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并联运行机组的有功功率和无功负载的分配

  柴油发电机组并联运行时,往往会出现功率分配不均衡的现象,较大的功率不均衡,在电网负载接近发电机总容量时,会引起其中一台发电机组过载,而在电网处于轻载时又会在并联运行的发电机之间产生环流,甚至会引起逆功率跳闸。功率分配的严重不均衡还会导致各机组励磁电流的不均衡,这样的状况长期运行下去会对发电机的励磁系统带来一定的危害。如果功率较大,功率因数较低,这种现象尤应注意。所以功率分配不均衡,不但对均匀利用各机组的容量及提高电站运行的经济性不利,而且更重要的是直接影响到整个用电系统的安全。

因此,国家有关的规范标准,都对并联运行的柴油发电机组作了规定。如GB 799-74船用柴油机调速系统性能一般技术条件中就规定了并联运行的柴油发电机组的负载分配差度Θ。在电网总负载在20%~100%的范围内变化的情况下,机组所承担负载的变化范围,当发电机的功率相同时,其负载分配差度Θ应小于或者等于10%。

 

式中  Par——在某一工况下,第r台机组在并联运行中实际承担的有功负载;

Phar——在某一工况下,第r台机组在并联运行中按比例分配时,应该承担的有功负载;

PHr——第r台柴油机发电机的标定功率。

 并联运行的柴油发电机组的有功功率分配取决于各机组的柴油机调速特性(图9。8)。


 任意一台机组的调速特性为Pi=fi(n),式中i=1,2,3,。。。,m;P是柴油机发电机组的功率;n是转速。整个电网的调速特性为∑Pi =f1(n)+f2(n)+…,式中∑Pi为整个电网的总负载功率(图9。8)。当电网负载∑Pi为一定时,整个电网的频率和每台发电机组的功率也就确定了。其功率分配是不均匀度δ大的那台柴油发电机所承担的负载大,不均匀度δ小的那台柴油发电机所承担的负载小。

图9.8中,1代表第一台柴油发电机组的调速特性;2代表第二台柴油发电机的调速特性;纵坐标为功率P;Pe为标定功率;ne为机组的标定转速;n为实际的机组运行转速。图中,1、2两台机组并联运行在n1的转速下(即相应的f1电频下),第一台机组的调速率δ1大于第二台的调速率δ2,显然,第一台机组所承担的负载功率比第二台机组所承担的功率要大,即P1 >P2。总的电网功率为PΣ=P1 +P2。因此,这里得出重要结论:为了使并联运行的柴油发电机组的有功功率分配均匀,各台机组的调速特性的变化应当大体一致。


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