南昌柴油發(fā)電機組并機影響功率分配的因素及解決方法
發(fā)布時間：2024-07-06 點擊：120
柴油發(fā)電機組兩臺并機越來越普遍,經(jīng)常由于需求功率的增加而出現(xiàn)要求柴油發(fā)電機組并機的服務(wù),隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展。為了滿足大負(fù)荷或不間斷供電要求,往往需要將兩臺或多臺機組并聯(lián)運行。機組并聯(lián)運行中,常出現(xiàn)功率分配不均勻現(xiàn)象,過度功率分配不均勻?qū)?yán)重影響電站系統(tǒng)運行的安全性和可靠性,且會對發(fā)電機組產(chǎn)生嚴(yán)重危害。這種危害性根源于系統(tǒng)的環(huán)流問題,也是并聯(lián)電站調(diào)試中最常見、也是最難以解決的問題。我公司技術(shù)人員根據(jù)調(diào)試并聯(lián)機組的一些經(jīng)驗,提出了環(huán)流產(chǎn)生的原因、影響功率平均分配的一些因素及解決方法。
環(huán)流產(chǎn)生的靜態(tài)分析
以模塊化并聯(lián)控制系統(tǒng)為例,發(fā)電機組的并聯(lián)調(diào)試一般先把并聯(lián)機組空載并聯(lián)時的環(huán)流調(diào)平衡、足夠小且穩(wěn)定運行,再通過負(fù)荷分配器把有功功率調(diào)平衡,其中關(guān)鍵是解決空載并聯(lián)時的環(huán)流問題。以兩臺機組并聯(lián)為例,空載并聯(lián)常出現(xiàn)的問題:
(1)環(huán)流過大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過并聯(lián)機組額定電流的10%;
(2)并聯(lián)后,環(huán)流隨運行時間逐漸變大,直至逆功率報警;
(3)環(huán)流不穩(wěn)定,隨機性忽大忽小。
如何解決這些問題?我們以兩臺等功率機組并聯(lián)為例,先分析一下環(huán)流產(chǎn)生的原因。
環(huán)流u1:1#機組端電壓,u2:2#機組端電壓,r3:兩臺機組并聯(lián)運行所帶負(fù)荷,i0:環(huán)流,i1:1#機組的輸出電流,i2:2#機組的輸出電流. 海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。若使兩臺機組并聯(lián)運行,在任何負(fù)荷下環(huán)流i0都為0,則必須u1=u2,即兩臺機組在任何負(fù)荷下運行其端電壓都相等。空載并聯(lián)相當(dāng)于負(fù)荷無窮大,其空載端電壓u01、u02也應(yīng)相等。即u01=u02(1-2)我們知道,有功功率的平均分配取決于柴油機及其調(diào)速系統(tǒng)的特性,而無功功率的分配則取決于發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)的特性,也就是發(fā)電機組本身的調(diào)壓特性。調(diào)壓特性是一條u=f(i)曲線,u為發(fā)電機組端電壓,i為電流。為方便分析問題,通常用一條直線近似取代該曲線。假設(shè)有兩臺并聯(lián)發(fā)電機組,分別具有如圖2所示的調(diào)壓特性,設(shè)定:δ1=tgβ1、δ2=tgβ2,δ1:1#機組的調(diào)壓特性,δ2:2#機組的調(diào)壓特性。
由以上分析可知:
(1)將兩臺機組并聯(lián),首先要將兩臺機組的空載電壓、調(diào)壓特性調(diào)整到完全相同,這是保證兩臺機組無功功率完全平均分配的前提條件,也是后續(xù)調(diào)整兩臺機組功率平均分配的基礎(chǔ)。當(dāng)上述兩項調(diào)整平衡后,才能保證并聯(lián)運行的兩臺機組輸出端電壓在任意負(fù)荷下都相等,同時保證功率平均分配,才能保證環(huán)流為0(理想狀態(tài))。表明:環(huán)流產(chǎn)生的根本原因是兩臺機組空載電壓不是完全相等或調(diào)壓特性有差異,造成輸出端電壓不相等而產(chǎn)生了環(huán)流。
(2)兩臺機組的空載電壓、調(diào)壓特性都相等,而兩臺機組的輸出電流不相等,也就是兩臺機組的功率分配不均勻,也會造成u1和u2不相等,而產(chǎn)生環(huán)流。
(3)影響無功功率分配的因素還有很多,像自動電壓調(diào)節(jié)器特性、用均壓線環(huán)節(jié)的穩(wěn)定作用等,在此不再分析。
功率分配的動態(tài)平衡分析以兩臺等功率發(fā)電機組并聯(lián)為例。gb/t12786 -2006自動化內(nèi)燃機電站通用技術(shù)條件規(guī)定:在20～80%標(biāo)定定額之間有功功率分配差度≤±10%,而兩臺并聯(lián)機組之間的有功功率平均分配主要是靠兩臺機組負(fù)荷分配器之間的平衡鏈來完成的。平衡鏈工作原理圖。
通過調(diào)整負(fù)荷分配器的“負(fù)荷分配”電位器,可以將兩臺負(fù)荷分配器的功率分配參數(shù)調(diào)整相等,即η1=η2。假設(shè)兩臺機組所帶負(fù)荷絕對相等,即p1=p2,那么u1=u2,i0=0。這是完全平衡的理想狀態(tài)。實際上這是一個動態(tài)的平衡過程:假設(shè)兩臺機組分別帶p1、p2的負(fù)荷正在平穩(wěn)的并聯(lián)運行,其中p1=p2。
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想要柴油發(fā)電機組能隨時正常穩(wěn)定運行，定期的有效維護必不可少
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(1)環(huán)流過大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過并聯(lián)機組額定電流的10%;
(2)并聯(lián)后,環(huán)流隨運行時間逐漸變大,直至逆功率報警;
(3)環(huán)流不穩(wěn)定,隨機性忽大忽小。
如何解決這些問題?我們以兩臺等功率機組并聯(lián)為例,先分析一下環(huán)流產(chǎn)生的原因。
環(huán)流u1:1#機組端電壓,u2:2#機組端電壓,r3:兩臺機組并聯(lián)運行所帶負(fù)荷,i0:環(huán)流,i1:1#機組的輸出電流,i2:2#機組的輸出電流. 海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。若使兩臺機組并聯(lián)運行,在任何負(fù)荷下環(huán)流i0都為0,則必須u1=u2,即兩臺機組在任何負(fù)荷下運行其端電壓都相等。空載并聯(lián)相當(dāng)于負(fù)荷無窮大,其空載端電壓u01、u02也應(yīng)相等。即u01=u02(1-2)我們知道,有功功率的平均分配取決于柴油機及其調(diào)速系統(tǒng)的特性,而無功功率的分配則取決于發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)的特性,也就是發(fā)電機組本身的調(diào)壓特性。調(diào)壓特性是一條u=f(i)曲線,u為發(fā)電機組端電壓,i為電流。為方便分析問題,通常用一條直線近似取代該曲線。假設(shè)有兩臺并聯(lián)發(fā)電機組,分別具有如圖2所示的調(diào)壓特性,設(shè)定:δ1=tgβ1、δ2=tgβ2,δ1:1#機組的調(diào)壓特性,δ2:2#機組的調(diào)壓特性。
由以上分析可知:
(1)將兩臺機組并聯(lián),首先要將兩臺機組的空載電壓、調(diào)壓特性調(diào)整到完全相同,這是保證兩臺機組無功功率完全平均分配的前提條件,也是后續(xù)調(diào)整兩臺機組功率平均分配的基礎(chǔ)。當(dāng)上述兩項調(diào)整平衡后,才能保證并聯(lián)運行的兩臺機組輸出端電壓在任意負(fù)荷下都相等,同時保證功率平均分配,才能保證環(huán)流為0(理想狀態(tài))。表明:環(huán)流產(chǎn)生的根本原因是兩臺機組空載電壓不是完全相等或調(diào)壓特性有差異,造成輸出端電壓不相等而產(chǎn)生了環(huán)流。
(2)兩臺機組的空載電壓、調(diào)壓特性都相等,而兩臺機組的輸出電流不相等,也就是兩臺機組的功率分配不均勻,也會造成u1和u2不相等,而產(chǎn)生環(huán)流。
(3)影響無功功率分配的因素還有很多,像自動電壓調(diào)節(jié)器特性、用均壓線環(huán)節(jié)的穩(wěn)定作用等,在此不再分析。
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