船舶发电机调压非线性特性对发电机并联运行性能的影响.pdf

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1、SHANGHAISHIPBUILDING上海造船2010年第3期(总第83期)船舶发电机调压非线性特性对发电机并联运行性能的影响李冬丽(704研究所，上海200031)摘要：船舶电站发电机的调压特性对多机并联运行性能有很大影响，而且发电机实际运行时的调压特性又不同于理论上的特性，具有非线性的特征，从这个角度出发，探讨发电机调压特性对多机并联运行性能的影响。关键词：船舶电站；发电机；并联运行；调压特性中图分类号：U665．12文献标识码：A文章编号：1005．9962(2010)03—0052．03Abstract：Thecharac

2、teristicsofvoltageregulationhasalargeeffectontheperformanceofgeneratorsconnectedinparallelThenon-linearcharacteristicsofvoltageregulationinrealityisdifferentfromtheidealtheoreticalcharacteristicsInthispapertheeffectofnon-linearvoltageregulationonperformanceofgenerators

3、connectedinparallelinshipsisdiscussedKeywords：shippowerstation；generator；parallelrunning；characteristicsofvoltageregulation0前言船舶电力系统通常是发电机直接供电的多机小系统，系统中没有无功补偿装置，一般也没有其他调压设备。因此，电网中的电压质量直接取决于发电机的单机性能。对船舶发电机而言，表征电压质量的主要性能指标是发电机电压调整率，即调压率。如果发电机的调压特性是理想的，即发电机的端电压随负荷变化垂直变化，则

4、稳态调压率能充分反映发电机的静态调压特性。但在实际运行中，发电机的调压特性会出现非线性特征，而船用标准中又缺少反映这种非线性特征的相关指标。对于如何评估在一个整定好的电站中，多台机组并联运行是否经济、合理，根据等网损微增率的原则，船标用功率分配差度的指标来表征多机并联运行的性能。实际上，发电机的调压特性不影响对有功功率的分配，但会影响无功功率分配差度。1稳态调压率、无功功率分配差度的定义1．1稳态调压率发电机的调压特性就是指发电机端电压随负作者简介：李冬丽，女，工程师，1977年生。2004年哈尔滨工程大学电力系统及其自动化专业硕士

5、研究生毕业，现从事船舶电力系统研究和设计工作。收稿日期：2010—05—05荷变化而变化的特性。带自动调整器的发电机组，在无功调差不起作用和原动机在调定的稳态调速特性下，将发电机的满载电压整定为额定值，当三相平衡负载自满载至空载，再自空载至满载范围内均匀无急剧变化。稳态电压调整率万。的计算公式：万。：弩盟×100％(1)UN式中：【，——发电机组最大(或最小)输出电压；u、，——发电机组的额定电压。1．2无功功率分配差度一昌一×100％(2)式中：AQ：——参与并联运行的第j台发电机组的无功功率分配差度；Q，——参与并联运行的第i台

6、发电机组实际承担的无功功率；QⅣ——参与并联运行的第i台发电机组的额定无功功率。2发电机调压特性的分析2．1发电机调压特性的数学模型船舶发电机调压非线性特性对发电机并联运行性能的影响船用发电机带有自动电压调节器(AVR)，基本工作原理是将采集的机端电压与给定的标准电压ud比较后，比例放大，移项触发可控硅整流桥，通过控制可控硅的触发角来改变励磁电流，从而改变发电机的端电压，励磁调节器的工作原理[¨，见图l。图1励磁调节器工作原理因为发电机的端电压u与给定的电压Ud之差不会过大，所以发电机的端电压不会随负荷变化而发生明显的改变。综合考虑

7、发电机本身的调节特性和励磁调节器的工作特性，可以求得发电机端电压u和定子无功电流，。之间的函数关系近似为l条直线。假定满载时，发电机端电压整定为额定电压，见图2。IQN图2Jo—U曲线图中：U。——发电机空载电压；乇——发电机的无功电流；，0Ⅳ——发电机的额定无功电流。由图2可知：扩协糟枷。％Q=43u／D结合式(1)、(3)、(4)可得：Q：i雩譬丁(U2一u。u)‘6一N2、U‘由式(5)可知，QG—UG曲线为抛物线的一部分，见图3。图3Q—U曲线2．2发电机调压特性非线性度理想的发电机调压特性是如图3中的虚线部分，但实际上这是

8、不存在的，且尚未计及发电机有功负荷对发电机端电压的影响。发电机有功功率相对无功功率对发电机电压的影响要小一些，但总是存在的。因此，引入一个新的指标来说明实际运行中的发电机调压特性与理想的调压特性的差别。参考标准中发电机组稳态调速特性非