并机发电机组之间的无功功率分配

导读：发电机的无功输出与端电压密切相关，若无功分配不均可能导致部分发电机过载（励磁电流超限），而其他发电机欠载，影响装置稳定性。因此，并机运转的发电机之间分配无功功率是电力装置稳定运行的关键。可通过合理配置调差系数和控制系统，可实现并列发电机间的无功容量均衡分配，确保系统稳定有效运行。对于复杂系统，建议选取自动化监控系统（如PMS）动态协调多台发电机。

      并车运行发电机组指的是在同一母线上并列运转的发电机，或在同一高压母线上并机运转的发电机一变压器组。当改变并机运行中一台发电机的励磁电流时，该机的无功容量就会变化，同时还会影响并列运转发电机组间无功功率的分配，甚至还会引起并联运行的母线电压改变。这些变化与同步发电机的外特征密切相关，对外特性有一定要求。

      如图1所示，1号机为无差特征1，2号机为正调差特性2。当两机在同一母线并联运行时，母线号机端电压并保持不变。2号机无功容量为Q2；1号机的无功容量取决于用户所需的无功容量。当无功负载变动时，2号机的无功功率保持不变，仍为Q2，1号无差机将承担全部无功负载的变动。

      移动2号机特征曲线，可改变两机间无功功率的分配。移动1号机特征曲线，不仅母线号机的无功容量也要出现变化。

      由以上陈说可见，一台无差特性发电机可以与一台或多台正调差特征发电机在同一母线上并联运行，但发电机组间的无功容量分配是不合理的，故而实际上很少选择。

      两台无差特征的发电机，即使端电压调得完全相同，也无法在同一母线上并机运转，由于两机间无功功率分配是任意的，所以两机间会发生无功容量的摆动，无法稳定运转。

      如图2所示，1号机为负调差特性1，2号机为正调差特征2。当两机在同一母线上并机运转时，若并车点母线，但这是无法稳定运转的。因为当无功需求增加时，1号负有差机将升高电压，2号正有差机将减少电压，引起AER处上限工作；同样，当无功需求降低时，引起AER处下限作业；或者在两发电机组间无功功率产生摆动，发电机组不能稳定运行。因此，不允许负调差特征发电机参与直接并列运行。 

      两台正调差特征发电机并联运转时（线所示）康明斯柴油发电机组，各台发电机承担的无功容量由各自的调差系数δ确定，同时各台发电机组无功功率之和等于总无功容量，由此也确定了电压。

      如图4所示，两台发电机均具有正调差系数。若并列点母线，则两机无功容量分别为Q1

2，Q1与Q2具有确定的关系。如果因为某种缘由无功功率产生了变化，如无功功率增加，电压下降为UG1，两机无功功率分别为Q1、Q2。      无功容量减轻时，也有类似流程。这说明，两台或两台以上均具有正调差特点发电机并联运转可维持无功容量的稳定分配，能稳定运行，保持并列点母线电压在给定值水平。

N；ΔUG*——机端电压变化量标幺值，ΔUG*＝（U′G－UG）／UGN＝ΔUG／UGN。      或写成

* ......................................  (6-16)      当母线电压波动时，发电机无功功率（电流）的增量与电压偏差成正比，与调差系数成反比，而与电压整定值无关。式中“－”号表示无功容量增加时端电压减少，无功容量降低时端电压升高（δ＞0）。

G0一定相等）。调差系数8不相等时，调差系数愈小，发电机承担的无功功率比例愈大。 

      下面解述多台发电机并车运行时，当总无功容量增量ΔQ∑时，母线电压下降，各调节器动作增加励磁电流康明斯发电机配件厂家，相应输出无功容量的增加是各台发电机组的无功功率增量与各发电机组无功调差系数δi

∑* ......................................  (6-21)      各发电机组无功容量的变化量为

GN1tgφ1 = 371.76(Mvar)      2号机额定无功容量

GN2tgφ2 = 185.88(Mvar)      由式（6-19）得等值调差系数为 

∑*=－0.042 9×0.2=0.0085 8      由式（6-22）得各发电机组承担的无功负荷增量（相对各发电机组额定容量）为 

      当采用发电机一变压器组并联运行时，若发电机采用正差特性，母线将随无功增加而变得很低。发电机采取负差调节特征，电压随无功增加而上升，而变压器上由无功发生的压降也增加，因此发电机一变压器组在高压侧母线上为正有差特征，有利于维持电压。

      根据式（6-23）、式（6-24）可分别作出以U′G1、U′G2

为纵坐标的发电机外特性曲线′所示，具有负调差系数。容易看出，若外特征1′、2′具有正调差特征，相对并车点电压的发电机外特征曲线倾斜角会更大，故而无功容量的变化导致高压母线有较大的波动。一般情况下，并车点电压外特性的调差系数在5％左右，故而图5中特点曲线′为负调差系数，这样可维持并列点高压母线的电压水平，对提升电力装置的稳定性是很有益的柴油发电机厂家。

（1）测试调差系数：单机运转时，逐步增加无功负荷，记录电压变化，计算调差系数D=ΔV/ΔQ。

（2）并列前设置：将所有发电机的调差系数设为相同值（通常4%~5%）。（3）并联运行监测：观察各发电机无功表计，若分配不均，微调调差系数或电压参考值。

（2）励磁系统响应速度：快速响应的励磁装置（如AVR）需配合适当的控制举措以预防振荡。（3）容量比例分配：通常要求各发电机按额定容量比例分担无功（例如，两台1MVA和2MVA的发电机按1:2分配）。

综上所述，对于机端直接并列运转的发电机，无差特性的发电机不得多于一台，负调差特征的发电机不允许参与并联运行；为使无功功率按发电机组容量分配，并列运行发电机的外特征曲线UG

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