船舶电力系统频率及有功功率自动调节ppt课件.ppt

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1、改变并联运行的发电机有功功率的分配，是通过改变各台发电机原动机的油门的大小，以改变单位时间内进入气缸的燃油量来实现的。并联机组有功功率分配与电力系统频率调整密切相联系。第1节频率及有功功率的自动调节1船舶电力系统频率变化的原因船舶同步发电机频率和原动机转速的关系是发电机运行时的转矩平衡方程式为船舶同步发电机功率和转矩的关系为标么值表示的发电机功率平衡方程式可表示为频率也是电能质量的重要指标之一负载变化时，要保持频率恒定，应相应地调整原动机的油门，保持功率平衡。在船舶电力系统中，频率的调整及有功功率分配均依赖于原动机调速器的调节。原动机输入功率为PT，发电

2、机负荷功率为PF(1)当，时,静止或恒转速运行，即稳态。(2)当，时,系统处于加速运行，即动态。(3)当，时,系统处于减速运行，即动态。规范规定：船用电器设备在电源频率波动稳态值达±5％额定频率时应能正常运用。因此要求船舶电网频率的变化最好保持在±0.2Hz以内。负荷功率随频率而改变的特性称为负荷的功率频率特性，属于负荷的静态频率特性。船舶电力系统负载从电网吸收的有功功率与频率的关系一般表示为2船舶电力系统负荷调节效应船舶电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可分为如下几种类型:(1)功率与频率无直接关系的负荷。如:白炽照明，电热，整流器等。(2)功率与频

3、率成正比的负荷。如:机床，压缩机，卷扬机等，其转矩基本恒定。(3)功率与频率的三次方成正比的负荷。如:吸风机，通风机，水泵等。在电力系统中功率平衡被破坏引起频率变化时，负载吸收功率的变化起着补偿的作用，使系统能在另一个频率值下得到新的平衡，这种现象称为电力系统的负荷调节效应。负荷调节效应为了保证系统的频率变化在一定的允许范围内，发电机组必需配置调速器。发电机转速的调整是由原动机的调速器来实现的，因此发电机组的功率频率特性取决于调速器的特性。由于电力系统要求频率能维持在一定范围之内，因此调速器应是一种“定速调速器”。即通过调速器调节维持原动机转速不变。调速

4、器种类有机械式、液压式和电子式等。但无论哪种型式，其工作原理都是测出偏差后，根据偏差的大小和极性去调节原动机，使原动机在负载从零到额定值范围内变化时，维持转速在允许的范围内。3调速器基本原理及特性1：传动轴2：轴3：飞铁4：拨爪5：滑套筒6：弹簧7：杠杆8：拉杆9：涡轮涡杆10：调速器电机11：油门控制结构1）离心式调速器基本结构2）离心式调速器基本原理按实际转速与给定转速（弹簧予紧力）之差，自动调节油门，维持原动机接近定速运行。柴油机运行时，通过齿轮传动机构带动调速器的传动轴1将转速传到轴2，使飞铁3绕轴2旋转，飞铁在离心力作用下，力图张开，并将滑套5

5、向上顶，压缩弹簧6，直到与弹簧6产生的反作用力相平衡，这时滑套5将处于某一平衡位置，通过杠杆7、拉杆8，将油门拉到一定的开度，使柴油机有一定大小的喷油量，机组在一定转速下运行，此时的调速器处于一种平衡状态。平衡状态若由于某种原因破坏了调速器的平衡，譬如负载减少、机组转速升高，则飞铁的离心力增大、张开的角度将更大，引起滑套5上移。在滑套上移的过程中，通过杠杆、拉杆、使油门减小，转速就被阻止进一步增加。同时，因为滑套的上移压缩了弹簧6，其反作用力也将增加，直到与离心力的作用平衡，滑套5就停止上移。到此，调速器达到了一个新的平衡状态，机组在另一个转速下稳定运行

6、。负载减少相反若由于某种原因使转速降低，则飞铁的离心力变小、平衡又被打破，此时弹簧6的压力大于离心力的作用，滑套下移，于是油门加大，阻止了转速进一步下降，又达到了一个新的平衡。这种自动调整作用，使柴油机能稳定运行于一定的转速范围内。负载增加通过伺服电动机，经蜗轮蜗杆传动，可以将弹簧6事先压紧到一定的程度；弹簧“预紧”是通过配电盘上的手动调速开关接通伺服电动机进行的操作。预紧力越大，滑套越被压向下移，对应的油门开度越大，反之油门开度越小。倾斜度可用调差系数K来表示稳态特性3）调速器的调速特性(1)瞬时调速率J船舶要求:J＜±10％(2)转速恢复到稳定值所需

7、时间T要求；转速恢复过程，应当没有振荡。T＜5秒动态特性n1n2(3)调速特性的失灵区(灵敏度)：由于调速机构的间隙，对微小转速变化不能反映。即调速期存在一定的失灵区。失灵区太大功率分配产生误差，太小频繁调节。4单机运行时频率的调整一次调节当发电机的有功负荷变化时，将引起频率的变化，由于调速器的作用，依靠调速器的固有调速特性自动调节油门的大小，从而维持发电机的频率（转速）在一定的范围内，这种调节过程通常称为调速器的“一次调节”。二次调节对有差调速特性的调速器来说，功率变化时仅靠调速器的一次调节不能维持频率不变，如果希望维持发电机的频率在额定值，还必需适当

8、地调节调速器弹簧的预紧力，改变油门的开度，这种改变弹簧予紧力的调节称调速器的二次