并联运行发电机组有功功率的分配与调整

§7.6并联运行发电机组有功功率的分配与调整教学要求：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），掌握并联运行发电机组的有功功率分配与调节方法。§7.6并联运行发电机组有功功率的分配与调整教学要求：1频率和电压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行都有不利的影响。《钢质海船入级与建造规范》规定：频率：发电机单机运行最好保持在±0.1Hz并联运行保持在±0.2Hz以内频率和电压是电力系统运行的两个质量指标，电网频率和电压变化对2有功功率的分配误差《规范》规定，并联运行的交流发电机组，当负载在总额定功率的20～100%范围内变化时，应能稳定运行，其有功功率分配误差：发电机额定功率相同时应不超过发电机额定功率的±10%。功率不同时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±20%。有功功率的分配误差《规范》规定，并联运行的交流发电机组，当负3一、调速器及其调速特性调速器：是一种根据原动机的实际转速与给定转速之间的差值，对转速进行自动调整的装置。1、调速器的结构和动作原理：⑴结构：是基于离心力的原理制成。（见图）一、调速器及其调速特性调速器：是一种根据原动机的实际转速与给4⑵动作原理：⑵动作原理：5并联运行发电机组有功功率的分配与调整6PT－原动机输入机械功率。PF－发电机负载功率平衡状态：PT＝PF且转速n不变，频率恒定若负载增加，则PT＜PF＋ΔPF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平衡。——机组转速下降，频率下降∴系统频率的变化，是由于发电机负载功率与原动机输入的机械功率失去平衡所致。PT－原动机输入机械功率。7⑶调节：PF油门开度仍保持不变，n飞重离心力减小，在调速弹簧的作用下，套筒移动，通过滑动杠杆作用于配压阀，油压缸使柴油机的油门开度增大，阻止其转速的进一步一降，直到飞重的离心力与弹簧力相平衡，此时调速器处一种转速比原来低，油门开度比原来大的新平衡状态。

⑶调节：PF油门开度仍保持不变，n飞重离心力减小，在调速8当柴油机的转速发生变化时，调速器将自动调节柴油机的油门，以保持其转速在一定范围内。——一次调节注：一次调节不能保持转速（频率）恒定，为维持额定转速和频率，就必须人为地（手动或自动）调节调速弹簧的预紧力。——二次调节当柴油机的转速发生变化时，调速器将自动调节柴油机的油门，以保92、调速器的特性柴油机的转速n（或频率f)与柴油机输出的功率P之间的关系－称为柴油机的调速特性。当调速弹簧的预紧力为一定值时，可得一条调速特性曲线n(f)=f(P)。通过手动或调速器伺服电动机压紧或放松弹簧→改变预紧力。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，P↓，f

(n)↓2、调速器的特性预紧力增加，曲线上移，油门开度加大，P↑，f10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。⑴有差特性：转速n（频率f）随负载有功功率的增加而下降。（呈一条向下倾斜的直线）（船舶采用）⑵无差特性：转速n（频率f）与输出有功功率的大小无关。（呈一条水平直线）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11二、单机运行时频率的调整手动调节频率的方法：操作调速器开关，压紧或放松弹簧预紧力，从而加大或减小油门开度，使调速特性曲线平行上移或下移。fNf1AB12CDP1P2P3二、单机运行时频率的调整手动调节频率的方法：fNf1AB1212三、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特性特点：当电网负荷变化时，能自动地、稳定地（按比例）分配有功功率，两机能稳定的并联运行；问题：两曲线斜率不同（调差率不同）变化的功率不能比例均匀分配要求：调速器的调差率在3% ~5%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±10%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13

2、调速特性均为无差特性不能并联运行；因两条都为无差特性，则无稳定工作点。3、一台有差特性与一台无差特性并联运行，当电网负荷变化时，总功率的变化量全部由无差特性发电机承担（不能均匀的分配有功功率），有差特性发电机承担有功功率不变。1611、1612、16152、调速特性均为无差特性不能并联运行；14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），使电动机改变调速器弹簧预紧力，使特性上下平移。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，才能保持电网频率不变。四、有功功率的转移操作步骤：刚刚并网运行的发电机，调速器特性2，增加油门后特性为②；运行机特性由1减小油门后为①，有功功率平均分配。1、并车转移有功功率方法：通过操作调速器电动机的控制开关（在发电机控制屏上），使15有功功率的转移操作有功功率的转移操作16注意：有均功的两机，A机转移负荷到B机，如果只调A机调速开关减速→电网频率下降；只调B机调速开关加速→电网频率增加1616、1617注意：172、解列转移有功功率转移负载→拉闸→停原动机16102、解列转移有功功率转移负载→拉闸→停原动机18五、自动分级卸载P184自动分级卸载装置作用：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。ZFX—1原理1．检测电流：三相电流→信号变换→电流检测→信号2．分级卸载1）I≥110%IN延时5～8s第一级卸载跳闸2）仍I≥110%IN延时8～16s第二级卸载跳闸五、自动分级卸载P184自动分级卸载装置193．短路和持续过载保护1）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；2）两级卸载后仍过载，根据反时限原则、使主开关跳闸。4．欠压保护U＜50～60%UN、延时1～3s，电压检测产生信号、主开关跳闸。1628～1631返回3．短路和持续过载保护返回20

六、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。2．作用：①保证电网电压的频率恒定；②按并联运行机组的容量比例进行负荷分配