并联不同节距的交流发电机

  当发电机并联时,两个发电机的瞬时电压幅值和频率在它们连接到公共母排处达到完全相同。由交流发电机产生的电动势(em) 的差异将导致电流从具有较高瞬时电动势的发电机流到具有较低瞬时电动势的发电机。

  以纯正基波电压波形和具有3次谐波的失真电压波形彼此叠加为例说明,即使这两个波形可能具有完全相同的电压有效值幅值(RMS均方根值),但在不同的时间点,-个电压波形的 瞬时值会高于另一个电压波形的瞬时值,反之亦然。当发电机在公共母排上连接在一起时, 瞬时电压的差异将导致发电机之间的瞬时电流流动即产生3次谐波电流环流。因此,在并联之前,在发电机之间存在瞬时电压差的任何时间点处,被称为中性线环流的电流将在发电机之间循环流动,当存在可作为电流流经路径的系统中性线时更为明显。

  不同节距的交流发电机并联时的不兼容的影响可以通过包括常规的交流电流测量在内的适当的测量装置清楚地看出。在系统空载运行时,观察从每个发电机流出的电流显示,环流将是最明显的。存在几种用于并联5/6节距交流发电机或不同节距的交流发电机的方法,并且这些方法中的最常见的将在这里描述。

  (1)中压/高电压示例

  中压/高压发电机并联的最常见方法在全球各地有所不同。我们将介绍两种不同的方法,-种常用于北美,另一种常用于北美以外。

  在北美使用的中压系统中,每个发电机的中性点通过中性接地电阻器接地。并联的中压发 电机通过三角形(O) /星形(Y)接法的降压变压器所带实际负载,由发电机产生的任何谐波失真保持在电力变压器的高压侧,并且与实际负载隔离。可以看出,当在中压下,来自电源的谐波失真可以忽略,因为它不会增加由负载产生的谐波失真。此外,发电机产生的任何3次谐波电压将保持在变压器的中压侧,并且不通过低压配电系统中的中性点。

  当需要减少环流时,可以使用可选的接地方法。这些方法包括使用电抗器代替电阻器或使用中性线切换方案。可以使用适配装置代替相同配置的电阻器。需要对适配装置进行适当选型和调整。另一种适配装置方法在以下关于“用于并联不同节距的发电机的策略”的部分中描述。下面描述中性线切换方法。

  当发电机停止时,所有中性点接地开关均处于合闸状态。当发电机启动时,一台成功合闸的机组,将保持其中性点接地开关的合闸状态,而所有其他机组的中性点接地开关则分闸。由于始终只有一台运行中的发电机的中性点连接到接地电阻器,发电机之间的所有环流无法形成通路。如果发电机系统需要与市电并联,则应断开已合闸的中性点接地开关。与所有接地方案一样,中性点接地电阻大小必须适当。该方法具有将由发电机产生的所有谐波电流保持在变压器的高压侧并且不增加负载的谐波含量的相同优点。

  (2)低电压示例

  在北美,大多数低压系统以, 线电压运行, -些系统以 416V或600V 线电压运行。在低乐系院和wVIV系统之间存在两个主要差异,共需要更仔细地选择交流发电机烧组节距,第乐许多低压系统包括连接在发电机和并联开关装置之间的中性线,族中性线也可以连接物各种低压负载。第二,许多低压负教是非线性的,并且在电力系统运行时在其上产生谱波,这 共负载包括变频器(VD),不同断电源(UrS)和开关电源(SMPS)。 如前所述,选择使北产生的总谐波失真最小的交流发电机对于低电压系统是重要的。

  2/3节距的交流发电机不会向总系统增加任何了次诺波。因此,2/3节距交流发电机是低压四线系统的选择。

  (3)具有不同节距的发电机的并联

  当并联不同节距的交流发电机时,使用三线配电系统。通过减配发电机组母排和负载之间的中性线,去除具破坏性的谐波电流赖以流经的路径,请波问题的最常见原因被最小化(请波电流仍然会在发电机中产生热量,但消除了谐波电流流经中性线发热的破坏性影响。)

  (4)四线系统中的并联不同节距的交流发电机

  当需要井联发电机组直接为单相负载供电时(电路中没有三角形星形接法的变压器为负载提供中性线),有3种方法可以降低流经中性线的谐波电流的破坏性风险:仅连接类似节距电机的中性点(不同节距发电机中性点不连接),在不同节距交流发电机之间安装电抗器,或考虑到中性线谐波电流占用了部分中性线额定载流量,对交流发电机进行降额使用。

  (5) 只连接类似节距的中性点

  低压系统通常需要具有接地的中性线。在并联应用中,为了使系统只有一个中性线接地点,该接地点的理想位置在系统开关装置中。同时必须考虑需要中性线连接的单相负载的大小与不需要中性线连接的三相负载的大小。只要系统中有足够的线对中性容量,系统负载将自然 平衡。在这种情况下必须小心,以确保没有中性线接地点的发电机不是一个接人母排的,否则系统将没有中性线接地点。如果存在任何发电机必须被允许作为连接到母排的发电机(例如在所有其他发电机组已经失效的故障情况下)的情况,则使用中性线接触器以确保仅类似节距的发电机的中性点之间进行连接,类似于北美以外中压/高压系统最常见的发电机并联配置。在该设计中,对于考虑中性点接触器的放障模式尤其关键。
                       

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