第六节 并联运行同步发电机之间无功功率分配与稳定.docVIP

第六节 并联运行的同步发电机之间无功功率的分配与稳定 ????发电机并联运行与单机运行时的情况不同：首先，电网电压(用汇流排电压表示)与各发电机端电压相等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整个电网的电压变化。另外，当负载要求的总无功功率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率的问题。这个问题又可分为：(1)怎样分配才是合理的或是最佳的；(2)分配不符合要求时，怎样转移各台发电机承担的无功月戴之趋于合理；(3)达到合理分配状态时，能否保持下去，即分配是否稳定。这些问题均与发电机的励磁调节系统有关。因为各台发电机的电势对应各自的励磁电流，当电网电压一定而各电势不同时，在发电机之间将形成环流，这种环流基本上是无功的，从而使各发电机承担的无功功率不一致，如图6-43所示。???????????????????? ????一、无功功率的合理分配????《钢质海船入级与建造规范》4.1.7.6条规定，“并联运行的各交流发电机组均应能稳定运厅，且当负载在尝、额定负载的20%-100%范围内变化时”，各发电机组听承担的无功功率“与急无功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最大机组额定无功功率的士10%;????②最小机组额定无功功率的士25%。”我国《内河钠船建造规范》中也有类似的要求。????总之，规范要求无功功率按发电机额定功率比例进行分配。 ????二、无功功率的转移????根据上述分析，电势不等，无功分配不均;电势相等，无功也就均匀分配，因此要使无功功率均匀分配必须调整电势。调整电势的方法就是调节励磁电流。清注意，现在调励磁电流不希望改变电网电压，因此在减少一台发电机励磁电流的同时，必须相应地增加另一台发电机的励磁电流。换言之，这种调整需要从两个方向上同时进行，单纯把电势大的发电机励磁电流调小，或单纯把电势小的发电机励磁电流调大都是不行的·另外，因电网电压不变，自动励磁磁节装置是不会进行自动调整的，所以，转移无功的励磁调节是人为的调节或附加装置们自动调节。 ????三、无功功率分配的稳定性讨论????当并联发电机间无功分配调整合理后，能否把合理的状态保持下去.这与自动励磁调节装置的性能有很大关系。为了讨论无功分配的稳定性.首先介绍几个有关概念。????1.发电机的调压特性????发电机的调压特性表示发电机端电压与输出无功电流之间的关系，如图6—45所示。它与发电机外特性有些类似，即都是电压与电流的关系，在频率不变的情况下测得。但两种特性是不同的；外特性是在励磁电流不变的情况下获得的。而调压特性是在自动励磁电流调节装置起作用的情况下获得的外特性的随坐标是负载电流，调压特性的横坐标是无功电流几，即负载电流的无功分量。???????????????????????? ????2.无差特性、????无差特性是呈水平直线的调压特性，即当无功电流IQ变化时，端电压变化ΔU=O的特性。当IQ变化时，去磁的电枢反应变化，必定引起端电压的变化(单机运行时)，但ΔU=O说明自动励磁调整装置AVR在起作用，调节属可控类型。????3.有差特性????有差特性是指当IQ增大时也ΔU增大的调压特性。由于自动励磁调节装置的调节作用，ΔU的变化虽存在，但比发电机的外特性上ΔU的变化要小得多。简化看，可认为有差特性是一根略向右倾斜的直线。 ????4.调差系数Kc????Kc是指调压特性下倾角的正切值，定义值不小于0????????当把特性看作一根直线，且U和IQ采用标么值(per-unit system)时,Kc表示发电机系统的静态电压调整率????????从公式可看出，无差特性的KC=0，有差特性的KC0。????下面定性讨论Kc不同时，对两台发电机并联运行时的无功分配产生的影响。????1、KC1KC20这种情况如图6-46(a)所示。为表示清楚起见，吧两台发电机的调压特性分别画在纵轴的两侧(图(b)、(c)、(d)画法相同)。由于Kc0，当无功负载增加时.电网电压下降。根据三角形相似关系可知，不同电压下，两台发电机承担的无功按比例分配，且分配围绕稳定。所谓稳定是指根据电压或总负载量可以确定特性上的唯一工作点。????2、KC1=KC20????如图6-46(b)所示，从图中可知两台发电机承担的无功是均匀分配的,且分配稳定。????3、KC1KC2=0????这种情况如图6-46(c)所示。由于右边特性为无差特性，把电网电压箱定了。若有差特性的起点(空载状态)与无差特性重合，那末有差特性的发电机将不能承担无功负载。为了使它承担一定的无功功率，就需要把有差特性抬高。即使如此，由于电网电压一定、有差特性所承担的无功功率不能变化，而负载变化时，无功功率的全部变化量由无差