基础知识

地下工程电站负载发生变化，如电动机起动、停车等，而发电机的原动机油门尚未来得及调整，原动机的驱动功率与负载功率的平衡关系被破坏，引起发电机组转速的变化 (f=p·n/60)，从而使电网频率发生变化。当电网频率降低时，由于异步电动机的转速下降，轴上输出功率和效率降低。在电动机电压不变的情况下，磁化电流增加会引起铁芯和绕组发热，当频率高于额定值时，电动机转速升高，其输出功率增加，使电动机过载。

由于原动机是按额定转速发出最大功率和最高效率设计的，当转速变化时，就会使原动机效率降低并使其零件磨损加剧。几台发电机并联运行时，频率波动会引起各机组有功负载分配不均匀，造成有的机组过载，严重时稳定运行受到破坏。

为了保证地下工程电力系统运行的可靠性和经济性，运行中对原动机转速即发电机频率的调整是十分重要的。带动发电机的原动机（包括柴油机和汽轮机）须装有调速器，其调速特性应符合下列规定：当突然卸去额定负载时，其瞬时调速率不大于额定转速的10％，稳定调速率不大于额定转速的5％，稳定时间（即转速恢复到波动率为±1％范围的时间）不超过5s。这些对原动机调速性能的要求，其实质在于保证电力系统的频率波动也在上述的范围之内，如图1所示。

图1  动态调速特性

 发电机输出的有功功率是由原动机的机械功率转化来的。随着负载的变化需要经常调整原动机的转速，以保持电网频率的恒定。对并联运行的发电机，改变发电机间的有功功率分配，是通过改变各台发电机原动机的油门的大小，即单位时间内进入汽缸的燃油量来实现的。柴油机喷油量的大小，决定着柴油机在一定转速下的输出功率。换句话说，单机运行时，发电机的某一转速（频率）对应输出某一有功功率；对并联运行的发电机，某一频率对应着各发电机输出的功率。所以，并联机组有功功率分配与电力系统频率调整密切相联系。

为了增强并联运行发电机组的稳定性和经济性，并联运行发电机组功率的理想分配状况是：对于同容量、同型号发电机并联运行时，应将系统的总负载平均分配给参与运行的各台机组；当不同容量的发电机并联运行时，则将系统的总负载按各台发电机容量成比例地分配给运行的发电机。

并联运行的各交流发电机组均应能稳定运行，且当负载在总额定负载的20％～100％范围内变化时，各机组所承担的有功负载与总负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者：

（1）最大机组额定有功功率的±15%。

（2）各个机组额定有功功率的±25％。

在地下工程电力系统中，频率的调整及有功功率分配依赖于原动机的调速器的调节。为了减轻维护人员的劳动强度，提高供电质量，通常设置自动调频调载装置，简称频载调节器。 

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