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浅谈康明斯发电机并网系统
发布时间:2013-1-16  【关闭窗口】


  发电厂常用康明斯发电机作为后备电源以应付电网的停电、供电设备故障、设备检修。当发生停电时,康明斯发电机应延时几秒钟自动启动向馈电柜用电设备提供电源,同时断开与电网连接的主开关。当电网来电时,为了转为电网供电而不产生转换过程的停电,康明斯发电机必须与电网并网运行,并网成功后马上从电网解列退出。并列是非常重要的操作,康明斯发电机的非同期并列,会产生很大的冲击电流,不但会危及机组自身的安全,还会使电网产生波动、破坏稳定性。因此要求同期装置和控制、保护装置齐全可靠。
  一, 并网运行系统
  为了使康明斯发电机能并网发电,必须满足以下条件:
   康明斯发电机发出电源的相序与电网汇流排相序相同。否则,不但康明斯发电机不能进入同步,而且会产生很大的拍振电流,使康明斯发电机绕组承受过大的电动力,使线圈变形绝缘短路。
   康明斯发电机的电压有效值与电网汇流排的电压有效值相等或接近相等(电压差<10),否则,会由于电位差而产生内部无功环流,生成很大的电磁冲击力。
   康明斯发电机的频率应与电力系统电源的频率基本相等(频率差不能超过0.51Hz),否则会因为拍振电流和拍振电压的有功分量在康明斯发电机轴上产生力矩,使康明斯发电机产生机械振动,造成机组损坏。
   康明斯发电机的电压相位与电力系统电源的电压相位相等(相位差<10°),否则将产生有功和无功电流冲击,使康明斯发电机烧毁。
  波形相同,康明斯发电机和电网同样是正弦波波形。
  康明斯发电机与电网并列运行时,由于电网的容量远远大于康明斯发电机的容量,所以康明斯发电机工作状态的变化不会影响电网电压和频率,因此在康明斯发电机与电网并列时,可认为电网电压和频率是不变的。待并康明斯发电机以电网为基准,通过增减励磁电流 来调整康明斯发电机的输出电压,改变燃气发动机的转速来调整频率,调节瞬时速率来满足相位差,在基本满足并列条件的瞬间,闭合康明斯发电机的主断路器使康明斯发电机投入系统,这就是康明斯发电机并列过程。
  为了直观判断是否满足并列条件,康明斯发电机的同期屏上安装有电压差表、两组同期指示灯和同期表用以检查和监视,同时配备有自动准同期装置。通过电压差表可以测得待并康明斯发电机的端电压与电网汇流母排间的电压差;通过同期指示灯 的暗、亮可以检查康明斯发电机与电网汇流排侧的频率和相序;当待并康明斯发电机的频率高于电网的运行频率时,同期表指针就顺时针快速旋转;反之,则逆时针方向旋转。频率差得越大,同期表的指针转得越快,频率差减小时指针旋转减慢, 当两侧频率差减小到一定程度后,频率非常接近,指针位置与同期点的夹角即是两侧电压的相位差。当上述仪表指示满足并列条件时,即可进行手动准同期并列操作。
  二, 解裂保护系统
  为了使康明斯发电机组并网后可靠稳定运行,该机组设置了安全完善的保护装置,一旦机组出现下列故障,会自动掉闸,与电网解裂,自动停机。
   过负荷故障:如果在康明斯发电机组运行时,其输出功率大于额定功率的10,康明斯发电机组超力就容易使机组损坏。现场安装了负载传感器,当严重超负荷时自动停机。
   超速故障:如果康明斯发电机组超过额定转速运行时,会导致发电频率与电网频率不同。故设计了转速继电器,当康明斯发电机运行转速大于额定转速的2时,视其为故障,自动停机。
   油压故障:康明斯发电机组的润滑系统是否正常是通过其油压反映出来的,油压不正常可视为机组处于非正常运行状态,严重时可通过继电器自动停机。
   水温、水位故障:康明斯发电机内部的循环水用于机组冷却,当机组内无水、少水或水温过高,说明冷却系统不正常,可使机组损坏。现安装了水温、水位传感器,在其非正常状态时自动停机。
   蓄电池故障:蓄电池用于给康明斯发电机组定子的自身励磁,励磁系统的好坏直接影响康明斯发电机组的运行质量,故设计了蓄电池电压继电器,当其故障时自动停机。
   功率方向故障:康明斯发电机组正常运行时向电网输出电能,非正常时电网向康明斯发电机提供电源,此时康明斯发电机就变成了电动机而消耗电能。故设计了功率方向继电装置,使康明斯发电机只能给电网提供电源,一旦反向就与电网解裂,自动停机。
   紧急停车装置:当康明斯发电机组遇到紧急情况时,可按急停按钮使康明斯发电机组瞬间与电网解裂,停止机组运行。
  三, 康明斯发电机的励磁系统及二次电路
  3.1 励磁系统
  励磁系统是交流同步康明斯发电机核心组成部分,励磁系统的好坏直接影响同步康明斯发电机的性质和运行质量。潮州大唐电厂安装的同步康明斯发电机是自激励、恒压式无刷康明斯发电机,配有复励励磁系统,康明斯发电机的励磁功率由其内部获得。这种复励励磁 系统动态性能好,突加、突卸额定负载时电压瞬变小、暂态过程小,超载能力可达到康明斯发电机额定电流的2.5倍,能够承受3倍于额定值的短路电流,在A.V.R调节器作用下,可获得很高的稳态电压调整率等突出优点。
  3.2 二次电路
  康明斯发电机的二次电路是由不同功能的基本电路组成的,主要包括康明斯发电机调压电路,康明斯发电机调速电路,自动准同期并列控制电路,自动并列、手动并列和解列控制电路,测量电路,康明斯发电机辅助设备控制电路,康明斯发电机输出功率限制电路,逆 功率控制电路,直流24V供电、充电电路,发动机启动和停车电路,继电保护电路等

 

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