柴油发电机并列运转中冲击电流的计算程序

　　在电气化时代的今天，发电装备广泛操作，负载的变动使得电力系统中发电机运行台数随之改变，发电机并联（包括发电机并网）运行就是一项频繁而重要的使用。发电机并联运行拥有众多的应用领域，例如船舶、矿山、发电厂等，对国民生产生活有重大补充功能。随着同步发电机单机功率不断增大，并机瞬间两相电路接通，合适的并机因素会使得原本两个稳定的运转状态向一个稳定的运行状态平滑过渡。使用“非法”则会出现危害性的冲击电流，导致发电机组绕组的电气磨损，甚至发生很大的电磁转矩康明斯柴油发电机产品手册，造成发电机轴系机械磨损。因此，并列冲击电流抑制一直是探讨的关键技术之一，也是并列的基本要求。为保证发电机组并列稳定运转，通常限制冲击电流不超过发电机组的额定电流。

　　发电机组未并机前为空载运行，电动势即为端电压，与并车母线电压近似相等，此瞬态发电机必然有一个过渡流程。

　　由式（10）可知，脉动电压u的周期Ts=2π/ωs，滑差角频率ωs能够表明并机发电机组之间的状态差，相角差δs是与合闸信发出时间有关的函数。若断路器合闸信号发出时间恰好在两电压重合，合闸后发电机组之间的冲击电流则为零。当发电机组并机合闸信号发出时，即使合闸时相角差δs很小，但频率差较大，待并联发电机也需要经历很长的暂态步骤才能进入同步运行状态，严重时会致使失步；存在较小的频率差时，微小的频率差所产生的冲击电流会在转子上生成一个使发电机组间同步的力矩，将发电机组带入同步稳定运行。

　　图4所示为待并机发电机的电压相量，当UG=UN，fN≠fG或ωG≠ωN时，u=UG sin（ωG t+?G）?UN sin（ωN t+?N）

　　当fN=fG、UG≠UN、（ωN t+?N）?（ωG t+?G）=δ≠0时，设

　　由式（9）可知，u可以视为幅值为Us上柴120kw发电机组、频率近似工频的交流电压，ωs=ωG?ωN为滑差角频率。因此u为正弦脉动波，其最大幅值为2UG，又称脉动电压，如图4所示。

　　设发电机组并列运转时的电压向量如图2所示，即并列运转时发电机组频率fG等于母线频率fN，相角差δ=?N??G=0，电压幅值不等UG≠UN，则冲击电流的高效值为

　　由图2可知，冲击电流I′′c为无功性质的电流。式（3）表明，电压幅值差较大时冲击电流I′′c会很大柴油发电机组，将会使发电机定子绕组过热500kw柴油发电机参数，并在冲击电流的电动力用途下受损。

　　由式（16）可中国柴油发电机十大品牌。

　　由上述剖析可知，频率差对冲击电流的大小有影响，但危害效果甚微，且频率通常非常小上柴发电机，因而冲击电流的计算步骤可以忽略频率差对冲击电流大小的功用。

　　由图3可知，当相角差较小时，冲击电流详细为有功性质的电流分量，断路器合闸瞬态，发电机组与装置之间存在有功容量交换，会在发电机轴上发生冲击力矩柴油发电机并列运转中冲击电流的计算程序，从而引起发电机组轴系扭振，严重时可导致轴系故障，对发电机内部结构也有磨耗。当δ=180°时，冲击电流达到最大值，对电机磨损最大。

　　柴油发电机组在投入装置并车运行之前，断路器两侧的电压状态量往往不相等，如图1所示，可知并机合闸前断路器（QF）两侧的电压UG与并列母线电压UN两端电压差为u=U.G?U.N，立即合闸并车运行会瞬态出现冲击电流（可简化表示为ic=u/X∑）。理想状况为u的值为零，即断路器合闸后两侧电压的幅值、频率、相角3个状态量全部相等，冲击电流则为零，发电机组能够顺利进入同步运转状态。但实际操作中很难实现3个要素同时满足全部相等，只要断路器合闸时电压相量差u尽可能小，使冲击电流的最大值在允许范围内，不危及电气装备并且能够顺利进入并车运行状态即可。因此需要对致使冲击电流的原由和危害进行剖析，并在实际操作中给出参数差值的允许范围。

　　设u=U.G?U.N、fN=fG、（ωN t+?N）?（ωG t+?G）=δ≠0。

　　摘要：发电机组进行并列使用时，存在较大的电压幅值差、频率差、相角差，会产生冲击电流，若冲击电流的数值过大，则会磨耗发电机的绕组和轴系。本文通过剖析幅值差、频率差、相角差对并机操作瞬间冲击电流的危害，利用拉普拉斯算法推导出存在幅值差和相角差时冲击电流的计算公式。通过发电机组并联案例计算，给出了合理的数据差值范围，为发电机并列同期锁闭设备参数设置提供理论依据。同时，为进一步仿真研究多台发电机组并车运行步骤奠定基本。

　　本文从解析同步发电机并联过程中导致冲击电流的因由和危害着手发电机组知识，推导了同时存在电压幅值差和相位差时冲击电流的计算公式，通过发电机组并联实例计算，给出了合理的参数差值范围，为发电机并车同期锁闭装置数据设置提供理论依据。