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本章的主要讲解内容
、船舶电力系统有功功率自动调整基础知识
发电机并联运行的有功功率分配
有功功率的转移操作
自动调频调载装置基本原理
自动分级卸载
一、电力系统频率波动的原因及其影响
电网频率与发电机组转速有如下关系式:
设原动机输入功率为PT ,发电机负荷功率为P,忽略内部损耗。当PT=P时输入与输出功率平衡,系统转速(即频率)不变。如果系统中的负荷突然变化使发电机输出功率增加∆PF,而由于机械惯性,原动机的输入功率还来不及变化,这时,
为了保持功率平衡,机组把转子的一部分动能转换成电功率,使机组转速降低,系统频率下降。可见系统频率的变化,是由于发电机的负荷功率与原动机输入功率之间失去平衡所致。
P发电机组转子极对数
n发电机组的转数(r/min)
f电力系统频率(Hz)
船舶电力系统有功功率自动调整基础知识
二、电力系统的负荷调节效应
化在一定的允许范围内( ±),发电机组必需配置调速器。
负荷调节效应,对于限制系统频率变化是有利的,但只依靠
率的变化起着补偿的作用,使系统能在另一个频率值下得到
叫负荷的功率频率特性,即
这个效应,频率的变化将是很大的。为了保证系统的频率变
新的平衡,这种现象称为电力系统的负荷调节效应。
在电力系统中功率平衡被破坏引起频率变化时,负载吸收功
当系统频率变化时,整个系统的负荷功率也随之改变,
调速器及其调速特性
电力系统要求频率能维持在一定范围之内,因此调速器应
是一种“定速调速器”。即通过调速器调节维持原动机转
速不变。调速器种类有机械式、液压式和电子式等。但无
论哪种型式,其工作原理都是测出偏差后,根据偏差的大
小和极性去调节原动机,使原动机在负载从零到额定值范
围内变化时,维持转速在允许的范围内。
调速器的结构和动作原理
图 15-1离心式调速器示意图
传动轴; 2 轴; 3 飞铁; 4 拨爪;5 滑套筒; 6 弹簧; 7 杠杆; 8 拉杆;9 涡轮涡杆; 10 伺服电动机; 11 油门控制机构
2.调速器的特性
图15-2 静态调速特性
图15-3 动态调速特性
图15-4 调速器的不灵敏区
1、发电机的调差系数
负号表示发电机输出功率的变化和频率变化符号相反。
(1)瞬时调速率J:
(2)转速恢复到稳定值所需要时间T(如图)
(3)调节特性的失灵区 (如图):
由于测量元件的不灵敏性,对微小的转速变化不能反应,调速器具有一定的失灵区,因而调节特性实际上是一条具有一定宽度的带子。
2、原动机的动态特性-转速与时间的变化关系。其指标有:
单机运行时频率的调整
B点:调速器一次调节,增加机组的输入功率PT。频率稳定在f 2
D点:调频器二次调节,增加机组的输入功率PT。频率稳定在f e
发电机并联运行的有功功率分配
有差特性:并联运行时能随电网负荷变化自动稳定分配有功功率;
理想的特性:下降的有差(下降率3%左右),且斜率一致的特性。
方法:通过操作调速器电动机的控制开关(在发电机控制屏上),使电动机改变调速器弹簧预紧力,使特性上下平移。转移负载时必须同时向反方向调节两机组的调速控制开关,才能保持电网频率不变。
有功功率的转移操作
图15-6 负荷转移图