并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率的分配與調(diào)整

1、7.6 并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率的分配與調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率的分配與調(diào)整 教學(xué)要求：教學(xué)要求：理解柴油機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器的調(diào)速特性理解柴油機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)速器的調(diào)速特性（發(fā)電機(jī)的頻率功率特性），掌握并聯(lián)（發(fā)電機(jī)的頻率功率特性），掌握并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的有功功率分配與調(diào)節(jié)方法。運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的有功功率分配與調(diào)節(jié)方法。頻率和電壓頻率和電壓是電力系統(tǒng)運(yùn)行的兩個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的兩個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，電網(wǎng)頻率和電壓變化對(duì)負(fù)載和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)電網(wǎng)頻率和電壓變化對(duì)負(fù)載和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行都有不利的影響。行都有不利的影響。鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：頻率：頻率：發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行最好保持在發(fā)電機(jī)

2、單機(jī)運(yùn)行最好保持在0.1Hz0.1Hz并聯(lián)運(yùn)行保持在并聯(lián)運(yùn)行保持在0.2Hz0.2Hz以內(nèi)以內(nèi)有功功率的分配誤差有功功率的分配誤差規(guī)范規(guī)范規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，當(dāng)負(fù)載在總額定功率的當(dāng)負(fù)載在總額定功率的20100%范圍內(nèi)變范圍內(nèi)變化時(shí)，應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，其有功功率分配化時(shí)，應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，其有功功率分配誤誤差差：發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)額定功率相同額定功率相同時(shí)應(yīng)不超過(guò)發(fā)電機(jī)額定時(shí)應(yīng)不超過(guò)發(fā)電機(jī)額定功率的功率的10%。功率不同時(shí)功率不同時(shí)應(yīng)不超過(guò)最大發(fā)電機(jī)額定功率的應(yīng)不超過(guò)最大發(fā)電機(jī)額定功率的10%和最小發(fā)電機(jī)額定功率的和最小發(fā)電機(jī)額定功率的20%。一、調(diào)速器及其調(diào)速特性一、

3、調(diào)速器及其調(diào)速特性調(diào)速器：是一種根據(jù)調(diào)速器：是一種根據(jù)原動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與原動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速之間的差值，給定轉(zhuǎn)速之間的差值，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的裝置。的裝置。1、調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)、調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理：作原理：結(jié)構(gòu)：是基于離心結(jié)構(gòu)：是基于離心力的原理制成。力的原理制成。（見(jiàn)圖）（見(jiàn)圖）動(dòng)作原理：動(dòng)作原理：P PT T原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率。原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率。P PF F發(fā)電機(jī)負(fù)載功率發(fā)電機(jī)負(fù)載功率平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)： P PT T P PF F且轉(zhuǎn)速且轉(zhuǎn)速n不變，頻率恒定不變，頻率恒定若負(fù)載增加，則若負(fù)載增加，則P PT T P PF F P PF F 機(jī)械功率還未來(lái)得

4、及變化，為了保持平衡，發(fā)機(jī)械功率還未來(lái)得及變化，為了保持平衡，發(fā)電機(jī)把轉(zhuǎn)子的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電功率以達(dá)電機(jī)把轉(zhuǎn)子的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電功率以達(dá)平衡。平衡。機(jī)組機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，頻率下降轉(zhuǎn)速下降，頻率下降系統(tǒng)頻率的變化，是由于發(fā)電機(jī)負(fù)載功率與系統(tǒng)頻率的變化，是由于發(fā)電機(jī)負(fù)載功率與原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率失去平衡所致。原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率失去平衡所致。調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)：P PF F油門(mén)開(kāi)度仍保持不變，油門(mén)開(kāi)度仍保持不變，n n 飛重離心力減小，在飛重離心力減小，在調(diào)速?gòu)椈傻淖饔孟?，套調(diào)速?gòu)椈傻淖饔孟?，套筒移?dòng)，通過(guò)滑動(dòng)杠桿筒移動(dòng)，通過(guò)滑動(dòng)杠桿作用于配壓閥，油壓缸作用于配壓閥，油壓缸使柴油機(jī)的油門(mén)開(kāi)度增使柴油機(jī)的油

5、門(mén)開(kāi)度增大，阻止其轉(zhuǎn)速的進(jìn)一大，阻止其轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步一降，直到飛重的離步一降，直到飛重的離心力與彈簧力相平衡，心力與彈簧力相平衡，此時(shí)調(diào)速器處一種此時(shí)調(diào)速器處一種轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速比原來(lái)低，油門(mén)開(kāi)度比比原來(lái)低，油門(mén)開(kāi)度比原來(lái)大的新平衡狀態(tài)。原來(lái)大的新平衡狀態(tài)。當(dāng)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變當(dāng)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，調(diào)速器將自動(dòng)化時(shí)，調(diào)速器將自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)的油門(mén)，調(diào)節(jié)柴油機(jī)的油門(mén)，以保持其轉(zhuǎn)速在一定以保持其轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。一次調(diào)節(jié)一次調(diào)節(jié)注：一次調(diào)節(jié)不能保持注：一次調(diào)節(jié)不能保持轉(zhuǎn)速（頻率）恒定，轉(zhuǎn)速（頻率）恒定，為維持額定轉(zhuǎn)速和頻為維持額定轉(zhuǎn)速和頻率，就必須人為地率，就必須人為地（手動(dòng)或自動(dòng)）調(diào)節(jié)（手動(dòng)或自

6、動(dòng)）調(diào)節(jié)調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力。調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力。二次調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)2、調(diào)速器的特性、調(diào)速器的特性柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速n（或頻率（或頻率f)與柴油機(jī)輸出的功率與柴油機(jī)輸出的功率P之間的關(guān)系稱為柴油之間的關(guān)系稱為柴油機(jī)的調(diào)速特性。機(jī)的調(diào)速特性。當(dāng)調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力為一當(dāng)調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力為一定值時(shí)，可得一條調(diào)速定值時(shí)，可得一條調(diào)速特性曲線特性曲線n(f)=f(P)。通過(guò)手動(dòng)或調(diào)速器伺服電通過(guò)手動(dòng)或調(diào)速器伺服電動(dòng)機(jī)壓緊或放松彈簧動(dòng)機(jī)壓緊或放松彈簧改變預(yù)緊力改變預(yù)緊力。預(yù)緊力增加，曲線上移，油門(mén)開(kāi)度加大，預(yù)緊力增加，曲線上移，油門(mén)開(kāi)度加大，P，f (n) 預(yù)緊力減小，曲線下移，油門(mén)開(kāi)度減小，預(yù)緊力減小，曲線

7、下移，油門(mén)開(kāi)度減小，P，f (n) 靜態(tài)調(diào)速特性：指調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)組的靜態(tài)調(diào)速特性：指調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速或頻率與輸出有功功率之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)速或頻率與輸出有功功率之間的關(guān)系。有差特性：轉(zhuǎn)速有差特性：轉(zhuǎn)速n（頻率（頻率f）隨負(fù)載有功功率的增加而隨負(fù)載有功功率的增加而下降。（呈一條向下傾斜下降。（呈一條向下傾斜的直線）（船舶采用）的直線）（船舶采用）無(wú)差特性：轉(zhuǎn)速無(wú)差特性：轉(zhuǎn)速n（頻率（頻率f）與輸出有功功率的大小無(wú)與輸出有功功率的大小無(wú)關(guān)。（呈一條水平直線）關(guān)。（呈一條水平直線）二、單機(jī)運(yùn)行時(shí)頻率的調(diào)整二、單機(jī)運(yùn)行時(shí)頻率的調(diào)整手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的方法：手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的方法： 操作調(diào)速器開(kāi)關(guān)

8、，壓操作調(diào)速器開(kāi)關(guān)，壓緊或放松彈簧預(yù)緊力，緊或放松彈簧預(yù)緊力，從而加大或減小油門(mén)從而加大或減小油門(mén)開(kāi)度，使調(diào)速特性曲開(kāi)度，使調(diào)速特性曲線平行上移或下移。線平行上移或下移。fNf1AB12CDP1P2P3三、并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率分配及頻率調(diào)整三、并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率分配及頻率調(diào)整1、兩機(jī)調(diào)速特性均為有差兩機(jī)調(diào)速特性均為有差特性特性特點(diǎn)：當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，特點(diǎn)：當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，能自動(dòng)地、穩(wěn)定地（按比能自動(dòng)地、穩(wěn)定地（按比例）分配有功功率，兩機(jī)例）分配有功功率，兩機(jī)能穩(wěn)定的并聯(lián)運(yùn)行；能穩(wěn)定的并聯(lián)運(yùn)行；問(wèn)題：兩曲線斜率不同（調(diào)問(wèn)題：兩曲線斜率不同（調(diào)差率不同）變化的功率不差率不同）變化的功率

9、不能比例均勻分配能比例均勻分配要求：要求：調(diào)速器的調(diào)差率在調(diào)速器的調(diào)差率在3% 5%為宜，有功功率的比為宜，有功功率的比例分配偏差應(yīng)不超過(guò)各自額定有功功率的例分配偏差應(yīng)不超過(guò)各自額定有功功率的10% 2、調(diào)速特性均為無(wú)差、調(diào)速特性均為無(wú)差特性不能并聯(lián)運(yùn)行；特性不能并聯(lián)運(yùn)行； 因兩條都為無(wú)差特性，因兩條都為無(wú)差特性，則無(wú)穩(wěn)定工作點(diǎn)。則無(wú)穩(wěn)定工作點(diǎn)。3、一臺(tái)有差特性與一臺(tái)、一臺(tái)有差特性與一臺(tái)無(wú)差特性并聯(lián)運(yùn)行，無(wú)差特性并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化時(shí)，總功率的變化量全部總功率的變化量全部由無(wú)差特性發(fā)電機(jī)承由無(wú)差特性發(fā)電機(jī)承擔(dān)（不能均勻的分配擔(dān)（不能均勻的分配有功功率），有差特有功功率），

10、有差特性發(fā)電機(jī)承擔(dān)有功功性發(fā)電機(jī)承擔(dān)有功功率不變。率不變。1611、1612、1615方法：方法：通過(guò)操作調(diào)速器電動(dòng)通過(guò)操作調(diào)速器電動(dòng)機(jī)的控制開(kāi)關(guān)（在發(fā)電機(jī)控機(jī)的控制開(kāi)關(guān)（在發(fā)電機(jī)控制屏上），使電動(dòng)機(jī)改變調(diào)制屏上），使電動(dòng)機(jī)改變調(diào)速器彈簧預(yù)緊力，使特性上速器彈簧預(yù)緊力，使特性上下平移。轉(zhuǎn)移負(fù)載時(shí)必須同下平移。轉(zhuǎn)移負(fù)載時(shí)必須同時(shí)向反方向調(diào)節(jié)兩機(jī)組的調(diào)時(shí)向反方向調(diào)節(jié)兩機(jī)組的調(diào)速控制開(kāi)關(guān)，才能保持電網(wǎng)速控制開(kāi)關(guān)，才能保持電網(wǎng)頻率不變。頻率不變。四、有功功率的轉(zhuǎn)移操作四、有功功率的轉(zhuǎn)移操作步驟步驟：剛剛并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，調(diào)速器特性：剛剛并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，調(diào)速器特性2，增加，增加油門(mén)后特性為油門(mén)后特性為

11、；運(yùn)行機(jī)特性由；運(yùn)行機(jī)特性由1減小油門(mén)后為減小油門(mén)后為，有功功率平均分配。有功功率平均分配。1、并車轉(zhuǎn)移有功功率、并車轉(zhuǎn)移有功功率有功功率的轉(zhuǎn)移操作有功功率的轉(zhuǎn)移操作 注意注意： 有均功的兩機(jī)，有均功的兩機(jī)，A機(jī)轉(zhuǎn)移負(fù)荷到機(jī)轉(zhuǎn)移負(fù)荷到B機(jī)，如果機(jī)，如果只調(diào)只調(diào)A機(jī)調(diào)速開(kāi)關(guān)減速機(jī)調(diào)速開(kāi)關(guān)減速電網(wǎng)頻率下降；電網(wǎng)頻率下降； 只調(diào)只調(diào)B機(jī)調(diào)速開(kāi)關(guān)加速機(jī)調(diào)速開(kāi)關(guān)加速電網(wǎng)頻率增加電網(wǎng)頻率增加 1616、16172、解列轉(zhuǎn)移有功功率、解列轉(zhuǎn)移有功功率 轉(zhuǎn)移負(fù)載轉(zhuǎn)移負(fù)載拉閘拉閘停原動(dòng)機(jī)停原動(dòng)機(jī) 1610五、五、 自動(dòng)分級(jí)卸載自動(dòng)分級(jí)卸載 P P184184自動(dòng)分級(jí)卸載裝置自動(dòng)分級(jí)卸載裝置作用：根據(jù)過(guò)載電流的大

12、小和負(fù)載的重要性，按一定作用：根據(jù)過(guò)載電流的大小和負(fù)載的重要性，按一定的時(shí)間間隙、分級(jí)切除次要負(fù)載，使發(fā)電機(jī)退出過(guò)的時(shí)間間隙、分級(jí)切除次要負(fù)載，使發(fā)電機(jī)退出過(guò)載狀態(tài)；保證發(fā)電機(jī)正常工作和主要負(fù)載連續(xù)供電；載狀態(tài)；保證發(fā)電機(jī)正常工作和主要負(fù)載連續(xù)供電；同時(shí)還可進(jìn)行短路、過(guò)載和欠壓保護(hù)。同時(shí)還可進(jìn)行短路、過(guò)載和欠壓保護(hù)。 ZFX1ZFX1原理原理1 1檢測(cè)電流：三相電流檢測(cè)電流：三相電流信號(hào)變換信號(hào)變換電流檢測(cè)電流檢測(cè)信號(hào)信號(hào)2 2分級(jí)卸載分級(jí)卸載 1 1）I110%II110%IN N 延時(shí)延時(shí)5 58s 8s 第一級(jí)卸載跳閘第一級(jí)卸載跳閘2 2）仍）仍I110%II110%IN N 延時(shí)延時(shí)8

13、 816s 16s 第二第二級(jí)卸載跳閘級(jí)卸載跳閘 3短路和持續(xù)過(guò)載保護(hù)短路和持續(xù)過(guò)載保護(hù) 1）電路短路，不經(jīng)電流檢測(cè)產(chǎn)生信號(hào)，）電路短路，不經(jīng)電流檢測(cè)產(chǎn)生信號(hào)，使發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)瞬時(shí)跳閘；使發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)瞬時(shí)跳閘； 2）兩級(jí)卸載后仍過(guò)載，根據(jù)反時(shí)限原則、）兩級(jí)卸載后仍過(guò)載，根據(jù)反時(shí)限原則、使主開(kāi)關(guān)跳閘。使主開(kāi)關(guān)跳閘。 4欠壓保護(hù)欠壓保護(hù) U5060%UN 、延時(shí)、延時(shí)13s，電壓檢，電壓檢測(cè)產(chǎn)生信號(hào)、主開(kāi)關(guān)跳閘。測(cè)產(chǎn)生信號(hào)、主開(kāi)關(guān)跳閘。 16281631返回 六、自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載原理自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載原理1自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置：是一種在發(fā)電機(jī)并聯(lián)自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置：是一種在發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)協(xié)助原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)電壓的頻運(yùn)行時(shí)協(xié)助原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)電壓的頻率和有功功率進(jìn)行調(diào)整的裝置。率和有功功率進(jìn)行調(diào)整的裝置。2作用：作用：保