使用說(shuō)明書(shū)

兩臺康明斯發(fā)電機組自動(dòng)并車(chē)的要求和條件

 

摘要：柴油發(fā)電機組的電氣設計涉及到多方面的內容，在某些應用中，可能需要兩臺或兩臺以上的發(fā)電機組并聯(lián)運行發(fā)電。并機運行是指將多臺柴油發(fā)電機組同時(shí)連接在一個(gè)電力系統中，共同供電，其主要目的是提高電力系統的可靠性和供電能力。并聯(lián)可以根據負載的情況，啟動(dòng)相應的某一臺柴油發(fā)電機組，也可以同時(shí)啟動(dòng)兩臺以上發(fā)電機組。在并聯(lián)的情況下，柴油發(fā)電機組可以增強抵抗負載突變，電流沖擊，保護柴油發(fā)電機組，延長(cháng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

 

一、柴發(fā)并機的工作原理

 

      柴發(fā)機組并機的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為以下幾個(gè)步驟：

1、同步檢測與調節

      在并機系統中，每臺柴油發(fā)電機組都需要具備同步檢測與調節功能。當柴油機組與電力系統同步后，電流和電壓會(huì )發(fā)生變化，這就需要對發(fā)電機組的電流和電壓進(jìn)行檢測和調節，以確保其與電力系統保持同步。同步檢測與調節技術(shù)是柴發(fā)機組并機系統的核心。通過(guò)準確檢測和調節各個(gè)柴油發(fā)電機組的電流和電壓，可以保證并機系統的運行穩定。

2、負荷分配

      在柴發(fā)機組并機系統中，各個(gè)柴油發(fā)電機組需要根據電力系統的負荷情況進(jìn)行合理的負荷分配。負荷分配的目標是使每臺發(fā)電機組的負荷盡量均衡，避免出現負荷過(guò)大或過(guò)小的情況。負荷分配技術(shù)是保證發(fā)電機組負荷均衡的關(guān)鍵。通過(guò)合理的負荷分配，可以避免某個(gè)發(fā)電機組負荷過(guò)大而導致故障，同時(shí)也可以提高整個(gè)系統的供電能力。

3、頻率和電壓控制

      柴發(fā)機組并機系統中，頻率和電壓是兩個(gè)重要的控制參數。為了保持電力系統的穩定運行，需要對頻率和電壓進(jìn)行精確的控制。當電力系統的負荷發(fā)生變化時(shí)，柴油機組需要根據系統的需求來(lái)調整輸出頻率和電壓。頻率和電壓控制技術(shù)是保證電力系統穩定運行的重要手段。通過(guò)精確控制頻率和電壓，可以避免電力系統的過(guò)載或欠載。

4、 并機控制

      柴發(fā)機組并機系統中的并機控制是整個(gè)系統的關(guān)鍵。通過(guò)并機控制系統，可以實(shí)現柴油發(fā)電機組的自動(dòng)啟動(dòng)、同步和停機。并機控制系統還可以監測電力系統的狀態(tài)，當某臺柴油發(fā)電機出現故障時(shí)，可以及時(shí)切換到備用柴油發(fā)電機組，保證系統的連續供電。并機控制技術(shù)是柴發(fā)機組并機系統的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)自動(dòng)啟動(dòng)、同步和停機等控制功能，可以實(shí)現柴油發(fā)電機組的自動(dòng)管理和切換。

 

圖1  多臺柴油發(fā)電機組并聯(lián)系統統樸圖

圖2  柴油發(fā)電機并機原理示意圖

 

二、柴發(fā)并聯(lián)系統的基本要求

 

1、并車(chē)的要求

（1）在合閘并車(chē)的最初瞬間，應使沖擊電流盡可能地小。

（2）并車(chē)之后，要求發(fā)電機保持穩定的同步運行。 

2、并車(chē)的條件

（1）頻率相同

      頻率相同是并車(chē)的基本條件。如果頻率不同，在同一瞬間它們電壓的大小和極性就不同，若并車(chē)就會(huì )在發(fā)電機間的定子繞組中形成電位差而產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流過(guò)大，就會(huì )燒壞定子繞組。同時(shí)環(huán)流還會(huì )產(chǎn)生一個(gè)增加發(fā)電機轉速的力矩，致使發(fā)電機轉速不穩定，產(chǎn)生振動(dòng)。因此，頻率不同的發(fā)電機是絕對不能并車(chē)的。

（2）電壓相同

      電壓的大小和相位均相同。并車(chē)時(shí)要求它們的電壓差值不超過(guò)±5％且相位相同。若電壓不同，并車(chē)時(shí)就有較大的沖擊電流，并車(chē)后還會(huì )影響發(fā)電機的功率因數；當相位差很大時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒壞定子繞組。

（3） 電壓相序一致

      相序就是發(fā)電機三相電壓升起的次序。若相序不同，即使兩臺發(fā)電機的電壓大小和相位相同，其中兩發(fā)電機之間必有兩相的電壓不同，并車(chē)時(shí)在這兩相中就在很大的電壓差，就會(huì )產(chǎn)生很大的環(huán)流，會(huì )燒壞定子繞組。

      兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行的條件是電壓、頻率和相位角必須一致，它們的功率、功率因數等不影響并聯(lián)運行。為了使兩臺發(fā)電機穩定運行，無(wú)功功率分配必須合適，即調差量必須調節好，且必須為正調差。兩臺發(fā)電機的有功功率（調節各自機組的導水葉）和無(wú)功功率（調節各自的勵磁）能按一定的比例輸出。

3、自動(dòng)和手動(dòng)并車(chē)裝置

      為了達到上述要求，需采用自動(dòng)或手動(dòng)調節勵磁裝置。如果其中一臺是用不可控的自勵恒壓勵磁（即自勵恒壓發(fā)電機），就不可能使并聯(lián)運行的發(fā)電機穩定運行，甚至跳閘解列，也就是不能并運行。兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行的條件是電壓、頻率和相位角必須一致。它們的勵磁方式雖不同，但只要能起到下列作用就可并聯(lián)運行。

（1）勵磁電流可自動(dòng)或手動(dòng)調節，能保證發(fā)電機的端電壓在要求范圍內。具有正調差，且調差量合適，能使各臺機組間的無(wú)功功率合理分配。

（2）當電網(wǎng)內發(fā)生故障使電壓降低時(shí)，勵磁裝置能快速地進(jìn)行強勵，以維持電壓在合適的水平上，并提高動(dòng)態(tài)穩定性。

（3）當然兩臺發(fā)電機的勵磁方式相同更好，這樣調節起來(lái)就更容易。如果其中一臺為自勵恒壓發(fā)電機，就不能并聯(lián)運行。

 

圖3  柴油發(fā)電機并聯(lián)模擬數據顯示

圖4  柴發(fā)并機控制器背面板接線(xiàn)端子

      在我國，隨著(zhù)人們生活水平的日益提高及工農業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，用電量在不斷攀升，在電力調配時(shí)，有時(shí)需要用限電的方法來(lái)暫時(shí)緩解高峰時(shí)期的用電壓力。這時(shí)的柴油發(fā)電機組已經(jīng)不再是傳統意義上規范中所規定的“應急”作用，而是增加了正常工作、生活用電的“備用”功能。柴發(fā)機組并機是提高電力系統可靠性和供電能力的重要手段。通過(guò)合理的同步檢測與調節、負荷分配、頻率和電壓控制以及并機控制技術(shù)，可以實(shí)現柴油發(fā)電機組的自動(dòng)管理和切換。柴發(fā)機組并機系統廣泛應用于建筑工地、工業(yè)生產(chǎn)、農村電網(wǎng)和電力系統備用電源等領(lǐng)域，為各個(gè)領(lǐng)域的電力供應提供了可靠的支持。

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