并联运行发电机组的调压及无功功率分配

并联运⾏发电机组的调压及⽆功功率分配湖北省⽔利厅王作宪

发电⼚母线电压的调节和机组间⽆功功率的分配是密切相关的，这种调节和分配通常是由发电机的⾃动励磁调节器来实现的。在稳定运⾏情况下，发电机端电压U与该电机⽆功电流I Q之间的关系U＝f(I Q)称为发电机的调节特性。它可以近似⽤⼀条直线代表，如图⼀所⽰。

图⼀发电机的调差特性

为了定量地表⽰调节特性，采⽤了调差系数的概念，发电机空载电压与满载电压之差对额定电压之⽐称作调差系数K。

上式中符号“⼀”表⽰⽆功负载增加电压下降时的调差系数为正，反之为负。如果K≠0，称作有差特性；K＝0称作⽆差特性。

当发电⼚中⼏台发电机并联运⾏时，母线电压⽔平和⽆功功率在机组间的分配决定于各台机组的⾃动励磁装置的特性，即决定于各台发电机的电压调节特性。

⼀、⼏台具有⽆差特性调压器的机组不能并联运⾏

假定有两台具有⽆差特性调压器的发电机并联在母线上，如图⼆所⽰。U 1表⽰第⼀台发电机调压器的电压整定位，U II表⽰第⼆台发电机的电压整定位，设U II＞U IO

图⼆两台具有⽆差调节特性的机组并联于母线

现在假定母线上的电压低于U1和U II，这时两台机的调压器要增加⾃⼰发电机的励磁电流，母线电压便开始上升。当电压升到U 1时，第⼀台发电机的调压器就不再增加励磁了，但第⼆台机的调压器还继续增加励磁电流，因为母线电压决定于这两台机的励磁，它将由于第⼆台机调压器的作⽤⽽继续上升。当母线电压数值在U1与U 11之间时，第⼀台机的调压器就开始减少励磁电流，⽽第⼆台机的调压器仍继续增加励磁电流。最后，第⼀台调压器使第⼀台机的励磁电流达到最低值，⽽第⼆台机则把母线电压提⾼到U II，这时，第⼆台机将负担发电⼚全部⽆功负荷，⽽第⼀台机不但卸去了它原来的⽆功负荷，⽽且可能吸取⽆功功率。显然，这种⽅式是完全不能采⽤的。

现在假定整定⼀下调压器的整定元件，使图⼆中的两条电压调节特性曲线重合，这时母线电压等于两个调压器的共同整定值，但⽆功功率将在这两台发电机之间任意分配。⽆功功率在机组间的分配不确定是不允许的，因为在这种情况下不可能稳定并联运⾏。

⼆、⼀台具有⽆差特性的机组与⼀台或⼏台具有有差特性的机组并联运⾏。

假设第⼀台发电机具有⽆差特性，其调节特性如图三曲线I，第⼆台发电机具有有差特性，其调节特性如图三曲线II。

图三⼀台具有⽆差特性与⼀台具有有差特性的机组并联运⾏

这时母线电压为U 1并保持不变，第⼆台发电机⽆功负荷电流为I Q(11)是确定的，由于⽤户所需要的全部⽆功功率是由这两台机共同负担的，所以第⼀台机负担的⽆功电流也是确定的。三、⼏台具有有差调节特性的发电机并联运⾏在公共母线上。

假设有两台具有有差特性的发电机并联在母线上运⾏，其有差调节特性分别为图四中⼼曲线I和曲线II。这时，两台发电机分端电是相同的，等于母线电压，例如U′，每台电机负担的⽆功功率是很确定的，例如分别I′Q(I)和1′

Q(II)。现在假设⽤户需要的⽆功电流增加了，于是母线电压下降，接着调压器动作，增加发电机的励磁电流，最后母线电压达

到新的稳态值U″，每台机负担的⽆功电流增加到新的定值I″Q(I)和I″Q(II)。

如果在运⾏中需要改变⼀台发电机的⽆功负荷，只须运⾏⼈员调整⼀下调压器的整定元件，使调节特性曲线上移或下移即可。如果要求不改变⽆功负荷的分配⽐例，只改变发电⼚母线电压；那就需要以同⼀程度移上或移下所有并联运⾏的发电机的调节特性曲线。

下⾯讨论发电机⽆功电流的改变量和电压偏差以及调差系数的关系。公式(6)可以改写成如下的形式

由公式(7)可以清楚地看出，发电机⽆功电流的改变量与电压偏差成正⽐，与调差系数成反⽐。因此，调差系数较⼩的发电机将要多分担⽆功电流的增量。通常要求⽆功电流的

增量在机组间的分配与发电机额定容量成正⽐，即希望各台机组⽆功电流增量的标么值ΔI Q*接近相等。⽽此值等于⼀ΔU*／K，由于各台机组并联运⾏于母线，故ΔU*是相同，因此这就要求各台发电机的调压器具有接近相等的调差系数。

由上述可见，⼏台具有有差特性的发电机可以并联运⾏在公共母线上，机组间⽆功负荷的分配⽐例是确定的，并且是可以调节的。

四、两台具有⽆差特性的发电机组经过⼀定的阻抗并联运⾏

但是，两台具有⽆差特性的发电机组如经过⼀定的阻抗再⾏并联，例如发电机经升压变压器在⾼压母线上并列，则是允许的。因为这时虽然发电机的调节特性是⽆羞的，但由于变压器本⾝有⼀个随负载电流变化的阻抗压降，所以在⾼压母线上的综合结果使其具有了有差调节特性，因此，允许并联运⾏。