第八章 舰船同步发电机频率及有功功率自动调整.ppt

第八章 舰船同步发电机频率及有功功率自动调整 第一节 概述 第二节 调速器作用原理和特性 第三节 并联运行的同步发电机之间有功功率的分配 第四节 自动频载调节装置原理 第一节 概述 船舶电站负载发生变化的影响 使原动机的驱动功率与发电机组负载功率的平衡关系被破坏，引起发电机组转速的变化，而使电网频率发生变化（f=Pn/60）。 当电网频率降低时，由于异步电动机的转速下降，轴上输出功率和效率降低。 在电动机电压不变的情况下，磁化电流增加会引起铁芯和绕组发热；当频率高于额定值时，电动机转速升高，其输出劝率增加，使电动机过载。 国标规定---1 《钢质海船入级与建造规范》第3篇9.7.3.1条 带动发电机的原动机(包括柴油机和汽轮机)须装有调速器，其调速特性应符合下列规定:当突然卸去额定负荷时，其瞬时调速率不大于额定转速的10%,稳定调速率不大于额定转速的5%，稳定时间(即转速恢复到波动率为±1%范围的时间)不超过5s。 国标规定---2 《钢质海船入级与建造规范》第4篇第4.1.7.6条 并联运行的各交流发电机组均应能稳定运行，且当负载在总额定负载的20%~100%范围内变化时，各机组所承担的有功负载与总负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者: (1)最大机组额定有功功率的±15%。 (2)各个机组额定有功功率的±25%。 一次调节与二次调节 频率的一次调节 当柴油发电机组输出功率变化时,依靠柴油机调速器的固有特性自动改变油门的开度，实现频率与机组间功率的分配及平衡的过程。 二次调节 通过手动或自动频载调节器，控制伺服电动机的正反转，改变调速器弹簧的压力，使调速特性上下平移.实现频率和机组功率的分配的调节过程。 第二节 调速器作用原理和特性 调速特性 有差调速特性 在新的稳定平衡状态下，柴油机承担负荷增大，进油量也增加，但转速却下降。 与无差调速特性 如果转速(或颁率）与输出功率大小无关。 调差系数Kc 式中： ----调速特性斜率 n,p ----标么值 二、单机运行时频率的调整 转速(频率)的一次调节 当柴油机输出功率变化时，依靠调速器的固有调速特性自动改变油门的开度.实现转速与功率平衡的凋节过程 对有差调速特性的调速备来说， 必须迸行二次调节。 调速器二次调节 单机手动调频 第三节 并联运行的同步发电机之间有功功率的分配 当二台发电机组并联运行时，各机组的频率都是相同的。有功功率的分配取决于各机组的调速特性。 1号机组的功率增量为 2号机组的功率增量为 式中: Kc1，Kc2 ---1号、2号机的调差系数; Δf---频率的变化量。 这种方法在船舶上应用最多 有差调节法 所以： 各机组的功率增量为 称为并联系统的平均调差系数。 功率均匀分配 船舶上多采用同容量、同型号的机组并联运行，调速器的型号亦相同，即应使各机组的调差系数相同, Kc1 = Kc2…=Kcn。 实际上，当调速器的调差系数不可调时，很难满足Kc完全一致。 另外，由于调速器结构中的间隙 ，使调速器有失灵区，其调速特 性并不是一条理想的直线而是 一条宽带。 功率均匀分配很难！！ 第四节 自动频载调节装置原理 频率及有功功率自动调整装置 是协助原动机调速器自动地维持电网频率为额定值，以及并联运行发电机之间的有功功率均衡分配的一种自动调整装置。 同时可以与自动并车装置配合，完成待并发电机的频率调节，创造同步合闸的条件，在同步并联后使运行机组负荷自动转移。 有机组需解列时，也能自动进行负荷的转移。 --------称为自动并联运行控制器 二、自动调频调载的基本组成 1.频率变换器 频率变换器是用来测量电网的频率，并把频率与额定值之差，变换为一直流电压信号送给调整器。 式中: --频率变换器输出直流电压V; --频率变换系数V/Hz; --电网实际频率Hz; --电网额定频率Hz. 谐振式频率变换器: 波形变换的频率变换器 式中:fN--额定频率; TN--额定频率对应的周期。 当f=fN时，方波的正、负半波幅值宽度相等，平均值为零，即Usc=0； 当ffN时，Usc0； 当ffN时，usc0。 设输入信号的频率为f,则取平均值电路的输出为 从上式可看出，输出只与电网电压的频率差成正比，而与电压的大小无关输入输出特性如图7-12(c)所示。 2.功率变换器（测功器） 功率变换器用来测量发电机输出的有功功率，并将测得的有功功率值变换成与之成正比的直流电压信号，即 式中: