第三篇-15電力系統(tǒng)頻率及有功功率自動(dòng)調(diào)整1.ppt

1、第15 章電力系統(tǒng)頻率及有功功率自動(dòng)調(diào)整,15 -1 電力系統(tǒng)有功功率自動(dòng)調(diào)整基礎(chǔ)知識(shí) 15 -2 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載原理,本章主要介紹船舶同步發(fā)電機(jī)的頻率、以及有功功率的調(diào)節(jié)方法。,內(nèi) 容 簡(jiǎn) 介, 15 -1 電力系統(tǒng)有功功率自動(dòng)調(diào)整基礎(chǔ)知識(shí),設(shè)原動(dòng)機(jī)功率PT、發(fā)電機(jī)負(fù)荷PF： （1）當(dāng) PT PF時(shí)，輸入輸出平衡頻率不變 （2）當(dāng) PT PF+ PF時(shí)，由于功率守恒油門慣性不能突變轉(zhuǎn)子動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電功率轉(zhuǎn)速下降,電力系統(tǒng)的有功功率變化原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化頻率改變,1）電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)的原因,2）電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng),負(fù)荷功率隨頻率而改變的特性稱為負(fù)荷的功率頻率特性，屬于負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。 （1）功

2、率與頻率無直接關(guān)系：白熾燈、電熱 （2）功率與頻率成正比：壓縮機(jī)、機(jī)床、 （3）功率與頻率三次方成正比：水泵、通風(fēng)機(jī),電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)：若電網(wǎng)頻率下降負(fù)載吸收的功率下降；反之上升補(bǔ)償頻率改變引起的不平衡。補(bǔ)償效果有限。,15.1.1 調(diào)速器及其調(diào)速特性,1）調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理,調(diào)速器的種類有機(jī)械式、電液式、電子調(diào)速器等多種型式。但都包括測(cè)量、比較、執(zhí)行等環(huán)節(jié)。,2）調(diào)速器的特性,P = n（f）稱為柴油機(jī)的調(diào)速特性。當(dāng)調(diào)速彈簧的預(yù)緊力為一定值時(shí)，可得出一條調(diào)速特性曲線。,調(diào)差系數(shù)K：,（1）瞬時(shí)調(diào)速率,負(fù)荷突變時(shí)，機(jī)組轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的規(guī)律稱為原動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。包括瞬時(shí)調(diào)速率、轉(zhuǎn)速恢復(fù)

3、到穩(wěn)定值所需時(shí)間T、失靈區(qū),（2）轉(zhuǎn)速恢復(fù)到穩(wěn)定值所需時(shí)間T,n1突變前轉(zhuǎn)速；n2突變瞬間轉(zhuǎn)速；ne額定轉(zhuǎn)速,船舶要求：,船舶要求：,3）單機(jī)運(yùn)行時(shí)頻率的調(diào)整調(diào)速特性的平移,15.1.2 發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的有功功率分配,3.一臺(tái)發(fā)電機(jī)具有有差特性，另一臺(tái)具有無差特性。,1.兩臺(tái)發(fā)電機(jī)具有有差特性,斜率不一致。,2.兩臺(tái)發(fā)電機(jī)具有無差特性。,1,2,15.1.3 有功功率的轉(zhuǎn)移操作,設(shè)一號(hào)發(fā)電機(jī)運(yùn)行于A點(diǎn)，輸出的有功功率為P，二號(hào)發(fā)電機(jī)為并入發(fā)電機(jī)，浮接在電網(wǎng)上，處于空載狀態(tài)，運(yùn)行于B點(diǎn)。,在轉(zhuǎn)移負(fù)載時(shí)，為保持電網(wǎng)的頻率不變，必須同時(shí)向相反方向調(diào)節(jié)兩機(jī)組的調(diào)速控制開關(guān),操作步驟：, 15 -2 自

4、動(dòng)調(diào)頻調(diào)載原理,（3）接到解列指令時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移。,自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置就是協(xié)助原動(dòng)機(jī)調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)電壓的頻率和有功功率進(jìn)行調(diào)整。其作用是：,（1）保持電網(wǎng)電壓的頻率恒定；,（2）按并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的容量比例進(jìn)行負(fù)荷分配；,基本組成環(huán)節(jié)有頻率變換器、有功功率變換器、有功功率分配器和調(diào)整器等四部分。,其作用是檢測(cè)電網(wǎng)電壓的實(shí)際頻率fw和給定頻率f0的差值大小和符號(hào)，即ffWf0。,1）頻率變換器,15.2.1 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置的原理,頻率變換器通常采用諧振式頻率變換器和基于波形變換的頻率變換器。,基于波形變換的頻率變換器的原理圖,設(shè)輸入信號(hào)頻率為f，則平均值輸出為：,將T01/2fe帶入上式,其作

5、用是獲得一個(gè)與并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的實(shí)際有功功率P大小成正比的直流電壓UP。,每臺(tái)發(fā)電機(jī)都需要一個(gè)功率變換,2）有功功率變換器,主要由比較放大器和加法器組成。,3）有功功率分配器,作用：計(jì)算每臺(tái)發(fā)電機(jī)應(yīng)承擔(dān)功率，及與實(shí)際承擔(dān)功率的差值。只要有偏差，就發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。,4）調(diào)整器,（3）應(yīng)有一定的不靈敏區(qū)，防止系統(tǒng)工作過于頻繁。,調(diào)整器應(yīng)具備以下幾個(gè)功能：,（1）能正確判別信號(hào)的極性，并決定調(diào)速方向，“加速”或“減速”；,（2）采取適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，以避開系統(tǒng)的短暫的動(dòng)態(tài)過程；,自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置原理框圖,自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置原理框圖,當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷變化出現(xiàn)頻差時(shí),由它做二次調(diào)節(jié)改變油門,調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率,并承擔(dān)電力系

6、統(tǒng)有功功率的變化量。其余的發(fā)電機(jī)稱為基載發(fā)電機(jī)。,2）主調(diào)發(fā)電機(jī)法,15.2.2 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載方法,依賴有差調(diào)速特性的調(diào)速器來穩(wěn)定電網(wǎng)的頻率和有功負(fù)荷分配的方法。 不能穩(wěn)頻，有功分配也不均衡。,1）有差調(diào)節(jié)法,每一臺(tái)發(fā)電機(jī)都裝有對(duì)頻差和功率差進(jìn)行調(diào)整的控制系統(tǒng),負(fù)荷按各自的容量比例進(jìn)行分配（有差特性），又能自動(dòng)二次調(diào)節(jié)使頻率保持恒定不變（無差）虛有差,3）虛有差法,（1）頻率的調(diào)整,假設(shè)：有功功率的分配是均勻的，則圖中功率信號(hào)的電壓相等，即4點(diǎn)電位相等,（2）有功功率分配的調(diào)整,因?yàn)楦骶﹄娮柘嗟?，則：,說明該機(jī)組承擔(dān)功率大于平均功率，則這個(gè)信號(hào)加在調(diào)整器Ti上，發(fā)出減速信號(hào)，使之減少負(fù)荷； 同時(shí)必有其他機(jī)組實(shí)際功率小于平均功率而加速。直至：,實(shí)際調(diào)節(jié)過程中：各調(diào)節(jié)器接受功差和頻差的