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并聯(lián)運行發(fā)電機組的有功功率和無功負載怎么分配
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柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行時,往往會出現(xiàn)功率分配不均衡的現(xiàn)象,較大的功率不均衡,在電網(wǎng)負載接近發(fā)電機總?cè)萘繒r,會引起其中一臺發(fā)電機組過載,而在電網(wǎng)處于輕載時又會在并聯(lián)運行的發(fā)電機之間產(chǎn)生環(huán)流,甚至?xí)鹉婀β侍l。功率分配的嚴重不均衡還會導(dǎo)致各機組勵磁電流的不均衡,這樣的狀況長期運行下去會對發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)帶來一定的危害。如果功率較大,功率因數(shù)較低,這種現(xiàn)象尤應(yīng)注意。所以功率分配不均衡,不但對均勻利用各機組的容量及提高電站運行的經(jīng)濟性不利,而且更重要的是直接影響到整個用電系統(tǒng)的安全。
因此,國家有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準,都對并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組作了規(guī)定。如GB799-74船用柴油發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)性能一般技術(shù)條件中就規(guī)定了并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組的負載分配差度Θ。在電網(wǎng)總負載在20%~100%的范圍內(nèi)變化的情況下,機組所承擔(dān)負載的變化范圍,當(dāng)發(fā)電機的功率相同時,其負載分配差度應(yīng)小于或者等于10%。
式中 Par ——在某一工況下,第r臺機組在并聯(lián)運行中實際承擔(dān)的有功負載;
Phar ——在某一工況下,第r臺機組在并聯(lián)運行中按比例分配時,應(yīng)該承擔(dān)的有功負載;
PHr ——第r臺柴油發(fā)電機發(fā)電機的標(biāo)定功率。
并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組的有功功率分配取決于各機組的柴油發(fā)電機調(diào)速特性(圖1)。
圖1 并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組有功功率分配和調(diào)速特性的關(guān)系 |
任意一臺機組的調(diào)速特性為Pi=fi(n),式中i=1,2,3,…,m;P是柴油發(fā)電機發(fā)電機組的功率;n是轉(zhuǎn)速。整個電網(wǎng)的調(diào)速特性為ΣPi=f1(n)+f2(n)+…,式中ΣPi為整個電網(wǎng)的總負載功率(圖1)。當(dāng)電網(wǎng)負載ΣPi為一定時,整個電網(wǎng)的頻率和每臺發(fā)電機組的功率也就確定了。其功率分配是不均勻度δ大的那臺柴油發(fā)電機所承擔(dān)的負載大,不均勻度δ小的那臺柴油發(fā)電機所承擔(dān)的負載小。
圖1中,1代表第一臺柴油發(fā)電機組的調(diào)速特性;2代表第二臺柴油發(fā)電機的調(diào)速特性;縱坐標(biāo)為功率P;Pe為標(biāo)定功率;ne為機組的標(biāo)定轉(zhuǎn)速;n為實際的機組運行轉(zhuǎn)速。圖中,1、2兩臺機組并聯(lián)運行在m1的轉(zhuǎn)速下(即相應(yīng)的f1電頻下),第一臺機組的調(diào)速率δ1大于第二臺的調(diào)速率δ2,顯然,第一臺機組所承擔(dān)的負載功率比第二臺機組所承擔(dān)的功率要大,即P1>P2??偟碾娋W(wǎng)功率為PΣ=P1+P2。因此,這里得出重要結(jié)論:為了使并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組的有功功率分配均勻,各臺機組的調(diào)速特性的變化應(yīng)當(dāng)大體一致。