船舶电站 第05章 船舶同步发电机频率及有功功率自动调整

第五章 船舶同步发电机 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，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，其输出功率增加，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。

动态调速特性

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。

频率的二次调节 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 1-竖轴 2-离心飞锤 3-联接器 4-套筒 5-弹簧 6-油压缸 7-燃油泵 8-配压阀 9-柴油机 10-蜗轮蜗杆 11-伺服马达

柴油机调速系统原理图

电子调速器框图

调速特性

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。

无差调速特性 转速(或频率)与输出功率大小无关。

调差系数Kcn0 nN n f tg p p pN

KC

式中：tg ----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

的调速器来说， 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 当两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 f1 P 1 K C1 2号机组的功率增量为 P2 f KC 2

式中: Kc1,Kc2 ---1号 、2号机的调差系数； Δf---频率变化量。