第15章电力系统频率及有功功率自动调整§15.1电力系统有功功率自动调整基础知识船级社规定：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。2)电力系统的负荷调节效应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。15.1.1调速器及其调速特性1)调速器的结构和动作原理柴油机运行时，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。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。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。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。2)调速器的特性(1)瞬时调速率J3）单机运行时频率的调整——调速特性的平移1.两台发电机具有有差特性,斜率不一致。2.两台发电机具有无差特性。3.一台发电机具有有差特性，另一台具有无差特性。要使两机之间的功率能够按容量成比例分配，只有两特性曲线的斜率—致。由于调速器特性总是存在一定的差别，为了使电网频率不致随负载变化过大，又要使功率稳定的分配，特性曲线的下降率应在3％左右，不超过5％，以保证有功分配偏差在10％以内。设一号发电机运行于A点，输出的有功功率为P，二号发电机为并入发电机，浮接在电网上，处于空载状态，运行于B点。B转移过程:为保持电网的频率稳定，在转移负载时，必须同时向相反方向调节两机组的调速控制开关。对上述情况，需增大二号发电机组的油门，使特性曲线2向上平移到特性曲线(2);同时减少一号发电机组的油门，使特性曲线1向下平移到特性曲线(1)，并与曲线2交于C点。两特性曲线(1)和(2)的交点C说明两台机组的频率均为fe，而两台机组各自分担的功率均为P1/2。以后在负荷变动时，由调速器自动稳定功率分配，并调节电网频率。当两台发电机组并联运行需解列一台时，也应同时反向调节原动机的调速控制开关。在电网的频率保持不变的情况下，将负荷全部转移至运行的机组。当需解列的机组的有功功率接近为零时，将该发电机的主开关断开。在并联运行中若出现功率分配偏差较大时，也要按上述操作进行功率按发电机容量比例均匀分配。如果出现电网频率偏离额定值时，可同时向同方向操作两机组的调速开关，使频率上升或下降。(2)§15.2自动调频调载原理（3）接到解列指令时，能自动进行负荷转移。15.2.1自动调频调载装置的原理1)频率变换器基于波形变换的频率变换器的原理图设输入信号的频率为f，则平均值电路的输出为2)有功功率变换器单相功率变换器原理图以电压为参考相位3)有功功率分配器4)调整器由于要调节每台发动机组油门的大小，每台发电机组需配置一个调整器。调整器一般应具有如下功能:（1）判别综合信号的极性，决定调速方向，根据综合信号的大小，决定调速信号脉冲的周期（当脉冲宽度一定时），或者调速脉冲的宽度（当调速脉冲周期一定时）。（2）使每个调节过程的第一个调整信号有适当（如5秒左右）的延时，避开动态过程。（3）应有一定的不灵敏区。当输入未超过不灵敏区时，调整器不工作，这有利于防止系统过于频繁的工作（对于微小的频率偏差不调整）。15.2.2.自动调频调载方法2)虚有差法（柴油发电机组间）调速器3)主调发电机法因此，调频调载装置仅作为主调发电机的调频器，它只检测电网的频差，并根据频差信号去调节主调发电机的调速特性来实现调频。而基载发电机的调速特性为有差特性，其工作点一次整定在额定频率，达到预定的负荷后，将不会再受调频器的控制。自动分级卸载保护装置是一种发电机过载保护装置。当发电机出现过载时，自动卸载装置动作，将部分次要负载自动切除，以保护发电机正常