康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

使用说明书

两台康明斯发电机组自动并车的要求和条件

 

摘要：柴油发电机组的电气设计涉及到多方面的内容，在某些应用中，可能需要两台或两台以上的发电机组并联运行发电。并机运行是指将多台柴油发电机组同时连接在一个电力系统中，共同供电，其主要目的是提高电力系统的可靠性和供电能力。并联可以根据负载的情况，启动相应的某一台柴油发电机组，也可以同时启动两台以上发电机组。在并联的情况下，柴油发电机组可以增强抵抗负载突变，电流冲击，保护柴油发电机组，延长使用寿命等优点。

 

一、柴发并机的工作原理

 

      柴发机组并机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：

1、同步检测与调节

      在并机系统中，每台柴油发电机组都需要具备同步检测与调节功能。当柴油机组与电力系统同步后，电流和电压会发生变化，这就需要对发电机组的电流和电压进行检测和调节，以确保其与电力系统保持同步。同步检测与调节技术是柴发机组并机系统的核心。通过准确检测和调节各个柴油发电机组的电流和电压，可以保证并机系统的运行稳定。

2、负荷分配

      在柴发机组并机系统中，各个柴油发电机组需要根据电力系统的负荷情况进行合理的负荷分配。负荷分配的目标是使每台发电机组的负荷尽量均衡，避免出现负荷过大或过小的情况。负荷分配技术是保证发电机组负荷均衡的关键。通过合理的负荷分配，可以避免某个发电机组负荷过大而导致故障，同时也可以提高整个系统的供电能力。

3、频率和电压控制

      柴发机组并机系统中，频率和电压是两个重要的控制参数。为了保持电力系统的稳定运行，需要对频率和电压进行精确的控制。当电力系统的负荷发生变化时，柴油机组需要根据系统的需求来调整输出频率和电压。频率和电压控制技术是保证电力系统稳定运行的重要手段。通过精确控制频率和电压，可以避免电力系统的过载或欠载。

4、 并机控制

      柴发机组并机系统中的并机控制是整个系统的关键。通过并机控制系统，可以实现柴油发电机组的自动启动、同步和停机。并机控制系统还可以监测电力系统的状态，当某台柴油发电机出现故障时，可以及时切换到备用柴油发电机组，保证系统的连续供电。并机控制技术是柴发机组并机系统的关键技术。通过自动启动、同步和停机等控制功能，可以实现柴油发电机组的自动管理和切换。

 

图1  多台柴油发电机组并联系统统朴图

图2  柴油发电机并机原理示意图

 

二、柴发并联系统的基本要求

 

1、并车的要求

（1）在合闸并车的最初瞬间，应使冲击电流尽可能地小。

（2）并车之后，要求发电机保持稳定的同步运行。 

2、并车的条件

（1）频率相同

      频率相同是并车的基本条件。如果频率不同，在同一瞬间它们电压的大小和极性就不同，若并车就会在发电机间的定子绕组中形成电位差而产生环流。环流过大，就会烧坏定子绕组。同时环流还会产生一个增加发电机转速的力矩，致使发电机转速不稳定，产生振动。因此，频率不同的发电机是绝对不能并车的。

（2）电压相同

      电压的大小和相位均相同。并车时要求它们的电压差值不超过±5％且相位相同。若电压不同，并车时就有较大的冲击电流，并车后还会影响发电机的功率因数；当相位差很大时，就会产生很大的环流，烧坏定子绕组。

（3） 电压相序一致

      相序就是发电机三相电压升起的次序。若相序不同，即使两台发电机的电压大小和相位相同，其中两发电机之间必有两相的电压不同，并车时在这两相中就在很大的电压差，就会产生很大的环流，会烧坏定子绕组。

      两台发电机并联运行的条件是电压、频率和相位角必须一致，它们的功率、功率因数等不影响并联运行。为了使两台发电机稳定运行，无功功率分配必须合适，即调差量必须调节好，且必须为正调差。两台发电机的有功功率（调节各自机组的导水叶）和无功功率（调节各自的励磁）能按一定的比例输出。

3、自动和手动并车装置

      为了达到上述要求，需采用自动或手动调节励磁装置。如果其中一台是用不可控的自励恒压励磁（即自励恒压发电机），就不可能使并联运行的发电机稳定运行，甚至跳闸解列，也就是不能并运行。两台发电机并联运行的条件是电压、频率和相位角必须一致。它们的励磁方式虽不同，但只要能起到下列作用就可并联运行。

（1）励磁电流可自动或手动调节，能保证发电机的端电压在要求范围内。具有正调差，且调差量合适，能使各台机组间的无功功率合理分配。

（2）当电网内发生故障使电压降低时，励磁装置能快速地进行强励，以维持电压在合适的水平上，并提高动态稳定性。

（3）当然两台发电机的励磁方式相同更好，这样调节起来就更容易。如果其中一台为自励恒压发电机，就不能并联运行。

 

图3  柴油发电机并联模拟数据显示

图4  柴发并机控制器背面板接线端子

      在我国，随着人们生活水平的日益提高及工农业生产不断发展，用电量在不断攀升，在电力调配时，有时需要用限电的方法来暂时缓解高峰时期的用电压力。这时的柴油发电机组已经不再是传统意义上规范中所规定的“应急”作用，而是增加了正常工作、生活用电的“备用”功能。柴发机组并机是提高电力系统可靠性和供电能力的重要手段。通过合理的同步检测与调节、负荷分配、频率和电压控制以及并机控制技术，可以实现柴油发电机组的自动管理和切换。柴发机组并机系统广泛应用于建筑工地、工业生产、农村电网和电力系统备用电源等领域，为各个领域的电力供应提供了可靠的支持。

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