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潍坊发电机出租:发电机组并联运行的原理和特点

作者:中动发电机出租 来源:http://www.9bq9.com 日期:2018-04-19 09:59:20

   两台发电机组并联后,它们之间的联系主要在发电机的端点即母线上,潍坊发电机出租认为问题的分析必须首先从电气方面人手。

  每台机组都包括柴油机、调整器、发电机、调压器等环节,两台发电机的端点通过母线并联在一起。每台发电机的转子通过联轴节和柴油机的曲轴相联结。因为发电机转子和柴油机的旋转部分是一个整体,所以有关发电机转子的讨论,实际上也包含了柴油机的旋转部件,反之亦然。

   对于单机运行的柴油机发电机组来说,不管负载的大小及其成分如何,发电机的调压器总可以通过改变发电机的励磁电流,把发电机电压自动地维持在所要求的精度内,而柴油机的调速器通过调整柴油机的燃油供给,自动地把柴油机转速维持在所需要的精度内。从电的角度看,就是保证了用电设备的频率和电压的稳定性,负载所消耗的电能和向柴油机提供的燃料能量保持平衡。如果每台机组的外接负载不超过发电机和柴油机的允许值,那么机组的运行就不会出现不正常的现象。


   假定经过整步后把两台机组并联在一起,将开关K闭合。显然,调压器和调速器维持电压和转速恒定的职能并没有因此而改变,但与前面惟一不同之,就是原来由各台发电机分别承担的负载,现在变成由两台发电机共同承担了,因此除了总的能量平衡之外,还出现了两台机组如何分配负载的问题。调速器和调压器就其原理来说,对并联机组间的负载关系并不能做出直接反映,因此就要分析发电机负载大小和它内部参数间的相互关系,以及发电机负载和调速器及调压器特性之间的关系,从而找出并联机组间负载分配的规律和控制负载分配的办法。并联运行的绝大多数问题,都和并联机组间如何分配它们的公共负载有关。

      潍坊发电机出租首先看发电机负载大小和发电机内部参数间的关系。对所有并联运行的同步发电机,在正常条件下总是保持完全相同的端电压和严格_致的频率。如果忽略调压器电流绕组两端的压降,单纯分析发电机某一相定子绕组电势和端电压的关系,就可根据简单等效电路图,画出发电机的简化电势矢量图U为发电机端电压或母线电压;I为发电机电流。电势矢量U和电流矢量I的相位差为φφ角的大小显然取决于发电机负载的性质。通常同步发电机定子绕组的电阻相对其电抗来说总是可以忽略不计的,因此可以把发电机内部的压降看作是纯感性的,其大小为IXdXd为发电机的同步电抗,方向和电流矢量j相垂直。在矢量图中用jIXd表示发电机的压降矢量,其中符号j称为旋转因子,j和某一矢量相乘就相当于把该矢量逆时针旋转90。,因此jIXd就全面地表示了发电机内部压降的大小和方向。

      发电机的空载电势应将等于其端电压和内部压降的矢量和,矢量E和矢量U的相位差θθ日为功率角。EI相位差为ψ=θφ。发电机的输出功率为mXd是常量。如果发电机的电压也比较稳定的话,发电机的输出功率就和电势Esinθ成正比。对于某一给定的E值,可以绘制一条功率P和功角θ的关系曲线,称为功角特性。对于不同的励磁电流,也即不同的电势,功角特性将是一族正弦曲线。当图中的θ角为负值时,发电机的功率亦为负值,表示此时发电机工作在电动机状态,通过母线从外部吸取电能。

  潍坊发电机出租现在来分析上述各个电量和转子机械运动之间的关系。大家知道,发电机的空载电势是由转子磁通旋转而产生的,用dq分别表示转子的纵轴和横轴。转子磁通ψf,总是沿着d轴方向,根据电磁感应定律,由这一磁通所感生的电势E应滞后磁通90º,因此E应沿着q轴的方向。换句话说,转子励磁电流的数值决定了电势E的大小,转子的横轴总代表着电势的位置和方向。当定子绕组流过三相负载电流的时候,定子电流所产生的旋转磁通(即电枢反应磁通)将使通过气隙的转子磁通变形和削弱,也即使磁通矢量的大小和方向有所改变,发电机电压就是由这一新的合成磁通奶建立的,把发电机定子绕组的电压矢量也画在转子上可以看出,发电机的磁链(磁通)矢量图和电压矢量图不论是形状或者随负载电流的变化规律都是相似的。因此,可以用这样的模型来比喻发电机内部的电磁现象:原动机带动发电机的转子,通过一些像弹簧一样的磁力线ψδ,拖着定子的电压矢量一起旋转,从而把机械功率转化为电磁功率。随着功率的增加,磁力线与主轴间的夹角θ也增大,表明弹性磁力线被拉伸,在功率角θ达到90º时,发电机的功率达最大值。以后,发电机的功率(即原动机的负载)将随着θ的增大而减小。可以看出:在θ>90º时,如果不考虑惯性的影响,原动机功率和其负载是不能平衡的,发电机也不可能在此状况下稳定工作;当θ超过180º时,磁力线的拉力将和转子运动方向一致,原动机反而被发电机用外部电能加速,发电机落入电动机状态,和电网失去同步。

  潍坊发电机出租由此得到一个启示,即可以把整个发电机看成是一个弹性联轴节,弹性联轴节的特性表示,而所有并联发电机组都可以看作是由这样一些联轴节在机械上互相联系在一起的等效柴油机,共同拖动一个公共的负载,这样就可以用一定的机电当量把电气部分也转换到统一的机械系统中去。这样做不但在发电机电磁参数(如电压、电流)变化不剧烈时是允许的,而且在侧重分析机械问题时也会带来很大的方便。

   发电机矢量图和式的功角特性固然适用于单独运行的发电机,但主要还是用于分析发电机的并联工作。因为在发电机单独工作时,从矢量图可以看出,其功角不可能超过90º,也不可能为负值,但是当发电机并联运行时,情况就可能复杂得多。例如,表示了两台发电机并联运行的情况。如前所述,它们具有共同的电压,两台机组的总功率应和负载功率相平衡,而每台机组的功率大小则和该机组的功率角有关,中θ>θ2即第一台机组的功率P1大于第二台机组的功率P2。按照矢量图和,功角差θ12反映了两台机组的功率差别,对于一般发电机参数来说,θ12 =20º30º电角度,就足以使两台发电机的功率差别等于发电机的额定功率。由于总的负载功率是不变的,因此,一台机组的功角(功率)增加,另一台机组的功必然减小,甚至成为负值。这就说明,在分析发电机功率变化的时候,必须要和其他并联机组的功角变化联系起来。

       发电机的电磁功率就是柴油机的负载功率,柴油机负载的改变必然要影响柴油机的转速,导致调速器动作以改变其供油量,这说明在分析发电机功率变化的时候还必须和柴油机及其调速系统的动作过程联系起来。此外,发电机功率或负载电流的变化必然要导致调压器动作,以改变发电机的励磁电流,因此式(9-1)中的电势、功角、甚至电压和频率往往都不是固定值,把上述一切因素综合在一起进行分析,显然是很复杂的。

     为了便于分析和定性地说明问题,潍坊发电机出租常利用机组和无穷大电网并联的概念,即假定所研究的发电机组和一台功率为无穷大的发电机并联,整个电网的电压和频率被无穷大机组保持在固定值,而不受小功率机组功率变化的影响。这样就可把着眼点放在一台机组上,使问题大大简化然后再把所得到的结论推广到容量相当的机组并联的条件中去。在某些情况下,如当电网容量大大超过单台发电机组容量的时候,当然也可直接用和无穷大电网并联的概念来解释。

     前面曾经提到,并联运行的同步发电机其频率是严格一致的,在分析发电机功角特性时也指出,发电机的功角一般不会超过90º,就是在转子摆动过程中,功角的瞬时值也不应超过180º,否则发电机就要失去同步。或者说,在整个同步运行期间,不管运行持续了多长时间,两台发电机磁极轴线转动角度之差,积累起来不可能超过180º电角度。


     潍坊发电机出租认为由此可见,如果发电机的磁极对数相同,在整个同步运行期间,不管其负载分配是否有误差或振荡,两台柴油机的积累转数之差,一般不会超过1/2p转。所以要强调这一概念,是因为有的机修人员总想用检测柴油机机械转速的方法,来分析发电机并联运行中出现的不正常现象。显然,用一般的检测手段,这样做是行不通的。后面也会谈到并联运行中机组的转速波动问题,但指的是功率角相对某一中间值或稳定值的小范围摆动,和柴油机转速变化的一般概念不尽相同。柴油发电机组并联运行的特点及注意问题详细内容等发电机技术支持请关注潍坊发电机出租,服务热线13326393979


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