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      機(jī)組知識(shí)

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      柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)介紹

      時(shí)間: 2021-09-09 來(lái)源:康明斯發(fā)電機(jī)|康明斯發(fā)電機(jī)組--泰州市鋒發(fā)動(dòng)力設(shè)備有限公司

      發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)

      對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和有功功率、電壓和無(wú)功功率以及各種操作和保護(hù)裝置的自動(dòng)控制。發(fā)電機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換裝置,它把汽輪機(jī)或者水輪機(jī)等原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能,再經(jīng)輸配電網(wǎng)絡(luò)送給
      用戶。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)組大多數(shù)是并聯(lián)運(yùn)行的,不僅要求機(jī)組本身性能好、運(yùn)行可靠,而且還要求在各機(jī)組間合理地分配電網(wǎng)中的有功和無(wú)功負(fù)荷,以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
      這些要求集中地反映在發(fā)電機(jī)組調(diào)速和調(diào)壓兩個(gè)子系統(tǒng)中。

      有功功率控制系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)主要取決于原動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)(見(jiàn)汽輪機(jī)控制系統(tǒng))。為了保證發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性,調(diào)速特性應(yīng)是下垂的有差特性,調(diào)差系數(shù)一般為2~
      6%,調(diào)速特性的離散度(實(shí)際的調(diào)速特性和線性特性之差)應(yīng)盡可能小,并能根據(jù)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要通過(guò)改變調(diào)速系統(tǒng)的給定值(轉(zhuǎn)速或者功率)轉(zhuǎn)移或者承擔(dān)電網(wǎng)所分配給的功率。

      調(diào)壓(無(wú)功功率)系統(tǒng)  

      發(fā)電機(jī)組無(wú)功功率的調(diào)節(jié)主要取決于發(fā)電機(jī)組的調(diào)壓系統(tǒng)。調(diào)節(jié)調(diào)壓系統(tǒng)的電壓給定值就可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)承擔(dān)電網(wǎng)中無(wú)功功率的大小。這也是維持電網(wǎng)電壓恒定的主要措施。調(diào)壓是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)
      電機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了保證并聯(lián)電網(wǎng)的穩(wěn)定性,調(diào)壓特性也應(yīng)該是下垂的有差特性,調(diào)差系數(shù)不大于2~5%,調(diào)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(diào)壓系統(tǒng)還應(yīng)該有足夠大的強(qiáng)勵(lì)能力和響應(yīng)速度。為此,人們用反饋控制和復(fù)合控制原理來(lái)設(shè)計(jì)調(diào)壓器。單發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的小電站曾經(jīng)用擾動(dòng)調(diào)節(jié)原理來(lái)設(shè)計(jì)它的調(diào)壓器,但由于它的調(diào)壓特
      性離散度大,沒(méi)有特殊措施配合不能并聯(lián)運(yùn)行,現(xiàn)在已很少用這種原理來(lái)設(shè)計(jì)調(diào)壓器。

      早期的調(diào)壓器曾經(jīng)廣泛應(yīng)用按負(fù)反饋控制原理設(shè)計(jì)的碳阻調(diào)節(jié)器。它的響應(yīng)速度慢、調(diào)節(jié)死區(qū)大,很快被以磁放大器為主要組件的復(fù)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(diào)壓系統(tǒng),其靜態(tài)調(diào)壓精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性之間的矛盾難于得到根本解決。20世紀(jì)70年代以后出現(xiàn)的大功率半導(dǎo)體器件,具有很大的功率放大倍數(shù)和極小的電磁慣性。采用這種器件的調(diào)
      壓系統(tǒng)靜態(tài)精度高、離散度小,動(dòng)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)好,能大大地提高調(diào)壓系統(tǒng)的性能,已得到廣泛的應(yīng)用。隨著單機(jī)容量和并聯(lián)電網(wǎng)容量的擴(kuò)大,采用快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)器之后,電網(wǎng)的阻尼作用減弱
      ,只用電壓負(fù)反饋、電流正反饋的復(fù)合調(diào)節(jié)原理設(shè)計(jì)的調(diào)壓系統(tǒng)不能完全滿足穩(wěn)定性的要求。70年代以后,在原有的調(diào)壓系統(tǒng)中增加了轉(zhuǎn)速、頻率、發(fā)電機(jī)電磁功率等物理量作為內(nèi)反饋,
      稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器,簡(jiǎn)稱PSS。它能提高調(diào)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性,已獲得廣泛應(yīng)用。同時(shí)期人們又開始研究全狀態(tài)反饋的勵(lì)磁控制系統(tǒng)。

      自動(dòng)操作和保護(hù)裝置  

      根據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行操作程序,為在故障狀態(tài)下保證發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)的安全,還需要配備相應(yīng)的自動(dòng)操作和保護(hù)裝置。大中型發(fā)電機(jī)組采用自動(dòng)同步裝置(準(zhǔn)同步或自同步)來(lái)保證機(jī)組在正
      常或緊急狀態(tài)下能迅速起動(dòng)并投入電網(wǎng)運(yùn)行。水輪發(fā)電機(jī)組有時(shí)需要工作在調(diào)相運(yùn)行狀態(tài)或抽水蓄能的水泵狀態(tài),有時(shí)又要工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài),因此機(jī)組應(yīng)該有相應(yīng)的控制裝置,以保證這些
      運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)切換。在故障狀態(tài)下,應(yīng)能迅速地從并聯(lián)電網(wǎng)中解列出來(lái),甚至必要時(shí)停機(jī)。通常還設(shè)有發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障(定子和轉(zhuǎn)子繞組短路、斷線或接地等)和外部故障(電網(wǎng)短路、過(guò)
      電壓等)的保護(hù)裝置等。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、低頻率、低勵(lì)磁或失勵(lì)磁等異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),還應(yīng)該有相應(yīng)的保護(hù)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào),或自動(dòng)采取相應(yīng)措施以消除異常狀態(tài)。上述要
      求往往用繼電邏輯線路來(lái)實(shí)現(xiàn),統(tǒng)稱繼電保護(hù)裝置。隨著固體電路的發(fā)展,快速、靈敏和功能完善的電子邏輯保護(hù)裝置獲得應(yīng)用。現(xiàn)在人們正在研究應(yīng)用微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述各種要求。

      柴油發(fā)電機(jī)組電子調(diào)速器原理

      電子調(diào)速器是柴油發(fā)電機(jī)組上廣泛使用的自動(dòng)調(diào)速部件。簡(jiǎn)單來(lái)講就是一個(gè)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置它的任務(wù)就是使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在恒定的速度,讓發(fā)動(dòng)機(jī)的速度保持在預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速而
      不受負(fù)載變化的影響,其核心部件是一個(gè)可控硅調(diào)壓電路,通過(guò)改變可控硅導(dǎo)通角大小,控制輸出電壓高低。

      具體來(lái)說(shuō)就是用轉(zhuǎn)速調(diào)整電位器設(shè)定需要的轉(zhuǎn)速,測(cè)速傳感器通過(guò)飛輪上的齒圈測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際值,并送至控制器,在控制器中實(shí)際值與設(shè)定值相比較,其比較的差值經(jīng)控制線路的整
      理、放大,驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器輸出軸,通過(guò)調(diào)節(jié)連桿拉動(dòng)噴油泵齒桿,進(jìn)行供油量的調(diào)節(jié),從而達(dá)到保持此設(shè)定轉(zhuǎn)速的目的。

      這種電子調(diào)速器還可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)使用場(chǎng)合的需要選擇不均勻度的大小。當(dāng)進(jìn)行無(wú)差調(diào)速時(shí),電子控制系統(tǒng)會(huì)將負(fù)荷變化而引起的設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值消除,使發(fā)動(dòng)機(jī)保持原設(shè)定的
      轉(zhuǎn)速。根據(jù)機(jī)組需要,也可調(diào)節(jié)不均勻度電位器,以使調(diào)速系統(tǒng)獲得滿意的靜態(tài)調(diào)速率。