。原动机输入机械功率。P PF F发电机负载功率发电机负载功率平衡状态：平衡状态： P PT T P PF F且转速且转速n不变，频率恒定不变，频率恒定若负载增加，则若负载增加，则P PT T P PF F P PF F 机械功率还未来得

4、及变化，为了保持平衡，发机械功率还未来得及变化，为了保持平衡，发电机把转子的一部分动能转换成电功率以达电机把转子的一部分动能转换成电功率以达平衡。平衡。机组机组转速下降，频率下降转速下降，频率下降系统频率的变化，是由于发电机负载功率与系统频率的变化，是由于发电机负载功率与原动机输入的机械功率失去平衡所致。原动机输入的机械功率失去平衡所致。调节：调节：P PF F油门开度仍保持不变，油门开度仍保持不变，n n 飞重离心力减小，在飞重离心力减小，在调速弹簧的作用下，套调速弹簧的作用下，套筒移动，通过滑动杠杆筒移动，通过滑动杠杆作用于配压阀，油压缸作用于配压阀，油压缸使柴油机的油门开度增使柴油机的油

5、门开度增大，阻止其转速的进一大，阻止其转速的进一步一降，直到飞重的离步一降，直到飞重的离心力与弹簧力相平衡，心力与弹簧力相平衡，此时调速器处一种此时调速器处一种转速转速比原来低，油门开度比比原来低，油门开度比原来大的新平衡状态。原来大的新平衡状态。当柴油机的转速发生变当柴油机的转速发生变化时，调速器将自动化时，调速器将自动调节柴油机的油门，调节柴油机的油门，以保持其转速在一定以保持其转速在一定范围内。范围内。一次调节一次调节注：一次调节不能保持注：一次调节不能保持转速（频率）恒定，转速（频率）恒定，为维持额定转速和频为维持额定转速和频率，就必须人为地率，就必须人为地（手动或自动）调节（手动或自

6、动）调节调速弹簧的预紧力。调速弹簧的预紧力。二次调节二次调节2、调速器的特性、调速器的特性柴油机的转速柴油机的转速n（或频率（或频率f)与柴油机输出的功率与柴油机输出的功率P之间的关系称为柴油之间的关系称为柴油机的调速特性。机的调速特性。当调速弹簧的预紧力为一当调速弹簧的预紧力为一定值时，可得一条调速定值时，可得一条调速特性曲线特性曲线n(f)=f(P)。通过手动或调速器伺服电通过手动或调速器伺服电动机压紧或放松弹簧动机压紧或放松弹簧改变预紧力改变预紧力。预紧力增加，曲线上移，油门开度加大，预紧力增加，曲线上移，油门开度加大，P，f (n) 预紧力减小，曲线下移，油门开度减小，预紧力减小，曲线

7、下移，油门开度减小，P，f (n) 静态调速特性：指调速器自动调节时，机组的静态调速特性：指调速器自动调节时，机组的转速或频率与输出有功功率之间的关系。转速或频率与输出有功功率之间的关系。有差特性：转速有差特性：转速n（频率（频率f）随负载有功功率的增加而随负载有功功率的增加而下降。（呈一条向下倾斜下降。（呈一条向下倾斜的直线）（船舶采用）的直线）（船舶采用）无差特性：转速无差特性：转速n（频率（频率f）与输出有功功率的大小无与输出有功功率的大小无关。（呈一条水平直线）关。（呈一条水平直线）二、单机运行时频率的调整二、单机运行时频率的调整手动调节频率的方法：手动调节频率的方法： 操作调速器开关

8、，压操作调速器开关，压紧或放松弹簧预紧力，紧或放松弹簧预紧力，从而加大或减小油门从而加大或减小油门开度，使调速特性曲开度，使调速特性曲线平行上移或下移。线平行上移或下移。fNf1AB12CDP1P2P3三、并联运行发电机组有功功率分配及频率调整三、并联运行发电机组有功功率分配及频率调整1、两机调速特性均为有差两机调速特性均为有差特性特性特点：当电网负荷变化时，特点：当电网负荷变化时，能自动地、稳定地（按比能自动地、稳定地（按比例）分配有功功率，两机例）分配有功功率，两机能稳定的并联运行；能稳定的并联运行；问题：两曲线斜率不同（调问题：两曲线斜率不同（调差率不同）变化的功率不差率不同）变化的功率

9、不能比例均匀分配能比例均匀分配要求：要求：调速器的调差率在调速器的调差率在3% 5%为宜，有功功率的比为宜，有功功率的比例分配偏差应不超过各自额定有功功率的例分配偏差应不超过各自额定有功功率的10% 2、调速特性均为无差、调速特性均为无差特性不能并联运行；特性不能并联运行； 因两条都为无差特性，因两条都为无差特性，则无稳定工作点。则无稳定工作点。3、一台有差特性与一台、一台有差特性与一台无差特性并联运行，无差特性并联运行，当电网负荷变化时，当电网负荷变化时，总功率的变化量全部总功率的变化量全部由无差特性发电机承由无差特性发电机承担（不能均匀的分配担（不能均匀的分配有功功率），有差特有功功率），

10、有差特性发电机承担有功功性发电机承担有功功率不变。率不变。1611、1612、1615方法：方法：通过操作调速器电动通过操作调速器电动机的控制开关（在发电机控机的控制开关（在发电机控制屏上），使电动机改变调制屏上），使电动机改变调速器弹簧预紧力，使特性上速器弹簧预紧力，使特性上下平移。转移负载时必须同下平移。转移负载时必须同时向反方向调节两机组的调时向反方向调节两机组的调速控制开关，才能保持电网速控制开关，才能保持电网频率不变。频率不变。四、有功功率的转移操作四、有功功率的转移操作步骤步骤：刚刚并网运行的发电机，调速器特性：刚刚并网运行的发电机，调速器特性2，增加，增加油门后特性为油门后特性为

11、；运行机特性由；运行机特性由1减小油门后为减小油门后为，有功功率平均分配。有功功率平均分配。1、并车转移有功功率、并车转移有功功率有功功率的转移操作有功功率的转移操作 注意注意： 有均功的两机，有均功的两机，A机转移负荷到机转移负荷到B机，如果机，如果只调只调A机调速开关减速机调速开关减速电网频率下降；电网频率下降； 只调只调B机调速开关加速机调速开关加速电网频率增加电网频率增加 1616、16172、解列转移有功功率、解列转移有功功率 转移负载转移负载拉闸拉闸停原动机停原动机 1610五、五、 自动分级卸载自动分级卸载 P P184184自动分级卸载装置自动分级卸载装置作用：根据过载电流的大

12、小和负载的重要性，按一定作用：根据过载电流的大小和负载的重要性，按一定的时间间隙、分级切除次要负载，使发电机退出过的时间间隙、分级切除次要负载，使发电机退出过载状态；保证发电机正常工作和主要负载连续供电；载状态；保证发电机正常工作和主要负载连续供电；同时还可进行短路、过载和欠压保护。同时还可进行短路、过载和欠压保护。 ZFX1ZFX1原理原理1 1检测电流：三相电流检测电流：三相电流信号变换信号变换电流检测电流检测信号信号2 2分级卸载分级卸载 1 1）I110%II110%IN N 延时延时5 58s 8s 第一级卸载跳闸第一级卸载跳闸2 2）仍）仍I110%II110%IN N 延时延时8

13、 816s 16s 第二第二级卸载跳闸级卸载跳闸 3短路和持续过载保护短路和持续过载保护 1）电路短路，不经电流检测产生信号，）电路短路，不经电流检测产生信号，使发电机主开关瞬时跳闸；使发电机主开关瞬时跳闸； 2）两级卸载后仍过载，根据反时限原则、）两级卸载后仍过载，根据反时限原则、使主开关跳闸。使主开关跳闸。 4欠压保护欠压保护 U5060%UN 、延时、延时13s，电压检，电压检测产生信号、主开关跳闸。测产生信号、主开关跳闸。 16281631返回 六、自动调频调载原理自动调频调载原理1自动调频调载装置：是一种在发电机并联自动调频调载装置：是一种在发电机并联运行时协助原动机的调速器对电网电压的频运行时协助原动机的调速器对电网电压的频率和有功功率进行调整的装置。率和有功功率进行调整的装置。2作用：作用：保