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        淺談康明斯發電機并網系統
        發布時間:2013-1-16  【關閉窗口】


          發電廠常用康明斯發電機作為后備電源以應付電網的停電、供電設備故障、設備檢修。當發生停電時,康明斯發電機應延時幾秒鐘自動啟動向饋電柜用電設備提供電源,同時斷開與電網連接的主開關。當電網來電時,為了轉為電網供電而不產生轉換過程的停電,康明斯發電機必須與電網并網運行,并網成功后馬上從電網解列退出。并列是非常重要的操作,康明斯發電機的非同期并列,會產生很大的沖擊電流,不但會危及機組自身的安全,還會使電網產生波動、破壞穩定性。因此要求同期裝置和控制、保護裝置齊全可靠。
          一, 并網運行系統
          為了使康明斯發電機能并網發電,必須滿足以下條件:
           康明斯發電機發出電源的相序與電網匯流排相序相同。否則,不但康明斯發電機不能進入同步,而且會產生很大的拍振電流,使康明斯發電機繞組承受過大的電動力,使線圈變形絕緣短路。
           康明斯發電機的電壓有效值與電網匯流排的電壓有效值相等或接近相等(電壓差<10),否則,會由于電位差而產生內部無功環流,生成很大的電磁沖擊力。
           康明斯發電機的頻率應與電力系統電源的頻率基本相等(頻率差不能超過0.51Hz),否則會因為拍振電流和拍振電壓的有功分量在康明斯發電機軸上產生力矩,使康明斯發電機產生機械振動,造成機組損壞。
           康明斯發電機的電壓相位與電力系統電源的電壓相位相等(相位差<10°),否則將產生有功和無功電流沖擊,使康明斯發電機燒毀。
          波形相同,康明斯發電機和電網同樣是正弦波波形。
          康明斯發電機與電網并列運行時,由于電網的容量遠遠大于康明斯發電機的容量,所以康明斯發電機工作狀態的變化不會影響電網電壓和頻率,因此在康明斯發電機與電網并列時,可認為電網電壓和頻率是不變的。待并康明斯發電機以電網為基準,通過增減勵磁電流 來調整康明斯發電機的輸出電壓,改變燃氣發動機的轉速來調整頻率,調節瞬時速率來滿足相位差,在基本滿足并列條件的瞬間,閉合康明斯發電機的主斷路器使康明斯發電機投入系統,這就是康明斯發電機并列過程。
          為了直觀判斷是否滿足并列條件,康明斯發電機的同期屏上安裝有電壓差表、兩組同期指示燈和同期表用以檢查和監視,同時配備有自動準同期裝置。通過電壓差表可以測得待并康明斯發電機的端電壓與電網匯流母排間的電壓差;通過同期指示燈 的暗、亮可以檢查康明斯發電機與電網匯流排側的頻率和相序;當待并康明斯發電機的頻率高于電網的運行頻率時,同期表指針就順時針快速旋轉;反之,則逆時針方向旋轉。頻率差得越大,同期表的指針轉得越快,頻率差減小時指針旋轉減慢, 當兩側頻率差減小到一定程度后,頻率非常接近,指針位置與同期點的夾角即是兩側電壓的相位差。當上述儀表指示滿足并列條件時,即可進行手動準同期并列操作。
          二, 解裂保護系統
          為了使康明斯發電機組并網后可靠穩定運行,該機組設置了安全完善的保護裝置,一旦機組出現下列故障,會自動掉閘,與電網解裂,自動停機。
           過負荷故障:如果在康明斯發電機組運行時,其輸出功率大于額定功率的10,康明斯發電機組超力就容易使機組損壞。現場安裝了負載傳感器,當嚴重超負荷時自動停機。
           超速故障:如果康明斯發電機組超過額定轉速運行時,會導致發電頻率與電網頻率不同。故設計了轉速繼電器,當康明斯發電機運行轉速大于額定轉速的2時,視其為故障,自動停機。
           油壓故障:康明斯發電機組的潤滑系統是否正常是通過其油壓反映出來的,油壓不正常可視為機組處于非正常運行狀態,嚴重時可通過繼電器自動停機。
           水溫、水位故障:康明斯發電機內部的循環水用于機組冷卻,當機組內無水、少水或水溫過高,說明冷卻系統不正常,可使機組損壞。現安裝了水溫、水位傳感器,在其非正常狀態時自動停機。
           蓄電池故障:蓄電池用于給康明斯發電機組定子的自身勵磁,勵磁系統的好壞直接影響康明斯發電機組的運行質量,故設計了蓄電池電壓繼電器,當其故障時自動停機。
           功率方向故障:康明斯發電機組正常運行時向電網輸出電能,非正常時電網向康明斯發電機提供電源,此時康明斯發電機就變成了電動機而消耗電能。故設計了功率方向繼電裝置,使康明斯發電機只能給電網提供電源,一旦反向就與電網解裂,自動停機。
           緊急停車裝置:當康明斯發電機組遇到緊急情況時,可按急停按鈕使康明斯發電機組瞬間與電網解裂,停止機組運行。
          三, 康明斯發電機的勵磁系統及二次電路
          3.1 勵磁系統
          勵磁系統是交流同步康明斯發電機核心組成部分,勵磁系統的好壞直接影響同步康明斯發電機的性質和運行質量。潮州大唐電廠安裝的同步康明斯發電機是自激勵、恒壓式無刷康明斯發電機,配有復勵勵磁系統,康明斯發電機的勵磁功率由其內部獲得。這種復勵勵磁 系統動態性能好,突加、突卸額定負載時電壓瞬變小、暫態過程小,超載能力可達到康明斯發電機額定電流的2.5倍,能夠承受3倍于額定值的短路電流,在A.V.R調節器作用下,可獲得很高的穩態電壓調整率等突出優點。
          3.2 二次電路
          康明斯發電機的二次電路是由不同功能的基本電路組成的,主要包括康明斯發電機調壓電路,康明斯發電機調速電路,自動準同期并列控制電路,自動并列、手動并列和解列控制電路,測量電路,康明斯發電機輔助設備控制電路,康明斯發電機輸出功率限制電路,逆 功率控制電路,直流24V供電、充電電路,發動機啟動和停車電路,繼電保護電路等

         

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