并聯(lián)運行柴油發(fā)電機組的功率振蕩解析(1)

所謂功率振蕩，就是一定數(shù)量的功率或電流在并聯(lián)發(fā)電機組之間不衰減地頻繁轉(zhuǎn)移，事實上是其靜態(tài)穩(wěn)定性的一個特例。從負載分配角度看，每臺發(fā)電機組都相對其某一平均功率，時而處于重載，時而處于輕載。這種功率振蕩的頻率都比較低。從零點幾赫到幾赫之間，但其振幅卻有可能很高，有時會達到發(fā)電機額定功率的50%～60%，甚至接近發(fā)電機的額定功率。
功率振蕩的危害是非常明顯的，靜態(tài)功率分配不均的_二切害處在這里都依然存在。除此之外，在功率振蕩時，柴油機同時發(fā)生轉(zhuǎn)矩振蕩，柴油機各零件和機座經(jīng)受著激烈的振動，柴油機的調(diào)速系統(tǒng)都工作在大幅度的振蕩狀態(tài)，其壽命和可靠性顯然會受到影響。與此同時，功率振蕩往往伴隨著頻率和電壓的脈動，因而直接影響供電質(zhì)量。可見發(fā)電機組并聯(lián)運行時的功率振蕩是不允許的。
影響功率振蕩的因素是多方面的，為了對以后深入討論這一問題做準(zhǔn)備，在此簡要地描一下柴油機功率振蕩的物理過程還是很有必要的。
仍從發(fā)電機的功角特性人手，根據(jù)式(9-1)，三相同步發(fā)電機的電磁功率為
前面對這一關(guān)系式的討論都是針對穩(wěn)定狀態(tài)而言的，即每臺柴油機的機械功率pm，發(fā)電機電勢e和電壓u以及負載功率pl都是不變的，或者是變化非常緩慢的數(shù)值，因此柴油機機械功率pm和發(fā)電機電磁功率pe相平衡，功角θ和轉(zhuǎn)速也保持不變，至于功角θ如何由一個穩(wěn)定值變化到另一個穩(wěn)定值，這個過程這里并沒有討論。事實上，上述參數(shù)中的任何一個發(fā)生了突然變化，功率的平衡就遭到了破壞，要取得新的平衡，只能靠改變柴油機的機械功率pm，即改變柴油機的供油。燃油供給不是直接靠pm和pe間的差別來調(diào)節(jié)的，而是靠轉(zhuǎn)速偏差進行調(diào)節(jié)。由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的巨大機械慣性，θ角和柴油機轉(zhuǎn)速都不可能突然改變，而要經(jīng)過一定時間過程，也就是說，pm和pe間新的平衡關(guān)系必須經(jīng)過轉(zhuǎn)速變化和調(diào)速器調(diào)節(jié)燃油供給這一曲折間過程。現(xiàn)在看一下柴油機機械功率出現(xiàn)突然變化△pm=pm- pe>0時的情況。為了突出說明主要問題，暫不考慮調(diào)壓器參與調(diào)節(jié)的影響，假設(shè)電壓和電勢的大小是不變的，同時還假定負載的總功率pl是不變的。

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