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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单
2、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、调
3、速器及其调速特性调速器：是一种根据原调速器：是一种根据原动机的实际转速与给动机的实际转速与给定转速之间的差值，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：是基于离心力结构：是基于离心力的原理制成。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 机械功率还未来得及
4、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门
5、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，调速器将自动调化时，调速器将自动调节柴油机的油门，以保节柴油机的油门，以保持其转速在一定范围内。持其转速在一定范围内。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，为转速（频率）恒定，为维持额定转速和频率，维持额定转速和频率，就必须人为地（手动或就必须人为地（手动或自动）调节调速
6、弹簧的自动）调节调速弹簧的预紧力。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，曲线下
7、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，机组的转静态调速特性：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。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）随负载有功功率的增加而下降。（呈一条向下倾而下降。（呈一条向下倾斜的直线）（船舶采用）斜的直线）（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）与输出有功功率的大小无关。（呈一条水平直线）无关。（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、，压紧操作调速器开关，压紧或放松弹簧预紧力，从或放松弹簧预紧力，从而加大或减小油门开度，而加大或减小油门开度，使调速特性曲线平行上使调速特性曲线平行上移或下移。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、调速特性均为无差特、调速特性均为无差特性不能并联运行；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作用用：根根据据过过载载电电流流
12、的的大大小小和和负负载载的的重重要要性性，按按一一定定的的时时间间间间隙隙、分分级级切切除除次次要要负负载载，使使发发电电机机退退出出过过载载状状态态；保保证证发发电电机机正正常常工工作作和和主主要要负负载载连连续续供供电电；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。 ZFXZFX1 1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 816s 16s 第
13、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）电电路路短短路路，不不经经电电流流检检测测产产生生信信号号，使发电机主开关瞬时跳闸；使发电机主开关瞬时跳闸； 2）两两级级卸卸载载后后仍仍过过载载，根根据据反反时时限限原原则则、使主开关跳闸。使主开关跳闸。 4欠压保护欠压保护 U5060%UN 、延延时时13s，电电压压检检测产生信号、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自自动动调调频频调调载载装装置置：是是一一种种在在发发电电机机并并联联运运行行时时协协助助原原动动机机的的调调速速器器对对电电网网电电压压的的频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作作用用：保保证证电电网网电电压压的的频频率率恒恒定定；按按并联运行机组的容量比例进行负荷分配；并联运行机组的容量比例进行负荷分配；接接到到解解列列指指令令、自自动动转转移移负负荷荷（不不能能根根据据电电网负荷的大小自动调整发电机的台数）。网负荷的大小自动调整发电机的台数）。3特点：只能在发电机并联运行时投入工作。特点：只能在发电机并联运行时投入工作。16321634作业：阅读P164167习题：15871635
