1、柴油發電機的并聯運行調試摘要：柴油發電機組兩臺并機越來越普遍,經常由于需求功率的增加而出現要求柴油發電機組并機的服務,隨著公司在電力供應嚴重匱乏的國家地區承接的工程越來越多，使得柴油發電機在工程中擔負著工程建設的用電供應，為了滿足大負荷或不間斷供電要求,往往需要將兩臺或多臺機組并聯運行。機組并聯運行中,常出現功率分配不均勻現象,過度功率分配不均勻將會嚴重影響電站系統運行的安全性和可靠性,且會對發電機組產生嚴重危害。這種危害性根源于系統的環流問題,也是并聯電站調試中最常見、也是最難以解決的問題。我根據在實際工作中調試并聯機組的一些經驗,提出了環流產生的原因、影響功率平均分配的一些因素及調試方法。

2、 一柴油發電機的特點1 柴油機發電機只有兩個轉速：怠速和額定轉速。怠速在350600/轉分；額定轉速與發電機轉速相匹配（15001600轉/分）。2 多為野外作業，噪音不須過多考慮，排氣管、消音器可以簡單使發動機排氣的馬力消耗盡量減小。3 運轉的穩定性（即對調速器的穩定性）要高。這關系到發出來的電壓電流的穩定度。4 發動機的硬特性要好。當載荷變化時，柴油機能在一個較大范圍內保持轉速的穩定性，不致大起大落。二發電機組并列運行的條件發電機組投入并列運行的整個過程叫做并列。將一臺發電機組先運行起來，把電壓送至母線上，而另一臺發電機組啟動后，與前一臺發電機組并列，應在合閘瞬間，發電機組不應出現有害的沖

3、擊電流，轉軸不受到突然的沖擊。合閘后，轉子應能很快的被拉入同步。（即轉子轉速等于額定轉速）因此發電機組并列必須具備以下條件：1.發電機組電壓的有效值與波形必須相同2.兩臺發電機電壓的相位相同3.兩臺發電機組的頻率相同4.兩臺發電機組的相序一致三、什么叫發電機組的準同期并列法？怎樣進行同期并列？準同期就是準確周期。用準同期法進行并列操作，發電機組電壓必須相同，頻率相同以及相位一致，這可通過裝在并機柜上的兩塊電壓表、兩塊頻率表以及同期指示燈來監視，并列操作步驟如下：將其中一臺發電機組的負荷開關合上，將電壓送至母線上，而另一臺機組處在待并狀態。調節待并發電機組的轉速，使它等于或接近同步轉速（與另一臺

4、機組的頻率相差在半個周波以內），調節待并發電機組的電壓，使其與另一臺發電機組電壓接近，在頻率與電壓均相近時，同期指示燈也時亮時暗，緩慢交替變化，當待并機組與另一臺機組相位相同時，同期燈最暗時，立即將待并機組的斷路器合閘，使兩臺發電機組并列。如指示值偏大，則按后面情況重新調整。四、發電機保護回路1逆功 逆功現象是由發電機組轉速（頻率）及電壓不同而造成的，即一臺發電機組帶正功，而另一臺機組帶負功率。也就是說帶負功率的機組，這時變成了一個負載（此機組頻率低，轉速不一致的現象）。電壓不相同時，電壓高的機組，向電壓低的機組，提供一個無功電流與無功電壓（此機組的電流表正向指示），相當于在本供電系統內，加了

5、一個調相機組。電壓低的機組，這時成為一個大的負載，接受一個很大的無功電流，來維持兩臺機組的電壓平衡（此機組的電流表反向指示）。監測時把某一臺機組的電壓調高，或將另一臺機組電壓調低，造成一臺機組有逆功電流，其動作電流為額定電流20%左右。逆動繼電器動作、跳閘、報警，但不停機。2過電流：現在的發電機組額定功率一定，它的超載能力很低，基本上在額定功率的5%左右，允許帶載時間1530分鐘，最多不超60分鐘，超過這個時間，發電機組會發熱，導線絕緣會降低，也就降低了使用壽命。所以在設定過電流保護時無特殊要求的，過電流保護設定在額定電流的110%即可。帶載測試時，將電流帶至額定流的110%，過流繼電器動作。

6、跳閘、報警、不停機。3過電壓：在并列使用發電機組時最怕供電系統發生振蕩，一但發生振蕩系統電壓升高，易造成用電設備及供電設備的絕緣擊穿，使供電設備與用電設備一起癱瘓。為此并列使用的發電機組均裝有過電壓保護，其設定值為額定電壓的105%為最佳。短接過電壓繼電器，跳閘停機、報警動作。五、怎樣調整并列機組的逆功現象？當兩臺發電機組空載并列后，會在兩臺機組之間，產生一個頻率差與電壓差的問題。并且在兩臺機組的監視儀表上（電流表、功率表、功率因數表），反應出實際的逆功情況，一種是轉速（頻率）不一致造成的逆功，另一種是電壓不等造成的逆功，其調整如下： 1頻率造成逆功現象的調整：如果兩臺機組的頻率不等，相差較大

7、時，在儀表上（電流表、功率表）顯示出，轉速高的機組電流顯示正值，功率表指示為正功率，反之，電流指示負值，功率指示負值。這時調整其中一臺機組的轉速（頻率），視功率表的指示進行調整，把功率表的指示調整為零即可。使兩臺機組的功率指示均為零，這樣兩臺機的轉速（頻率）基本上一致。但是，這時電流表仍有指示時，這就是電壓差造成的逆功現象了。 2電壓差造成逆功現象的調整：當兩臺機組的功率表指示均為零時，而電流表仍然有電流指示（即一反一正指示）時，可調整其中一臺發電機組的電壓調整旋鈕，調整時，視電流表與功率因數的指示進行。將電流表的指示消除（即調整為零），電流表無指示后，這時視功率因數表的指示，把功率因數調至滯

8、后0.5以上即可.一般可調整至0.8左右,為最佳狀態。六柴油機穩態調速率和靜態調壓率兩臺(或兩臺以上)機組并聯運行的供電品質以及保證機組的可靠運行必須滿足三個基本前提，即:頻率一致、電壓一致和相序一致。除了相序是電機制造和電纜布置已確定以外，頻率和電壓則與機組的運行參數及運行特性是密不可分的。而柴油機的穩態調速率和發電機的靜態調壓率正是機組能否正常并聯運行以及運行的品質好壞的決定因素。 1柴油機穩態調速率與機組并聯運行的關系 柴油發電機組(柴油機)的轉速理論上為設定的恒轉速，這樣才能保證供電的頻率滿足使用要求，然而機組的負載發生變化后，柴油機實際轉速會偏離設定值。這種隨負載增加或減少而發生的實

9、際轉速偏離設定值的關系，稱之為柴油機的穩態調速率，它只允許在一定的公差范圍內波動，如圖示1。 圖1這種轉速的變化反應在發電機組上即為頻率的變化。當單臺機組使用時，這種頻率變化的實質是交流電正弦波波長和周期的略有變化，對絕大部分電器的使用是可以接受的。當然，頻率變化越小也就標示著發電機組輸出電的品質越高。為了得到較好的穩態調速率，可以通過調整調速器的調速率來達到目的。通過圖1還可以了解到柴油機的轉速與負載成反比關系，負載越高轉速越低。如果形象地把轉速比喻為一個"彈性"承載體，那么負載越大這個"彈性"承載體的高度越低。正由于這種"彈性"特

10、性，使幾臺柴油發電機組并聯運行成為可能，并有可能較好地分配負載。因為當待并機機組轉速以略高于運行機組轉速投人并聯運行時，由于它的轉速略高，能在瞬間承接部分負載;并且隨著承受負載的增加，它的轉速會有所下降，這種下降幅度也必然符合穩態調速率曲線規律的。而原運行中的機組由于負載被轉移到并人機組上，它的轉速則有所上升，同樣，這種上升幅度也必然符合穩態調速率曲線規律的。直至并入機組和已運行機組的轉速完全一致，并各自承擔相應的負載。因此，兩臺(或兩臺以上)機組并聯運行，它們的穩態調速率曲線必須是比較一致的或接近，才能保證在運行時的負載承擔比較均衡。這種轉速的一致性是發電機組并聯運行的第二條原則:頻率相同。

11、必須說明的是，這里所說的負載主要是指發電機組承載的有功功率。 2發電機靜態調壓率與機組并聯運行的關系 一般來說船用發電機組都是三相交流發電機組。要求發電機輸出的電壓值是在船舶設計時已規定，然而當機組的負載功率發生增減時，發電機的實際輸出電壓也會跟著發生變化，并偏離規定電壓。這種電壓隨負載功率增減一起變化的關系，稱之為發電機的靜態調壓率。為了保證輸出電壓滿足使用要求，它只允許在一定的公差范圍內波動。 發電機的電壓是與它承受的負載成反比關系的，發電機承受的負載越高，相對來說輸出的電壓也就越低，特性曲線如圖2。 圖2 發電機的靜態調壓特性與柴油機的穩態調速特性有著類似的特征，即:電壓的高低取決于負載

12、的大小，有著"彈性"特征。當待并機組電壓以略高于運行機組電壓投入并聯運行時，由于它的電壓略高，它先于已運行機組向電網輸送電量(或者說承載負載)，并且隨著承受負載的增加，它的電壓有所下降。而已運行機組由于承擔的負載被轉移，負載減少，電壓有所上升，直至并人機組和已運行機組的電壓完全一致。這種電壓的一致性就是發電機組并聯運行的另一條原則:電壓相同。要得到較好的靜態調壓率可通過調整發電機的自動電壓調整器(AVR)來達到目的。 七.柴油發電機組并聯運行的均衡性要求 由于交流發電機承受的負載除了有功功率之外還有無功功率，這兩者的矢量總和稱為視在功率見，圖3所示 。 圖3衡量多臺柴油發電

13、機組并聯運行時負載分配的均衡性，可采用視在功率差度指標來考核，也可采用有功功率差度、無功功率差度兩個指標分別來考核，我國的國標和船用規范都是采用后者。要求是:兩臺(或兩臺以上)機組并聯后，在額定功率因素cos=0.8)的條件下，于75%額定負載處使各機組的功率分配基本一致(有功功率相等、無功功率相等，即功率因素cos均為0.8);均功后不允許再對機組進行調整，當機組功率變化后達到穩定狀態時需考核其分配差度。如果試驗過程中出現功率分配不均衡，主要是由各機組的穩態調速率、靜態調壓率曲線相差太大引起的。一般而言，各機組的穩態調速率如有0.4%以上的誤差就會引起有功功率分配的超差;靜態調壓率如有0.5

14、%以上的誤差就會引起無功功率的超差。 八調試過程前面幾節簡要敘述了發電機的特點和負載特性的調整要點，所以在實際調試當中考慮各臺機組的承受相應負荷后，對于同功率發電機而言，發動機速降，發電機壓降，必須相同，但在實際工作中不同廠家的發電機所使用的AVR，發動機控制器，主控制器，并聯柜的電路設計不同，所以調試方法也有較大差異，我以達岱采用的發電機組在并機過程當中總結出來一套簡單的調試方法，以下是發電機機組的并聯調試過程， 1用電主要負荷 鄂式破碎機110KW，配降壓啟動柜 反擊破220KW，配備軟啟動器 棒條給料機30千瓦， 高速立式沖110KW*2=220KW，配備軟啟動器 振動篩3臺，30KW+

15、18KW+18KW=66KW 皮帶機兩條，30KW*2=60KW 其他皮帶機11條，電動機功率5.5KW,7.5KW,11KW總計約120KW 拌合樓負荷， 64KW+30KW+11KW+15KW+5.5KW=125.5KW 生活營地，食堂，維修車間約120KW2 發電機組的配置根據用電設備, 計算出視在功率總容量為1071.5KW負荷計算。同時,考慮到機組出了故障時不致于影響供電,應配置足夠的余量。選用的是2臺450kW和1臺300kW的可以并機運行的發電機組作為供電電源,該機型采用成熟的康明斯柴油發動機,配備了先進的并聯控制柜，其特點為自動化程度高，可以手動或者自動并聯,使用與維護方便。由

16、于工程施工生產設備使用具有較大的離散性。就要求電網的設置具有相應的靈活性和可靠性,根據不同時段,設備運行投入量的不同,利用增加并機 ,從而達到即滿足用電要求,又可節能的目的，這里我們只使用了兩臺450KW并聯運行，就足夠供應全部負荷用電，300KW可以并入母線，但不和450KW并聯運行，當沙石系統不運行時單臺450KW或者300KW發電機可以給剩余負荷供電。3并聯調試 將兩臺機組并聯,首先要將兩臺機組的空載電壓、調壓特性，負載特性調整到完全相同,這是保證兩臺機組功率完全平均分配的前提條件,也是后續調整兩臺機組功率平均分配的基礎。當上述幾項項調整平衡后,才能保證并聯運行的兩臺機組輸出端電壓在任意

17、負荷下都相等,同時保證功率平均分配,才能保證環流為0(理想狀態)。表明:環流產生的根本原因是兩臺機組空載電壓不是完全相等或調壓特性有差異,造成輸出端電壓不相等而產生了環流，負載特性不同造成頻率不相同產生環流。我們使用的發電機組并機柜采用了HGM6310發電機組自動化控制器，采用了大屏幕液晶（）顯示屏可以顯示發電機三相電壓、三相電流、頻率、輸出功率、無功功率、功率因數、轉速等，發動機部分采用了FSK639D發動機電子調速器，具有調速精確快速，穩態調速率可調，超速保護等功能，發電機AVR采用的是ZL440T，有調差功能。 發電機空載并機首先啟動1#，2#兩臺450KW發電機，然后分別調整兩臺發動機

18、控制器的轉速電位至額定轉速，調整穩定度和增益電位器使轉速穩定，分別調整各自的AVR的電壓調整和穩定度電位器，空載電壓調至400V，然后將其中一臺發電機組的負荷開關合上，將電壓送至母線上，這時可以觀察待并機組控制柜上的同期燈緩慢一亮一滅，在同期燈最暗時，立即將待并機組的斷路器合閘，并列后觀察兩機組的三相電流約為4A、 5A 、3A，功率顯這里顯示的功率值約3W、 5W 、4W，這說明發電機環流很小，可以進行下一步帶負荷調試。 帶負荷調試首先斷開其中2#發電機的斷路器，僅用1#機組供電，啟動部分相應的負荷，這時顯示屏電流顯示168A左右，記錄發電機電壓，頻率，功率，功率因數，其中電壓和頻率和空載比

19、較有所降低，然后觀察同期燈，合上2#發電機的斷路器，這時負荷會向2#機轉移一部分，但不一定平均分配，而且有可能產生逆功，這時斷開1#發電機斷路器，負荷全由2#機承擔，這時把記錄下發電機電壓，頻率，功率，功率因數和1#機的數據對比，然后調整2#機AVR的調差電位器，使輸出電壓盡量和1#發電機的記錄數據相等，調整2#機發動機控制器穩態調速率（速降）微調電位器，使顯示頻率和1#機記錄數據相等，這時再合上1#機斷路器，斷開2#機斷路器，重新微調2#機空載電壓，頻率，再合上2#機斷路器，斷開1#機斷路器，查看2#機的電壓，頻率和1#機基本相等，再將1#機并入，觀察兩機組輸出電流，輸出功率是否平均。調試完

20、畢后基本滿足以下條件：KW總KW1+KW2 KW1KW2I總I1+I2 I1I2var 1var2COS1COS2調試過程采用了三個不同的負荷進行調試，其中最大負荷電流約為額定電流的75,這是因為柴油發電機組的最佳使用功率（經濟功率）是0.75倍額定功率，柴油發電機組不受時間限制可長期運行的輸出功率，在該功率運行時，燃油最省、故障率最低。經過以上方法調試，就能把兩臺發電機特性調整基本一致。具體調試數據見表1。因沙石系統的反擊破碎機和立式沖擊破電機功率較大，且系統啟動時自動順序啟動，大功率電機雖然配了軟啟動器，但啟動電流依然達到了2.6-3.5倍額定電流，所以在實際運行時，自動并機在負荷均勻增加的場所還可以達到要求，在大突變負荷就來不及反應了，往往待并機組還沒有完成啟動，已運行機組因瞬間過流保護停機了，所以實際使用時，是將兩臺機組先進行手動并聯，再啟動篩分系統進行生產，其它情況根據負荷大小使用一臺450KW或者300KW發電機就可以滿足用電要求。結束語柴油發電機的應用和調試技術是