文档介绍：第15章电力系统频率及有功功率自动调整
§ 电力系统有功功率自动调整基础知识
§ 自动调频调载原理
§ 电力系统有功功率自动调整基础知识
1) 电力系统频率波动的原因及其影响
原动机输入功率为PT,发电机负荷功率为PF
(1)当, 时,静止或恒转速运行,即稳态。
(2)当, 时,系统处于加速运行,即动态。
(3)当, 时,系统处于减速运行,即动态。
船级社规定:船用电器设备在电源频率波动稳态值达±5%额定频率时应能正常运用。因此要求船舶电网频率的变化最好保持在±。
2) 电力系统的负荷调节效应
负荷功率随频率而改变的特性称为负荷的功率频率特性,属于负荷的静态频率特性。
船舶电力系统中各种有功负荷与频率的关系,可分为如下几种类型:
(1)功率与频率无直接关系的负荷。
如:白炽照明,电热,整流器等。
(2)功率与频率成正比的负荷。
如:机床,压缩机,卷扬机等,其转矩基本恒定。
(3)功率与频率的三次方成正比的负荷。
如:吸风机,通风机,水泵等。
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新的平衡,这种现象称为电力系统的负荷调节效应。
负荷调节效应
为了保证系统的频率变化在一定的允许范围内,发电机组必需配置调速器。
调速器及其调速特性
发电机转速的调整是由原动机的调速器来实现的,因此发电机组的功率频率特性取决于调速器的特性。
由于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。
1) 调速器的结构和动作原理
1 :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:调速器电机
11:柴油机油门
柴油机运行时, 通过齿轮传动机构带动调速器的传动轴1将转速传到轴2,使飞铁3绕轴2旋转,飞铁在离心力作用下,力图张开,并将滑套5向上顶, 压缩弹簧6, 直到与弹簧6产生的反作用力相平衡, 这时滑套5将处于某一平衡位置,通过杠杆7、拉杆8, 将油门拉到一定的开度,使柴油机有一定大小的喷油量,机组在一定转速下运行,此时的调速器处于一种平衡状态。
平衡状态
若由于某种原因破坏了调速器的平衡,譬如负载减少、机组转速升高,则飞铁的离心力增大、张开的角度将更大,引起滑套5上移。在滑套上移的过程中,通过杠杆、拉杆、使油门减小,转速就被阻止进一步增加。同时,因为滑套的上移压缩了弹簧6,其反作用力也将增加,直到与离心力的作用平衡,滑套5就停止上移。到此,调速器达到了一个新的平衡状态,机组在另一个转速下稳定运行。
负载减少
相反若由于某种原因使转速降低,则飞铁的离心力变小、平衡又被打破, 此时弹簧6的压力大于离心力的作用,滑套下移,于是油门加大,阻止了转速进一步下降,又达到了一个新的平衡。这种自动调整作用,使柴油机能稳定运行于一定的转速范围内。
负载增加