稳态调速率与静态调压率对柴油发电机组并联运行的影晌

　　 
　　多台机组并行运转是船只柴油发电机组的重要特征。当船上电网负载用电量较大或特殊情况(如进出港、经过运河)下，就会启动第二台及更多的机组参加发电，以满意船只用电需要。而两台(或两台以上)机组并联运转的供电品质以及确保机组的牢靠运转必须满意三个基本前提，即:频率共同、电压共同和相序共同。除了相序(本文将其列为榜首条准则)是电机制作和船上电缆布置已确认以外，频率和电压则与机组的运转参数及运转特性是密不可分的。而柴油机的稳态调速率和发电机的静态调压率正是机组能否正常并联运转以及运转的品质好坏的决定要素。 
　　 
　　2柴油机稳态调速率与机组并联运转的联系 
　　 
　　柴油发电机组(柴油机)的转速理论上为设定的恒转速，这样才干确保供电的频率满意运用要求，但是机组的负载发作改变后，柴油机实践转速会违背设定值。这种随负载增加或减少而发作的实践转速违背设定值的联系，称之为柴油机的稳态调速率，它只允许在必定的公役范围内动摇，如图示1。


　　 
　　这种转速的改变反应在发电机组上即为频率的改变。当单台机组运用时，这种频率改变的本质是交流电正弦波波长和周期的略有改变，对绝大部分电器的运用是能够接受的。当然，频率改变越小也就标示着发电机组输出电的品质越高。为了得到较好的稳态调速率，能够经过调整调速器的调速率来到达意图。经过图示I还能够了解到柴油机的转速与负载成反比联系，负载越高转速越低。假如形象地把转速比喻为一个"弹性"承载体，那么负载越大这个"弹性"承载体的高度越低。正因为这种"弹性"特性，使几台柴油发电机组并联运转成为可能，并有可能较好地分配负载。因为当待并机机组转速以略高于运转机组转速投人并联运转时，因为它的转速略高，能在瞬间承接部分负载;而且跟着接受负载的增加，它的转速会有所下降，这种下降起伏也必定契合稳态调速率曲线规则的。而原运转中的机组因为负载被搬运到并人机组上，它的转速则有所上升，同样，这种上升起伏也必定契合稳态调速率曲线规则的。直至并人机组和已运转机组的转速完全共同，并各自承当相应的负载。因此，两台(或两台以上)机组并联运转，它们的稳态调速率曲线必须是比较共同的或挨近，才干确保在运转时的负载承当比较均衡。这种转速的共同性是发电机组并联运转的第二条准则:频率相同。必须阐明的是，这里所说的负载主要是指发电机组承载的有功功率。 
　　 
　　3发电机静态调压率与机组并联运转的联系 
　　 
　　一般来说船用发电机组都是三相交流发电机组。要求发电机输出的电压值是在船只设计时已规则，但是当机组的负载功率发作增减时，发电机的实践输出电压也会跟着发作改变，并违背规则电压。这种电压随负载功率增减一同改变的联系，称之为发电机的静态调压率。为了确保输出电压满意运用要求，它只允许在必定的公役范围内动摇。 
　　 
　　发电机的电压是与它接受的负载成反比联系的，发电机接受的负载越高，相对来说输出的电压也就越低，特性曲线如图示2。


　　 
　　发电机的静态调压特性与柴油机的稳态调速特性有着类似的特征，即:电压的高低取决于负载的大小，有着"弹性"特征。当待并机组电压以略高于运转机组电压投入并联运转时，因为它的电压略高，它先于已运转机组向电网输送电量(或者说承载负载)，而且跟着接受负载的增加，它的电压有所下降。罢了运转机组因为承当的负载被搬运，负载减少，电压有所上升，直至并人机组和已运转机组的电压完全共同。这种电压的共同性便是发电机组并联运转的另一条准则:电压相同。要得到较好的静态调压率可经过调整发电机的主动电压调整器(AVR)来到达意图。 
　　 　　 
　　4柴油发电机组并联运转的均衡性要求 
　　 
　　因为交流发电机接受的负载除了有功功率之外还有无功功率，这两者的矢量总和称为视在功率。见图3所示。


　　 
　　衡量多台柴油发电机组并联运转时负载分配的均衡性，可采用视在功率差度指标来查核，也可采用有功功率差度、无功功率差度两个指标分别来查核，我国的国标和船用标准都是采用后者。要求是:两台(或两台以上)机组并联后，在额外功率要素cos=0.8)的条件下，于75%额外负载处使各机组的功率分配基本共同(有功功率持平、无功功率持平，即功率要素c050均为0.8);均功后不允许再对机组进行调整，然后机组功率从75韦100%-90%-75%-50%-20%-50%-75%逐步改变运转，当机组功率改变后到达安稳状况时需查核其分配差度。假如实验过程中出现功率分配不均衡，主要是由各机组的稳态调速率、静态调压率曲线相差太大引起的。一般来说，各机组的稳态调速率如有0.4%以上的差错就会引起有功功率分配的超差;静态调压率如有0.5%以上的差错就会引起无功功率的超差。无功功率超差的表现特征是:各机组的功率要素和电流相差较大，因为无功功率=tgcos"Wx有功功率。 
　　 
　　国家标准和船级社标准对柴油机的稳态调速率和发电机的静态调压率都有限定:柴油机的稳态调速率应≤额外转速的5%;发电机的静态调≤率毛额外电压的2.5。并联运转的柴油发电机组有功功率的差度≤机组额外功率的15%;无功功率的差度≤机组额外无功功率的10。 
　　 
　　跟着科学技能的开展，带调频调载功能的电子调速器运用而生，高精度主动调压的发电机也有问世。这些技能的运用，使得柴油发电机组的并联运转变得非常容易。但因为开发成本和元器件成本的原因，它们的价格非常贵重;而且一旦发作毛病，必须要经专业人员来修理，对运转船只的电站运用带来很大麻烦。 
　　 
　　5稳态调速率和静态调压率的调整 
　　 
　　怎么运用一般的机械液压调速器和一般的AVR调压器，来到达抱负的稳态调速率和静态调压率，以笔者长时间调试柴油发电机组的领会，需从以下二方面着手: 
　　 
　　榜首，分别对每台机组从0功率至100功率确认机组的转速(频率)，将全程的稳态调速率调整在5%以内(根据经历，50Hz机组最好调至3.6%;60Hz机组最好调至3.3%)，这是调整稳态调速率曲线的斜率，要求每台柴油机的调速率斜率尽可能地共同。调整过程中应批改在100%功率处的转速(频率)，将转速设定为额外转速(频率)，这是上下平移调速率曲线的位置。在条件许可的情况下，最好将功率要素设置为l(cosφ=1)来进行该项实验，这样实验可将发电机电压要素的影响降到最低。 
　　 
　　第二，在上述实验的基础上，分别对每台机组进行静态调压率的调试:机组在额外转速、额外负载的情况下，将电网的功率要素调整至额外的功率要素。假如此刻发电机输出的电压不为额外电压，可经过发电机的外接电位器将电压调整至额外电压。可经过几回调整将转速(频率)、功率、电压和功率要素全部整定在额外值，这便是机组的额外工况。然后，逐步降低机组负载并保持功率要素为额外功率要素，直至0功率处;要求每台机组的静态调压率不超出2.5%并尽可能地共同，如有必要应对发电机的AVR进行调整。这是调整静态调压率曲线的斜率，要求每台发电机的调压率斜率尽可能地共同。调整AVR后机组的额外电压会有必定的偏移，可经过外接电位器进行批改，这是上下平移调压率曲线的位置。经过儿次调整直至所有机组都满意要求。 
　　 
　　6定论 
　　 
　　柴油发电机组的稳态调速率和静态调压率这两个特性的调整不仅要满意自身的要求，对需要进行并电运转的发电机组来说，更高要求的稳态调速率和静态调压率是保障并联运转的必要条件。而且这两个特性是机组自有的"天然"特性，具有安稳牢靠的优点。当然，影响有功功率分配均衡的还有调速器调速线性和高压油泵齿条精度的要素，影响无功功率分配均衡的还有AVR调压线性和元器件的精度要素。但这些要素是非必须要素，只要是合格的调速器和调压器，就不会对并联运转的负载分配形成太大影响。稳态调速率和静态调压率是需要调整和匹配的，只要将两者调整妥当，既是运用一般的机-液调速器和一般的AVR调压器也能得到杰出的并联运转结果，而且修理成本低，修理的技能要求也低，一般来说船上的轮机人员就能担任。