并联运行（共8篇）
并联运行 篇1
循环冷却水系统中为了满足设备不同工况所需水量、水压的变化, 常常需要设置多台水泵联合工作, 水泵并联可以增加流量, 可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程, 水泵并联还可以提高了泵站调度的灵活性和供水的可靠性, 在循环泵站运行中被广泛采用, 但对一个特定的管路系统来说, 如果泵选型不当, 则可能出现水泵多台并联运行与单台运行相比流量增加很少的情况, 或则, 多台并联运行的水泵, 单台运行时流量远远大于并联运行时的单机流量, 水泵运行严重偏离高效区, 轴功率大大增加, 造成电机过载, 也可能由于长期偏离设计工况运行使水泵产生汽蚀。因此了解水泵并联运行时的流量增量与那些因素有关, 水泵并联运行时中应注意的问题对循环冷却水系统的设计、水泵的选型、和系统的经济运行是非常必要的。
1 水泵并联运行流量变化的分析
1.1 同型号、同水位水泵并联台数对流量增量的影响
同型号水泵并联, 可以通过改变开启水泵台数的不同, 来达到进行系统流量调节的目的, 因此在设计中被广泛采用, 但是, 对于一个确定的管路系统来说, 不能简单的理解为并联的水泵台数增加一倍流量就会增加一倍。
如两台同型号水泵在一个吸水池中抽水, 两处吸口到交汇处的管径相同, 各泵通过的流量为Q/2, 因此两台泵并联的结果是, 在同一扬程下流量的叠加, 用等扬程下流量叠加的方法绘制两台水泵并联后的特性曲线B, 见图1。同型号、同水位水泵三台并联原理与两台水泵相同, 特性曲线可用一条等值水泵的C曲线来表示。
如图所示, 曲线A、B、C分别为单台、两台、三台并联运行时的特性曲线。曲线∑h为管路特性曲线, 由图1可以看出, 曲线A、B、C与曲线∑h相交于A’、B’、C’, 不但两台水泵运行时, Q不等于2Q, 而且三台水泵运行时Q也不等于3Q, 同时三台水泵并联时的流量增量小于两台水泵并联时的流量增量即ΔQ3<ΔQ2。
如果在继续增加并联水泵的台数量, 则可能出现多台并联运行与单台运行相比, 流量增加很少的情况。
1.2 不同型号的两台水泵在相同水位下并联的流量增量
两台不同型号水泵在同一个吸水池中抽水, 泵的特性曲线不同, 管道中水力不对称因此一开始不能用等扬程流量叠加原理, 但泵Ⅰ与泵Ⅱ所以能并联工作, 在管路汇集处B处的测压管水头相等, 这样, 如图2所示, 先绘出Q-∑hABQ-∑hBC曲线, 然后按折引特性曲线法将泵Ⅰ、Ⅱ的性能曲线上, 相应地扣除水头损失∑hAB∑hBC, 得到虚线所示Ⅰ’Ⅰ和Ⅱ’, 它们表示两台水泵都折引到B点工作时的性能, 这样就可以采用等扬程流量叠加原理, 绘出总和特性曲线 (Ⅰ+Ⅱ) ’, 犹如一台等值水泵的性能曲线, 它与后段管道系统的特性曲线的交点E对应的流量QE, 即为两台水泵并联工作的总流量。
2 管道系统特性曲线对流量增量的影响
管道系统特性曲线对流量增量也有很大的影响, 如图3所示曲线∑h1、∑h2分别为两种不同情况管道系统的特性曲线, 曲线A、B、C分别为同型号、同水位的一台、两台、三台水泵并联运行的特性曲线, 由图可以看出, 曲线∑h1、∑h2和曲线A、B、C相交于点A1、A2;B1、B2;C1、C2, 两台水泵并联流量增量ΔQ12>ΔQ22三台水泵并联流量增量ΔQ13>ΔQ23, 因此管道系统特性曲线越平坦 (管路阻抗越小) 越适宜于水泵的并联工作, 减小管路系统的阻抗, 可以提高水泵并联流量的增量。
3 泵的特性对流量增量的影响
如图4所示, 同型号A型水泵3台并联运行时的特性曲线为A1、A2、A3曲线较为平坦, 同型号B型水泵3台并联运行时的特性曲线为B1、B2、B3曲线较为陡峭, A1与B1相交一点S, 假设管路特性曲线一定, 并通过S点, 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点分别为A1`A2`A3`;B1`B2`B3`, 两台A型水泵并联与两台B型水泵并联相比, 流量增量ΔQA2<ΔQB2, 三台A型水泵并联与三台B型水泵并联相比, ΔQA3<ΔQB3, 这说明泵的特性曲线越陡峭 (比转速越大) , 流量增量越大, 越适宜于并联工作。反之泵的特性曲线越平坦 (比转速越小) , 越适不宜于并联工作。
4 分析结果
通过以上的分析可知, 水泵并联运行时的流量增量即与并联数量有关还与管道系统的特性曲线和泵自身的特性有关, 要增大泵的并联流量必须从上面的三个因素综合考虑在进行系统设计时, 若想增加流量不可以只从增加并联水泵的数量来考虑, 随着并联水泵数量增加, 流量增量却在逐渐减少, 因此单靠增加并联水泵的方法来增加流量的设计思路是不宜采用的。
循环水系统管路设计时应尽量减少管路系统的阻抗, 来提高水泵并联流量的增量, 这也是系统设计时必须考虑的一个主要因素, 如通过合理的布置管道走向, 力求做到使管道短少, 减少弯头的数量, 在兼顾经济性的同时, 适当增加管径以降低介质流速等措施, 减少管路系统的阻抗。
从泵的特性对流量增量的影响方面看, 为了增大并联水泵流量, 应尽量不要选用性能曲线平坦的水泵。
多台水泵并联工作时各泵的工况与各泵单独工作时的工况点相差较大, 选泵应兼顾两种工况, 使水泵均在高效区工作, 如果所选的水泵是以经常单独运行为主, 那么并联工作时, 要考虑个单泵的流量是会减少的, 扬程是会提高的, 如果设计时选泵是为了水泵经常并联运行的情况, 泵单独运行时, 相应流量将会增加, 轴功率也会增大, 无论流量增量变大或变小, 只要超过水泵高效区工作, 就会产生汽蚀对泵造成危害。
5 结语
循环水系统水泵并联设计选型时, 应尽量不要选用性能曲线平坦的水泵, 管路设计尽可能减少阻抗, 并且不能只考虑并联工况, 必须校核单台泵运行工况, 流量是否满足调节需要, 以及是否有超载的可能。应尽量使泵的并联运行和单台运行时都在高效区工作。
在对旧泵房挖潜、扩建时必须同时考虑旧管道的阻抗, 并经过经过并联工况的分析计算后, 才能确定能否通过增加并联水泵台数来增大流量, 以满足设备供水量需求。
摘要：本文通过对循环泵站水泵并联运行流量增量的分析, 指出了水泵并联流量特性及影响水泵并联流量增量的主要因素, 为循环水系统水泵并联设计及泵站的经济、可靠运行提供了参考。
关键词：循环冷却水系统,水泵并联,流量增量
柴油发电机组并联运行稳定性探讨 篇2
【关键词】柴油发电机组；并联运行；数学模型；稳定性和稳定度
柴油发电机组并联运行的工作原理是依靠多种类型的并联电力系统来维持的，其稳定性的研究也会受到不同方面，不同程度的影响。柴油机受到干扰能够自控的能力强，受到的影响小，其稳定性的运行就几乎不会受到影响，相反，柴油机工作受到干扰后自控能力差，受到的影响大，那么就几乎无法正常去维持其稳定性。柴油机在平时具体的工作运行中，存在着一些缺陷，这是不容忽视的，必须引起我们的高度重视。原有的柴油机发电机单独工作，资源的使用率不高，对资源的浪费较多，不利于保护生态环境。柴油机发电机组并联的作用高新技术，通过一系列科学、合理的方法，减少资源的浪费来提高工作的效率。
1.发电机模型
发电机模型指的是将一台发电机先运行起来，当先运行的发电机的电压达到预期的目标时，然后利用某种技术，把所有运行的剩下的发电机共同衔接到之前运行的发电机上，共同并联起来，形成一个并联的发电机工作组。在进行模拟的过程中要采用5个阶段的运行状态的方程式来进行计算。不考虑出现的短暂的，意外的电磁过程。经过这一系列复杂的程序后，运行专业的图表，等式等，描述出发电机模型的实际运行状况。可以使用不同的参考模型来进行详细地，系统地的描述。做到清晰明了，清楚的认识到发电机组并联运行的工作程序和运行结果的效果示意图。
发电机的功角表示的是转子磁极轴线和定子合成磁极处轴线的空间夹角机械运动的参数，它将电力系统中的机械运动和电磁运动两者有机的结合在一起。功角的变化反映的是柴油机发电机组并联运行的稳定性的程度。我们要把三者有机的结合在一起，制定出最为经典的摇摆方程式。根据摇摆方程式来计算出相对的摇摆角，计算出来的相对值越大，就说明了柴油发电机组并联运行的稳定性较差，柴油机发电机组的并联运行的系统将会失去原计划的稳定性的平衡。
2.调速器的数学模型
我们根据专业的知识，可以把柴油机运行的工作系统进行简化分析，得到一个简化的模型来进行系统的研究。来自发电机的转速通过控制，使之达到给定的实际转速，通过测速元件，伺服器，喷油泵，柴油机，最后到达发电机。经过一系列复杂得程序，最后工作运行的模型图。测速的过程中，我们要使用动态的方程式来进行详细的描述，这是一个复杂，困难的过程。在具体的操作过程，运行过程，我们要做到严谨，细致。牵一发而动全身，必须做到要有科学的依据和合理的方法。柴油机工作的稳定性是指在给定的工作条件下，通过恒定的转速来表达的。在操作的过程中，我们尽量做到忽略机组工作运行的摩擦力，以此来维持相对稳定的工作状况。对于偏离较小的微小的差异波动，我们要寻找小偏差的计算和工作的方法。用平衡的状态来维持最后的结果。
3.发电机励磁系统模型
发电机励磁系统模型指的是用工具箱为依据来维持运行的。非常的接近零极点的对消，进一步简化该工作的实际模型。通过控制器的作用，在各种综合条件的控制下，达到理想的效果。简化模型的过程中，通过科学合理的方法，切忌不要盲目，加上可以达到理想效果的控制模块。借鉴其他先进的工作技术和经验。画出理想的简化模式图，便于进行下一步的研究。
4.延迟环节和柴油机数学模型
作为研究对象的柴油机，为了方便进行下一步的研究，我们可以把柴油机的结构进行简化用简化结构的方框图表来进行表示。忽略对研究没有意义的环节，省去复杂的中间过程，只有一个中间环节来代替燃烧环节和热力环节。对于要进行研究的柴油机对象来说，这样去作对于这一滞后环节来说是确定的。滞后时间和柴油机的转速可以用方程式来表达。减少干扰，达到理想的实验效果。稳定性趋于平稳不会出现很大程度得起起落落，稳定性控制在相对平穩的状态。柴油发电机组并联运行的稳定性，会受到多种因素的干扰。例如，发电机工作组的起停，卸载，并联运行等操作，以及各类故障状态报警及装置工作等的数据显示。柴油机发电机并联运行稳定性的仿真是工作的难点，定性分析是十分重要的。
以上的四种模型研究方式，都是根据具体的实际的操作情况，有针对性的，具体的研究。力求达到和实际情况几乎等同的效果。柴油发电机组并联运行的稳定性有静态和动态之分。静态稳定性指的是发电机组在工作的过程中受到了比较小的扰动后，发电机组迅速适应变化，尽快调整到工作之前的运行状态的能力。动态的稳定性指的是发电机组并联运行的过程中，受到了剧烈的意外的扰动，发电机组仍然能够迅速适应当前的变化，努力调整，恢复到理想的工作状态的能力。
柴油发电机组并联运行稳定性是我们过程中最终追寻的完美结果。通过一系列复杂的程序，运用一系列的技术，达到最大程度的稳定性。最终，提高工作的效率，实现研究的最初目标。
5.结束语
柴油机发电机并联运行技术是按照科学、合理的方法建构起来的，符合现代经济发展的实际情况。柴油发电机并联运行技术是符合科技发展规律的，符合自然规律发展状况的。柴油发电机并联组工作，可以提高我们的工作效率，减少资源的浪费，促进经济更好更快的发展，符合可持续发展要求的，对生态环境的发展起到了一定的促进作用。但是，对于目前来说，运行柴油机发电机并联组还是有一定的缺陷的。运行技术不是十分的完善，在实际的工作中还会遇到一些的难题我们要保持清醒的头脑，具体分析在实际的运行操作过程中遇到的难题。理论联系实际，把课本的知识和具体工作的技术很好的有机结合起来。带动柴油机发电机组运行技术的不断完善促进更好的发展！ [科]
【参考文献】
[1]杨胜国，朱梅林，等.改善柴油机电子调速器控制性能的仿真研究[J].华中科技大学学报，2001，29（10）：83-85.
[2]项国波编著.柴油机交流发电机组并联运行及其稳定性[M].北京：国防工业出版社，1979.5.
[3][苏]B.H.托克维尔著.柴油发电机组并联运行的稳定性（田治喜，吴霞芳译）[M].北京：国防工业出版社，1977.
[4]杨青，马伟明，刘得志，等.3/3相互环绕发电机系统的并联运行稳定性[J].中国电机工程学报，2005，25（1）：97-103.
注水泵并联运行的特性 篇3
油田注水系统采用的离心泵型有DF和6D系列泵, 当注水管网中需求的流量比较大, 用一台泵流量不能满足要求时, 需将两台或更多的泵并联起来提供足够的流量和压力, 实现大流量供给。注水泵并联运行的工况需根据联合运行的泵总性能曲线与管路性能曲线确定。随着油田三次采油的不断深入, 注水量不断发生变化, 供注系统难以持续保持平衡, 出于小幅度调节排量、节能等的需要, 对注水泵采取了拆级改造、泵叶轮车削、变频调速等改造措施, 这些泵的性能与原来相比有了相应变化, 并联工作时也会对总特性曲线产生影响, 本文对总特性曲线进行研究, 并提出在不同型号及转数的注水泵并联运转时, 可以考虑使用变频调速装置。
2 管路特性曲线
胜利油田大部分注水站都采用大型多级离心泵或高压柱塞泵升压, 然后通过注水管网把满足流量和压力要求的合格污水输送到注水井的注水系统。一个注水站所管辖的注水井数量不同, 远近不同, 压力水量要求也不同。注水管路包括注水干线、支干线、配水间分水管线、单井注水管线, 管路呈星形分布。注水泵与注水管路相协调工作, 一般情况下, 注水泵出口压力, 等于注水井口注水压力, 高差和阻力之和, 可表示为:H=H0+H1+SQ2 (1) , H为泵出口压力MPa;H0为注水井口注水压力MPa;H1为注水泵到注水井的高差引起的压力差MPa;S为管路特性系数, 与管路系统的沿程阻力与局部阻力以及几何形状有关s2/m5。通常情况下, H1=0, (1) 式简化为:H=H0+SQ2。
将流量Q与压头H的关系绘制在坐标图上, 就得到管路特性曲线 (图1 (b) 中的CE) 。它是一条在H轴上截距等于H0的抛物线。只要已知某一泵出口压力、流量和注水压力, 便可反求出管路特性系数S。需要注意的是, 管路特性系数随管路上阀门开启度等因素变化。
3 泵的并联运行
3.1并联运行泵的特性曲线
(a) 泵并联安装示意; (b) 泵并联运行Q-H曲线与工况分析
图1 (a) 表示两台多级离心泵F1与F2 (两台泵应型号、转数相同, 叶轮级数一致, 特殊情况可能不同) 并联安装的示意图。两泵的特性曲线分别为图1 (b) 中的F1A1及F2A2。
这时两台泵吸入口压力相等、排出口压力相等, 均处在相同的环境因素下运行, 在总管中的流量, 为两泵流量相加。所以总性能曲线是同一系统压力下的所有泵流量的和。具体曲线画法是:在性能图上先绘出一系列等压线 (虚线) , 然后在每根等压线 (例如D1-D2线) 上, 将等压线和各泵Q—H曲线交点所对应的流量相加 (例如Q1+Q2) 就可以找到两泵并联后曲线上的A点。依次类推, 可以制作出两泵或者多泵并联运行的总特性曲线 (Q—H曲线) , 如图中的GA线。这条曲线一头终于G点的原因是, 第一台多级泵扬程不能大于G点扬程, 假若扬程超过此点就毫无用处了。
运行工况分析
在图1b可看出:CE为管路特性曲线, 它与两台多级泵并联后Q—H曲线的A交点, 为并联运行后的工作点, 此点流量为QA、压头为HA, 是两泵并联运行后的实际效果;过A点做等压线与两多级泵特性曲线相交在D1点和D2点。它们代表并联运行后各泵单独提供的流量和扬程, 流量是Q1与Q2, 与各单泵自身额定流量大小有关。扬程均为HA, 与单泵扬程大小无关, 是注水管网系统中和的结果。
假设在此泵运行系统中进行单泵运行试验的话, 如只让F1泵运行其他泵停运, 则F1泵特性曲线与管道性能曲线CE交点A1即是F1泵工作点, 由于注水管网系统流量和扬程的要求都远大于单泵运行的工作点A1所提供的流量q1, 即点A所对应的流量, 所以必须增加一台或多台泵并联运行, 以满足整个系统的需要。
通过上面对比三种工况点 (1.并联运行总性能曲线上效果点A;2.并联运行时单台泵的具体特性点D1和D2;3.不并联运行只开一台泵的工作点A1或A2) 的分析, 能够得以下出结论:
(1) 由图看出, q1>Q1, q2>Q2, 这里Q1+Q2=QA, 即QA
(2) 由图1b中可以看出, 两台多级泵单独运行时所提供的流量都不能满足系统的流量要求QA。而且也能看出单泵运行的扬程均低于并联运行的压力值HA。两者的差值是由于并联运行造成管路内流量增大, 摩阻增加, 从而需要更高扬程克服。
(3) 多台机泵并联运行衡量能否经济, 要分析各单泵运行效率才行。比如图1 (b) 中绘制的两台多级泵单泵效率曲线。在管路特性曲线为CE时, 两台泵并联运行情况下, 两泵工作点D1与D2其所对应的泵效为E1和E2。这时多级泵F1处于最高效率E1下工作, 而另一台泵则不在较低效率下工作。如果管路特性曲线改为CE’时, 泵F1的工作点d1所对应的泵效e1低于其最高效率, 泵F2升到最高泵效e2下工作。
(4) 两台性能曲线不同的泵并联运行的特殊情况
两台不同型号或转数的泵A与B, 并联后的曲线是A+B, 管路特性曲线1没有与曲线A+B相交, 而是分别与泵A与B的Q—H曲线相交, 在这种特殊情况下, 并联运行的流量可能不会增长。还有可能使低扬程的泵空转甚至至倒流, 使总流量反而小于高扬程高流量泵单独运行的情况。
以上所述, 经过泵并联后增加系统流量或通过开、停并联泵台数跳跃式地调节管网流量的作法, 对管路曲线较平坦的系统最有利, 一般情况下应少用并联运行, 但目前油田注水系统中, 多台注水泵并联已广为采用, 此时, 宜采用相同型号及转数的注水泵。
4 结论
(1) 油田注水离心泵尽可能选择大排量型号, 减少并联台数;
(2) 尽可能使并联注水离心泵特性一致, 尤其是选择压头相近的泵并联。
参考文献
[1]刘东升.《油田注水生产系统节能技术》, 石油工业出版社.2003年
并联运行 篇4
1 单台UPS电源的正常运行方式与故障方式
正常运行状态下将市电交流的220v电源通过整流/充电器模块 (A) 将电源 (1) (Mains 1) 变为直流电用, 又通过逆变器将直流电转变为高质量稳定的交流电, 并且在直流电时候给予电池进行浮充电或强充电。
电池单元 (D) 在电源1, 即是市电220v停电情况的下可以变成为逆变器提供后备电源;
逆变器模块 (B) 将整流/充电器或电池单元提供的直流电变换为三相交流电来为负载供电;
静态旁路模块 (C) 保证在逆变器停机 (主机停止) 或突然过负荷的同时将负载切换到电源2 (Mains 2) 。
维修旁路是将整个ups电源的主机进行全部隔离, 完全用市电来进行为负载供电, 不需要逆变和电池的参与。维修旁路的组成是三个手动开关 (Q3BP、Q4S和Q5N) 。
旁路运行
如果逆变器输出故障, 通过静态开关自动将旁路电源接通。
当逆变器输出恢复后, 其输出先与旁路同期, 然后自动将全部负荷转换至逆变器。
整流器交流电源失电和恢复
一旦电源失电, 整流器将自身与直流母线隔离。当电源恢复后, 整流重新起动, 自动向蓄电池均衡充电, 同时向逆变器负荷供电。
2 两台并联UPS电源正常运行方式
3 ups双机并联的冗余与单机运行的优点
(1) 因为两台ups直接并联连接, 没有主机和备机之分, 在市电和系统正常运行时, 两台ups均对负载供电, 系统运行更有保障, 当其中任何一台ups主机逆变器发生故障时, 由另一台ups承当所有的负载, 不会发生由于一台ups故障且不能切换到旁路供电时而发生的负载断电事故, 所以系统的可靠性最高。 (2) 对于系统而言, 我们前期可以不一次投资完成, 后期可以增加投资, 来增加系统的容量, 而且, 不用为了提高容量而更换掉旧的ups电源。 (3) 如果其中一台主机需要维修, 我们不需要去切换主机到静态旁路, 可以直接将负载全部由另一台ups来供电, 并且负载会正常工作。 (4) 对于两台ups, 我们在启动逆变器中, 可以共用一组电池, 因为在工作中电池处于浮充状态, 只是在启动时候需要电池提供400v电源, 而且, 电池只有在停电时候提供电源, 这样, 两台就可以节省一组电池费用, 并节省了占地空间。 (5) 当ups正常运行时, 允许过载一台ups的功率 (通过损失另一台ups的功率冗余来保证过载负载正常运行) 。
4 ups双机直接并联的冗余运行方式的缺点
(1) 技术复杂, 不容易实现, 不是所有的厂家都会生产, 目前需要在同品牌的两台ups之间实现, 产品选型范围小, 有一定的局限性。
(2) 由于采用了直接并联ups这项技术, 需要对ups单机结构上进行技术改造, 所以该运行方式不但多采用了一台ups, 而且单台ups的造价也提高了, 系统造价最高。
(3) 两台ups共同运行, 寿命相当, 但每台ups只带约为本机容量一半的负载, 设备利用率不高。
摘要：因为社会的信息化发展, UPS开始的应用也越来越多, 邮政、电信、移动、金融证券、医院、电力、军队、石化、工矿企业及各大院校等多个领域, 其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。当市电停电时, 对负载继续供电.可保证计算机系统不丢失信息和数据, 保证设备在停电时还能正常无误的运行。本文针对单台和两台并列运行的UPS电源进行分别介绍。
关键词：信息化,负载供电,不间断
参考文献
变压器并联运行的探讨 篇5
变压器理想的并联运行状态是:并联运行的各变压器之间不产生循环电流;并联运行的各变压器所承受的负载与其容量成正比。要达到理想的运行状态, 并联运行的各变压器应满足以下条件: (1) 变压比相同; (2) 短路阻抗相同; (3) 连接组别相同; (4) 并联运行的变压器容量比不应超过3:1。
然而由于各种因素的制约, 很难满足以上的理想条件, 只能接近上述条件。因此, 为保证并联变压器运行的安全可靠性, 需要就并联的可行性进行论证。下面以双绕组变压器为例对变压器的并联运行进行分析探讨。
二、变压器并联运行时电路分析
1、两台单相变压器T1和T2并联运行接线图如图1所示。
三、不同容量变压器的并联运行
为后面分析方便, 首先讨论不同容量变压器并联运行情况, 这里分别举例说明容量比小于3:1和大于3:1的并联运行情况,
1、容量比小于3:1, 变比、联结组别和短路阻抗相同的变压器的并联运行
2、容量比大于3:1, 变比、联结组别和短路阻抗相同的变压器的并联运行
容量差别越大, 负载电流的相位差越大, 越不符合并联运行条件。另外, 容量差别太大, 当变压器运行方式改变或事故检修时, 容量小的变压器起不到备用的作用。
四、变比不同的变压器的并联运行
五、短路阻抗不同变压器并联运行
六、联结组别不同的变压器的并联
摘要：介绍了不同技术参数的变压器在空载和负载时的并联运行情况, 分别列举了变压比、短路阻抗和联结组别不同时对并联运行的影响。
关键词：并联运行,短路阻抗,电压比,连接组别
参考文献
[1]陈宗穆.变压器原理与应用[M]湖南大学出版社
船舶发电机组并联运行浅析 篇6
通常有三种情况需要并车操作。一是为满足电网负荷的需求, 当单机负荷达到80%额定容量时, 且负荷仍有可能增加, 这时需要考虑并联另一台发电机;二是当船舶处于进出港、离靠岸码头或进出狭窄水道等的机动航行状态时, 为了航行安全, 需要两台发电机并联运行;三是用备用机组替换运行供电的机组时, 为了保证不中断供电, 需要通过并车进行替换。
1 发电机的并联运行
1.1 同步发电机并联运行的条件
将一台发电机投入电网并联运行时, 不能随便将待并发电机的开关与电网接通, 不然会导致并车失败, 严重时会导致全船断电, 机组也将受到电磁和机械的有害冲击。所以要求并车时应使合闸冲击电流最小, 合闸后能很快进入同步运行。因此, 并车时各发电机必须满足如下条件:
1) 待并发电机的相序必须和电网一致;
2) 待并发电机的频率必须和电网一致;
3) 待并发电机的电压必须和电网一致;
4) 待并机电压相位与电网电压相位相等。
以上条件是准同步的理想情况, 而在实际操作中, 后三条允许有一定的误差, 而第1) 条则是必须满足的条件。因为错相序后, 相当于直流发电机并联时正负极性错位一样, 变成两电源电压叠加, 形成严重的短路现象。这时, 两发电机间的短路负载为其各发电机的内部阻抗, 此阻抗值极小, 强行并联后, 必将产生严重短路电流, 在此电流的冲击下, 电网电压迅速下降, 主开关立即跳闸, 造成全船电网失电。
1.2 并联运行发电机间无功负荷自动分配
当两台发电机并联运行后, 只要在网并联运行的发电机电势不相等, 发电机定子绕组间就会产生环流, 引起无功功率分配不均。
为了确保发电机的稳定运行, 保证电力系统的正常运行, 自动电站必须合理地分配并联机组间的无功功率。自动电站通过自动调压装置来调整发电机电势, 以减小机组间的环流, 使并联运行机组合理而稳定地分配无功功率。
自动调压装置是通过调整发电机的励磁电流来调整其端电压和并联运行时的无功功率的。这里简单说明一下根据电压偏差进行调节的可控硅自动励磁装置 (如图1所示) 。它是利用可控硅整流器SCR, 将发电机G输出的部分功率反馈到发电机的励磁回路L中, 作为发电机的励磁功率;I为发电机的励磁电流, Uf为测量的发电机电压, 该励磁装置是通过调整励磁电流进而调整发电机电压的, 在发电机自励建压过程中, 具有正反馈特性, 在发电机恒压过程中, 具有负反馈特性。
1.3 并联运行发电机有功功率的自动调整
有功功率的合理分配与无功功率的合理分配一样, 当功率分配不均时, 可能会发生并联运行中有的发电机因过载而使主开关跳闸, 最终导致电网失电的事故。
同步发电机并联运行时, 由于其调速特性为有差特性, 当电力系统发生负荷变化时, 虽然有调速器, 但电网频率仍会发生变化, 两机组的有功功率分配也不会均匀, 因此要维持频率恒定和有功功率分配均匀, 必须进行二次调整。二次调整是通过自动调频调载装置来协调原动机调速器对电网频率和有功功率进行调整。自动调频调载装置利用频率变换器和有功功率变换器把电网的频率和各机组承担的有功功率变换为电压信号, 送入运算环节进行计算, 根据运算结果发出信号给调整器, 对原动机的油门进行自动调节, 从而保持电网频率恒定和各机组有功功率分配均匀。其框图如图2所示。
2 发电机并联运行的实际运用
2.1 船舶电站的自动功率控制
当船舶电站处于全自动运行状态时, 电站会根据全船用电量的多少来决定用单机还是并联发电机组来给全船供电。当全船负荷大于单机额定功率的90%时, 备用机组延时10秒后起动, 自动同步并入电网, 并平均分配有功功率和无功功率, 与原发电机并联运行。当两台发电机并联运行时, 单机负荷小于30%额定负荷时, 备用机延时一分钟后, 自动将负荷转移给另一台发电机, 至备用发电机负荷为5%额定负荷时, ACB脱扣, 备用机退出电网后延时一分钟停机。
2.2 重载问询
某些大功率设备使用前需要进行重载问询。以压载泵为例, 每次启动压载泵, 压载泵控制箱就给一个“请求启动”信号给主配电板, 主配电板按压载泵的最大工作功率需求, 结合当前的已经使用的实际情况判断剩余功率是否足够, 如果足够, 则给压载泵控制箱一个“允许”启动信号, 压载泵可以启动。启动后, 再给主配电板一个“运行指示”信号, 主配电板自动扣除压载泵的功率;如果不够, 备用发电机启动并车后, 主配电板再给压载泵控制箱一个“允许”启动信号, 压载泵可以启动。
参考文献
[1]杨泽宇.轮机自动化.哈尔滨工程大学出版社, 2006.
[2]胡寿松.自动控制原理.科学出版社, 2001.
浅谈配电变压器的并联运行 篇7
1 变压器并联运行的条件
(1) 各变压器的电压比 (变比) 应相同:当变压器并联时, 由于变比相同, 使原、副边电压在数值上相等, 不会产生回路电压。当原边电压相等, 变比不同时, 在有负荷情况下, 由于循环电流的存在, 使变比小的变压器绕组的电流增加, 而使变比大的变压器绕组的电流减少, 会造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。又由于变压器的循环电流不是负荷电流, 但它却占据了变压器的容量, 因此降低了输出功率, 增加了损耗。当变比相差很大时, 可能破坏变压器的正常工作, 甚至使变压器损坏。为了避免因变比相差过大产生循环电流过大而影响并列变压器的正常工作, 规定变比相差不宜大于5%。
(2) 阻抗电压百分比相等或接近相等:要使负荷按变压器容量成比例分配, 则变压器阻抗电压的百分比值应相等或接近。为避免因阻抗电压相差过大, 使并列变压器负荷电流严重分配不均, 影响变压器容量不能充分发挥, 规定阻抗电压不能相关10%。
(3) 联结组别相同:若两台变压器变比相等, 阻抗相等, 而联结组别分别为Y/Y0-12和Y/△-11, 将因为绕组电流存在30整倍数的相角差, 使环流成倍地大于额定电流, 会造成其差动保护、电流速断保护均不能动作跳闸, 而过电流保护不能及时动作跳闸时, 将造成变压器绕组过热, 甚至烧坏。
(4) 三相相序相同:并列变压器的一、二次母线间相序应一致, 否则将导致变压器联结级别不同的运行, 产生电势差及环流危害变压器。
(5) 容量比相近:各台变压器的额定容量应基本一致, 一般并列运行的变压器宜选用同一生产厂家、同型号 (容量) 的。当容量不同时, 其容量之比不超过3∶:1。因为不同容量的变压器阻抗值相差较大, 负荷分配极不平衡;同时从运行角度考虑, 当运行方式改变、检修、事故停电时, 小容量的变压器将起不到备用的作用。
2 变压器并联运行的实例分析
笔者曾参与某配电工程改造工作, 其中低压配电系统为油浸式变压器, 通过分析, 根据工程实际情况, 实现了变压器并联运行, 提高了供电可靠性, 通过合理调度减少变压器损耗, 节省电能。下面介绍其中一例。
2.1 变压器数据
由于商业增容, 原有一台1 0 k V、630kVA变压器不能满足供电需要, 根据负荷情况需多购置一台10kV、500kVA变压器。10, V配电母线采用单母线分段方式, 10kV母线段出线负荷分配难以调节均匀, 新增500, VA变压器供电母线负荷较少, 630kVA变压器供电母线段负荷较重, 须考虑变压器并联运行方式。
变压器名牌数据如下:
(1) Ⅰ#变压器数据:SCB9-630/10.5±2.5%/10kV, 阻抗电压uk=5.8%, 干式, 连接组别:Yyn0。
(2) Ⅱ#变压器数据:SCB9-500/10.5±2.5%/10kV, 阻抗电压uk=5.79%, 干式, 连接组别:Yyn0。
2.2 初步判断和计算
两台变压器型号、连接组别和变比相同;短路电压分别为5.8%和5.79%, 相差0.01%。符合并联运行主要的两个条件。核算变压器负荷分配情况:
假定总负荷S=1100kVA, 各变压器的负荷分配分别为:
各变压器的负荷率如下:
总负荷系数β=1100÷ (630+500) ≈0.973
可知, 两台变压器负荷率基本接近总负荷率, 可以认为并联运行后各变压器能够按照各自容量比例分配用电负荷, 两台变压器的并联运行是可行的。
2.3 实践结果
变压器投入运行前需进行多项测试, 但与变压器并联运行有关的测试主要是变压比测试和线圈连接组别试验。经测试验证, 基本符合并联运行条件, 可以实施并接。通过检测两段母线电压差为0, 合上低压母线联络断路器, 各变压器负荷分配比例基本与计算结果吻合, 并接运行成功。
3 变压器在运行中应该注意的问题:
3.1 变压器的保护装置应灵敏、可靠
(1) 容量800KVA及以下的变压器一般采用带熔断器的负荷开关保护, 熔断器熔体额定电流选取范围为变压器额定电流1.4～2倍。熔断器熔体绝不能用一般铜丝代替, 必须使用专用的合格产品, 才能实现对变压器的保护功能; (2) 容量1000kVA及以上的变压器一般采用带“三段式”保护的断路器保护; (3) 容量1000kVA以上的油浸式变压器安装有瓦斯保护, 轻瓦斯动作于信号, 重瓦斯动作于跳闸并发信号。大中型配电变压器还配备纵联差动保护, 干式变压器配备温度控制及保护等等; (4) 对保护装置要定期进行预防性试验, 确保动作灵敏、可靠。
3.2 保持通风散热, 掌握环境温度、季节性负荷变化, 及时调整变压器供电
(1) 环境温度变化对包括变压器在内电器设备的负载能力产生较大的影响。一般情况, 环境温度升高, 负载能力下降, 所以保持变压器散热通风是非常必要的。变压器在过负荷运行时, 其各部分的温升比额定负荷运行时升高, 过负荷越大, 温升越大。绝缘介质的老化与运行温度密切相关, 除事故等特殊情况控制短时过负荷外, 应尽量避免变压器长期过负荷运行。 (2) 停运的变压器投入使用前, 要做好检查工作, 确保符合并联条件才能投入并接状态。油浸式变压器要检查分接开关的位置是否与运行变压器相同;干式变压器要检查连接线位置是否与运行变压器相同;对于有载调压变压器要将选择开关调至电动位置, 并使两台变压器的分接位置一致, 严禁有载调压变压器的选择开关在自动位置进行并联运行, 否则会出现严重的设备事故。
4 结语
逆变器并联运行的环流反馈控制 篇8
随着逆变技术的发展,多台逆变器并联运行的需求越来越大。多台逆变器并联运行可大大提高系统的灵活性,使系统的体积大为降低,同时其主开关器件的电流应力也可减少,从根本上提高系统的可靠性和功率密度。为了使并联逆变器可靠地工作,需要解决均流问题[1,2]。本文采用电压有效值反馈和环流反馈实现各逆变模块输出电压稳定,输出电流均衡,较好地解决了逆变器并联运行的环流问题,具有参考价值。
1 并联系统的环流特性
下面以两台逆变器并联模型为例分析逆变器并联系统。图1为两台逆变器并联系统等效电路。其中U1、U2分别为两逆变器等效输出电压,1I、I2分别为两逆变器输出电流,1Z、Z2为等效线路阻抗,ZL为负载等效阻抗,Uo为负载端电压,Io为负载电流[3]。
由图1得,负载端电压Uo的表达式如式(1)所示:
定义系统环流IH如式(2)所示:
由式(1)、(2),可得1I、I2、IH、Uo的表达式分别为式(3)、(4)、(5)、(6)所示:
假定线路阻抗Z1=Z2=ZZL,则可得:
由式(8)可知,由于线路阻抗Z非常小,2台逆变器输出电压矢量在相位、幅值上的差异会在各逆变器的输出形成较大的电流。该电流大部分不经过负载而在逆变器之间形成环流,环流较大时极易损坏逆变器,必须加以控制[4]。因此控制逆变器输出电压的幅值与相位完全相同,即可使负载端电压近似等于逆变器输出电压,并使环流近似为零。
2 环流反馈控制方式
以两台逆变器并联系统为例,得到加入环流反馈控制和交流输出电压反馈的逆变器并联系统控制框图如图2所示[5,6]。图中的Uref1和Uref2分别为逆变器1和逆变器2的基准电压,Uo1和Uo2分别为逆变器1和逆变器2的输出电压,1G和2G分别为逆变器1和逆变器2的开环传递函数,KV1和KV2分别为逆变器1和逆变器2的输出电压反馈函数,KI1和KI2分别为逆变器1和逆变器2的环流反馈函数,3G和4G分别为并联系统的输出电压传递函数和环流传递函数。
对图2,由式(7)、(8),得到3G=0.5,G4=-1/2Z,Z为单台逆变器的线路等效阻抗。
当没有环流反馈,即KI1=KI2=0,可得Uo1、Uo2的表达式如式(9)所示。由式(7)、(8),且Uref1=Uref2=Uref,可得Uo、IH的表达式如式(10)所示。
加入环流反馈之后,即KI1=KI2≠0,输出电压U o′1、U o′2、U o′及环流I′H之间的关系如式(11)所示。由式(11),可得U o′、I′H的最终表达式如式(12)所示。
由式(10)和(12)比较得,加入环流反馈环节,输出电压不变,但环流得到很好的抑制。因此,理论上该系统可满足电压输出要求,且可以有效抑制环流。
3 仿真结果分析
3.1 单台逆变器仿真分析
图3中直流电压取750 V,35 k W阻性负载,滤波电容C=15.6µF,滤波电感L=6.5 m H,滤波电感寄生电阻R=0.1Ω。得到仿真波形如图4所示。其中由上到下分别是线电压瞬时值、线电压有效值、相电流瞬时值。
由图4可知,电压、电流波形平滑,滤波效果较好,虽然有电感寄生电阻存在,线电压有效值仍能稳定在380 V。
3.2 两台逆变器并联系统仿真分析
根据单台逆变器模型,建立两逆变器并联系统模型如图5所示。其中两台逆变器滤波参数相同,但滤波电感的寄生电阻分别为0.1Ω,0.2Ω。线路电阻分别为0.001Ω,0.005Ω。只有电压反馈,不加环流反馈的波形如图6所示。加入了环流反馈的波形如图7所示。两图中,从上至下分别为逆变器1电压波形,逆变器2电压波形,逆变器1电流波形,逆变器2电流波形。由图6、图7可知,在只有电压反馈的并联系统中,逆变器输出电压较稳定,但不能抑制参数差异导致的输出不均流,而加入了环流反馈后,逆变器输出电压满足要求,且均流效果也较好。
4 结论
本文针对逆变器并联运行中的环流问题,提出了一种基于环流反馈的均流控制策略。由于环流反馈控制是一比例环节,因而动态响应快,而且这一控制策略只需要检测一个量,即输出电流有效值,因而电路简单,容易实现[7]。最后通过MATLAB/SIMULINK仿真软件对控制策略进行建模与仿真研究,仿真结果证明了控制策略具有较好的均流效果,因此该方案是可行的。
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