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柴油發電機組自動控制系統介紹

時間: 2021-09-09 來源:康明斯發電機|康明斯發電機組--泰州市鋒發動力設備有限公司

發電機組自動控制系統

對發電機的轉速和有功功率、電壓和無功功率以及各種操作和保護裝置的自動控制。發電機是一種能量轉換裝置,它把汽輪機或者水輪機等原動機的機械能轉換成電能,再經輸配電網絡送給
用戶。在現代電力系統中,發電機組大多數是并聯運行的,不僅要求機組本身性能好、運行可靠,而且還要求在各機組間合理地分配電網中的有功和無功負荷,以實現整個電網的經濟運行。
這些要求集中地反映在發電機組調速和調壓兩個子系統中。

有功功率控制系統 發電機有功功率的調節主要取決于原動機的調速系統(見汽輪機控制系統)。為了保證發電機組并聯運行的穩定性,調速特性應是下垂的有差特性,調差系數一般為2~
6%,調速特性的離散度(實際的調速特性和線性特性之差)應盡可能小,并能根據電網經濟運行的需要通過改變調速系統的給定值(轉速或者功率)轉移或者承擔電網所分配給的功率。

調壓(無功功率)系統  

發電機組無功功率的調節主要取決于發電機組的調壓系統。調節調壓系統的電壓給定值就可調節發電機承擔電網中無功功率的大小。這也是維持電網電壓恒定的主要措施。調壓是通過調節發
電機勵磁繞組的勵磁電流來實現的。為了保證并聯電網的穩定性,調壓特性也應該是下垂的有差特性,調差系數不大于2~5%,調壓特性的離散度也要盡可能小。為了克服短期的故障失壓,
調壓系統還應該有足夠大的強勵能力和響應速度。為此,人們用反饋控制和復合控制原理來設計調壓器。單發電機組運行的小電站曾經用擾動調節原理來設計它的調壓器,但由于它的調壓特
性離散度大,沒有特殊措施配合不能并聯運行,現在已很少用這種原理來設計調壓器。

早期的調壓器曾經廣泛應用按負反饋控制原理設計的碳阻調節器。它的響應速度慢、調節死區大,很快被以磁放大器為主要組件的復合控制原理所代替。但是,磁性元件電磁慣性大,用它組
成的調壓系統,其靜態調壓精度和動態穩定性之間的矛盾難于得到根本解決。20世紀70年代以后出現的大功率半導體器件,具有很大的功率放大倍數和極小的電磁慣性。采用這種器件的調
壓系統靜態精度高、離散度小,動態品質指標好,能大大地提高調壓系統的性能,已得到廣泛的應用。隨著單機容量和并聯電網容量的擴大,采用快速勵磁調節器之后,電網的阻尼作用減弱
,只用電壓負反饋、電流正反饋的復合調節原理設計的調壓系統不能完全滿足穩定性的要求。70年代以后,在原有的調壓系統中增加了轉速、頻率、發電機電磁功率等物理量作為內反饋,
稱為電力系統穩定器,簡稱PSS。它能提高調壓系統的穩定性,已獲得廣泛應用。同時期人們又開始研究全狀態反饋的勵磁控制系統。

自動操作和保護裝置  

根據發電機組運行操作程序,為在故障狀態下保證發電機和電力系統的安全,還需要配備相應的自動操作和保護裝置。大中型發電機組采用自動同步裝置(準同步或自同步)來保證機組在正
;蚓o急狀態下能迅速起動并投入電網運行。水輪發電機組有時需要工作在調相運行狀態或抽水蓄能的水泵狀態,有時又要工作在發電機狀態,因此機組應該有相應的控制裝置,以保證這些
運行狀態的自動切換。在故障狀態下,應能迅速地從并聯電網中解列出來,甚至必要時停機。通常還設有發電機內部故障(定子和轉子繞組短路、斷線或接地等)和外部故障(電網短路、過
電壓等)的保護裝置等。當發電機處于過負荷、過電壓、低頻率、低勵磁或失勵磁等異常運行狀態時,還應該有相應的保護裝置發出報警信號,或自動采取相應措施以消除異常狀態。上述要
求往往用繼電邏輯線路來實現,統稱繼電保護裝置。隨著固體電路的發展,快速、靈敏和功能完善的電子邏輯保護裝置獲得應用,F在人們正在研究應用微處理機來實現上述各種要求。

柴油發電機組電子調速器原理

電子調速器是柴油發電機組上廣泛使用的自動調速部件。簡單來講就是一個控制發電機轉速的控制裝置它的任務就是使發動機的轉速保持在恒定的速度,讓發動機的速度保持在預設的轉速而
不受負載變化的影響,其核心部件是一個可控硅調壓電路,通過改變可控硅導通角大小,控制輸出電壓高低。

具體來說就是用轉速調整電位器設定需要的轉速,測速傳感器通過飛輪上的齒圈測量出發動機轉速實際值,并送至控制器,在控制器中實際值與設定值相比較,其比較的差值經控制線路的整
理、放大,驅動執行器輸出軸,通過調節連桿拉動噴油泵齒桿,進行供油量的調節,從而達到保持此設定轉速的目的。

這種電子調速器還可根據發動機使用場合的需要選擇不均勻度的大小。當進行無差調速時,電子控制系統會將負荷變化而引起的設定轉速與實際轉速之間的差值消除,使發動機保持原設定的
轉速。根據機組需要,也可調節不均勻度電位器,以使調速系統獲得滿意的靜態調速率。