船舶电站及其自动化装置课件：船舶同步发电机组频率及有功功率分配.pptx

船舶同步发电机组频率及有功功率分配;同步发电机并联运行时的频率调整和发电机间有功功率的分配密切相关。当各机组转速波动时，将会引起电力系统有功功率分配的不均匀。频率调整实际上是对原动机转速的调整，所以发电机频率的调整和有功功率分配可以由原动机调速器和自动调频调载装置来实现。

船舶交流电站中由于负载的变化（特别是当大功率负载的起动和停止时），将引起电站运行发电机组转速的变化，从而使电网频率发生变化。;因为原动机本身都具有调速器，频载调节器只起辅助调节作用，所以它不需要迅速反应和频繁的动作（伺服电机是短时工作制的，不允许长期工作），只是在调速器动作之后如果仍存在固定偏差时，由它再进行调节。对于如起货电动机等的固定频繁起动、正反转、停止所引起的电网频率波动不需要进行调节。;我国《钢质海船入级规范》对原动机的调速特性有明确的要求：“当突加或突卸额定负载时，转速的瞬时变化不大于额定转速的±10％，稳定后变化不大于额定转速的±5％，达到新的稳定值的时间不超过5s。”

我国《钢质海船入级规范》对并联运行的各交流发电机组的有功功率的分配要求为：“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最小机组额定有功功率的±25％。;1.离心式调速器基本结构及调速原理：

带动船舶同步发电机工作的原动机，大多数是柴油机。柴油机的转速由其调速器进行调节，改变套筒的位置可以改变调速弹簧的预紧力，从而改变柴油机的转速。

套筒的一端带有齿

牙，可通过调速器马达

DC通过传动机构，改

变套筒的位置。而DC

的控制触点就是主配电

板上的调速开关。;调速器杠杆动作过程图;2.调速器特性;并联运行时的调速特性;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调节过程通常称为转速（频率）的一次调节。;;假??船舶电网上已有一台发电机带负荷P运行，频率为fe，第二台机组经准同步并车后,还只是处于空载状态。现在需要将有功负荷转移一半给2号发电机机，这个任务，调速器不能自动完成，若无“自动调频调载装置”就必须手动操作。设电压和无功分配已由调压器保证了,这里只讨论如何保持频率不变,实现有功功率的转移。;

并联运行的发电机之间的有功负载分配与调速特性的斜率呈反比关系。;

在相同斜率的调速特性下，两台发电机组增加或减少的有功功率是相同的。

;对特性配合的四种情况分析，可得结论：

①.两机配合的理想情况是：两条调速特性都为差比较的有差特性，且特性的斜率一致。

②.两机都为有差特性但差不等：电网负荷变化时，差小的发电机承担有功变化量大。

③.一机有差一机无差：负载有功变化时，所有负载有功变化量都由无差特性发电机承担。

④.两台同步发电机都具有无差调速特性，将不能稳定并联运行。;调速器的失灵区;直接利用调速器特性调节电网频率的方法称为“一次调节”。实际使用运行中需要辅以“二次调节”。即在负载变化调速器进行一次调节后用手动或自动装置进行“二次调节”，移动调速器特性曲线的位置，改变进入原动机的燃油进行频率和功率调节。;第四节自动调频调载;自动调频调载装置是用来调整电网频率和发电机组之间的有功功率分配的，因而需要检测机组的转速和负荷,对信号加以判别、放大，控制“加”“减”速调速开关,使调速器的伺服电动机正反转，从而改变原动机油门的开度。因此，自动调频调载装置一般由频率变换器、有功功率变换器、有功功率分配器和调整器四部分组成。;;;有功功率分配器是一种有功分配运算电路，为实现按比例或均匀分配有功功率而设置的。运算环节主要由比较放大器和加法器组成，它的作用是根据电网总的功率，计算每台发电机应承担功率以及各台发电机实际承担的功率值与平均值之差。;调整器接受频差和功差信号，并根据它们的频差和功差信号的大小和极性，输出相应脉冲调整信号，控制伺服电动机正转或反转调节发电机油门的开度，使有功功率均匀分配，从而保持电网的频率恒定。;在并联运行的各机组上分别装有功率变换器和调整器，整套装置只装一台频率变换器。在其控制下，保持电网的频率为额定值，负载按给定比例进行机组间的合理分配。每台发电机组所装置的调整器仍是有差特性，但不影响达到无差特性的调整效果。;假设三台发电机有功功率已均匀分配，则图3-15中各功率变换器输出端1、4两点间直流电压相等，又因为1已联成一点，故4点亦为等电位点。;假设三台发电机有功功率已均匀分配