600千瓦珀金斯發(fā)電機組并聯(lián)后發(fā)生功率振蕩
所謂功率振蕩，就是一定數(shù)量的功率或電流在并聯(lián)發(fā)電機組之間不衰減地頻繁轉(zhuǎn)移，事實上是其靜態(tài)穩(wěn)定性的一個特例。從負載分配角度看，每臺發(fā)電機組都相對其某一平均功率，時而處于重載，時而處于輕載。這種功率振蕩的頻率都比較低。從零點幾赫到幾赫之間，但其振幅卻有可能很高，有時會達到發(fā)電機額定功率的50%～60%，甚至接近發(fā)電機的額定功率。
功率振蕩的危害是非常明顯的，靜態(tài)功率分配不均的_二切害處在這里都依然存在。除此之外，在功率振蕩時，柴油機同時發(fā)生轉(zhuǎn)矩振蕩，柴油機各零件和機座經(jīng)受著激烈的振動，柴油機的調(diào)速系統(tǒng)都工作在大幅度的振蕩狀態(tài)，其壽命和可靠性顯然會受到影響。與此同時，功率振蕩往往伴隨著頻率和電壓的脈動，因而直接影響供電質(zhì)量?？梢姲l(fā)電機組并聯(lián)運行時的功率振蕩是不允許的。
影響功率振蕩的因素是多方面的，為了對以后深入討論這一問題做準備，在此簡要地描一下柴油機功率振蕩的物理過程還是很有必要的。600千瓦珀金斯發(fā)電機組并聯(lián)后發(fā)生功率振蕩
仍從發(fā)電機的功角特性人手，根據(jù)式(9-1)，三相同步發(fā)電機的電磁功率為
前面對這一關(guān)系式的討論都是針對穩(wěn)定狀態(tài)而言的，即每臺柴油機的機械功率PM，發(fā)電機電勢E和電壓U以及負載功率PL都是不變的，或者是變化非常緩慢的數(shù)值，因此柴油機機械功率PM和發(fā)電機電磁功率PE相平衡，功角θ和轉(zhuǎn)速也保持不變，至于功角θ如何由一個穩(wěn)定值變化到另一個穩(wěn)定值，這個過程這里并沒有討論。事實上，上述參數(shù)中的任何一個發(fā)生了突然變化，功率的平衡就遭到了破壞，要取得新的平衡，只能靠改變柴油機的機械功率PM，即改變柴油機的供油。燃油供給不是直接靠PM和PE間的差別來調(diào)節(jié)的，而是靠轉(zhuǎn)速偏差進行調(diào)節(jié)。由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子的巨大機械慣性，θ角和柴油機轉(zhuǎn)速都不可能突然改變，而要經(jīng)過一定時間過程，也就是說，PM和PE間新的平衡關(guān)系必須經(jīng)過轉(zhuǎn)速變化和調(diào)速器調(diào)節(jié)燃油供給這一曲折間過程。現(xiàn)在看一下柴油機機械功率出現(xiàn)突然變化△PM=PM- PE>0時的情況。為了突出說明主要問題，暫不考慮調(diào)壓器參與調(diào)節(jié)的影響，假設電壓和電勢的大小是不變的，同時還假定負載的總功率PL是不變的。
當某臺柴油機的功率突然增大△PM的時候，發(fā)電機轉(zhuǎn)子就被加速（若△PM<0，則轉(zhuǎn)子被減速），在θ<90 ?/span>的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子加速的趨勢總是力圖使θ變化到PE=PM的位置，在本例中為逐步增大θ角。由于總的負載功率是不變的，在*臺發(fā)電機的電磁功率增加的同時，臺發(fā)電機的電磁功率便相應減小，轉(zhuǎn)子也被加速，實際上是兩臺發(fā)電機轉(zhuǎn)子同時被加速的過程。當轉(zhuǎn)子的速度變化到一定程度的時候，兩臺柴油機的調(diào)速器開始動作，以減少它們的燃油供給，從而減小了每臺柴油機的功率PM和轉(zhuǎn)速偏差，直到和發(fā)電機功率取得新的平衡為止，由此可以看出調(diào)速器通過改變供油量具有抑制轉(zhuǎn)速偏差的作用。
粗略地講，柴油機供油量的變化和轉(zhuǎn)速偏差的大小成正比，其符號和轉(zhuǎn)速偏差的符號相反，即轉(zhuǎn)速偏高時供油量要減少，轉(zhuǎn)速偏低時供油量要增大。供油量變化和轉(zhuǎn)速變化的比例稱為調(diào)差度，在一般條件下，轉(zhuǎn)速偏低5%左右，調(diào)速器就可以把柴油機供油量由空載功率增加到額定功率。可見，單純從靜態(tài)角度分析，柴油機功率或負載功率的變化，對發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和功率波動并不會有很大影響。調(diào)速器和柴油機的燃燒系統(tǒng)都有一定的慣性，因此，柴油機轉(zhuǎn)矩的變化總比轉(zhuǎn)速的變化滯后一定時間，這在干擾力矩△PM為固定值的時候（如果調(diào)速器本身是穩(wěn)定的）顯然也不會帶來什么嚴重后果。
如果△PM是周期性干擾的話．當然，速度偏差、調(diào)速器的動作以及燃油供給也同樣基于周期性的規(guī)律，只是由于慣性的影響，柴油機供油和轉(zhuǎn)矩的變化在時間上（或相位上）要滯后于轉(zhuǎn)速的變化，這就意味著在每一個周期內(nèi)，有一段時間供油及轉(zhuǎn)矩的變化與速度偏差的要求是相*，即調(diào)速器起到了抑制速度偏差的作用；而在另一段時間內(nèi)，柴油機轉(zhuǎn)矩的變化和轉(zhuǎn)速偏差的要求不相符合，也即當柴油機轉(zhuǎn)速偏高的時候，燃油供給和柴油機轉(zhuǎn)矩反而增加，而當轉(zhuǎn)速偏低的時候，燃油供給反而減低。
在這段時間里，不但沒有起到抑制轉(zhuǎn)速偏差的作用，反而成為加劇干擾力矩的激振因素？因而使發(fā)電機轉(zhuǎn)子周期性地加速和減速，產(chǎn)生振動。振動的幅度首先取決于這兩段時間在整個振動周期中所占的比例，也即取決于轉(zhuǎn)矩滯后相位的大小，而滯后相位不但與振動頻率有關(guān)，還取決于柴油機和調(diào)速器本身的性能特點以及運行狀況。盡管在功率振蕩過程中柴油機的轉(zhuǎn)速變化很有限，一般不超過5%，前面說過，燃油量的變化取決于調(diào)速器的調(diào)差度，因此，振蕩幅度還取決于調(diào)速器在振蕩過程中的調(diào)差度，一般來說，振蕩過程中供油量的變化是相當可觀的，柴油發(fā)電機組的功率波動也是很巨大的。特別是當兩臺機組及調(diào)速器的特性差別較大時，這種功率波動現(xiàn)象會更嚴重、更容易發(fā)生。
從發(fā)電機的角度來看，這種功率振蕩就是并聯(lián)機組間的功角差（功率差）的符號和大小周期性地發(fā)生變化，因此說明振蕩還和發(fā)電機的功角特性及其工作點有關(guān)系。當然，在調(diào)速器和發(fā)電機的各種阻尼因素作用下（這些因素將在以后詳加分析），這種振蕩會穩(wěn)定在某個數(shù)值上。這里需要建立的概念是，所謂功率振蕩就是在某種周期性干擾的作用下，柴油發(fā)電機組進行反復功率調(diào)節(jié)的動態(tài)過程。影響振蕩的因素，除了調(diào)速系統(tǒng)的各種特性（如柴油機和調(diào)速器的慣性、調(diào)差度等）外，還有干擾功率的頻率和幅度以及柴油發(fā)電機組各種阻尼環(huán)節(jié)的作用。其中很多因素的影響在單機組運行時是不會顯露的，而只對并聯(lián)運行產(chǎn)生影響，比如，單機運行時調(diào)速精度很高的調(diào)速器，往往在并聯(lián)時會產(chǎn)生功率振蕩；阻尼繞組的特性在單機運行是無關(guān)緊要的，但對功率振蕩卻有很強的阻尼抑制作用。
