柴油发电机组并联首先应满足功率均匀分配的要求。功率均匀分配包含有功功率和无功容量两个方面。所谓均匀分配指的是各台发电机所承担的有功容量和无功功率都应该和它们的额定功率成比例。国内对并联运转发电机组的功率分配有明确的要求,在交流发电机组并机运行时,当负荷在总额定容量的20%~100%范围内变化时,应能稳定运转,其功率分配误差应符合以下要求:①各台发电机实际承担的有功功率与按额定功率比例分配的计算值之差,在发电机额定功率相同时应不超过发电机额定有功功率的±10%;当发电机额定功率不同时,应不超过较大发电机额定有功功率的±10%,较小发电机额定有功功率的±20%;②各台发电机实际承担的无功功率与按发电机额定功率比例分配的计算值之差,应不超过较大发电机额定无功功率的±10%。
如果容量分配出现较大的不均衡,无论是有功容量还是无功容量,都不仅会影响机组运行的效率和经济性,而且甚至会引起整个电站的损坏。
如果并列发电机组的有功功率分配严重不平衡的话,在负载总容量较大的时候,往往是一台发电机组已满载或过载,而另一台发电机仍处于轻载状态,这样就不能充分利用机组的容量,发挥整个电站的效能。机组过载不但会给柴油发电机或发电机带来危害,而且还会致使保护装备动作,危害整个电站的运转。反之,在负荷总容量很小的时候,有功容量的不平衡又往往会在发电机组之间引起有功环流,使有的机组转入发电机状态,这对柴油发电机同样是不允许的。在机组具有逆功保护时,逆功现象将导致逆功跳闸,造成损坏。对于负荷变化频繁且变化幅度较大的柴油发电机电站,上述情况更应引起注意。例如,某发电机组电力推进装置的柴油发电机电站,因为并车发电机有功负荷分配不均,当发电机组全速航行时,总的负载功率较大,经常使重载发电机过载,导致开关跳闸,结果原来轻载的发电机也突然过载,开关接着跳闸,造成严重的断电事故。而在发电机组停靠码头时,由于总负载很小,轻载的发电机进入逆功状态,引起逆功跳闸,危害电站甚至整个发电机组运行的可靠性。以上情形足以说明,并车运转发电机组间功率的均匀分配,并不仅仅是一个发电机经济运转的问题,它还是保证整个柴油发电机电站供电可靠性的重要要素。
无功功率分配不均匀,虽然不会对柴油发电机造成严重危害,但是发电机容量的额定值是根据视在功率确定的,无功容量不平衡,必然会导致发电机视在功率的不平衡,同样会限制发电机组功率的发挥柴油发电机厂家,特别是对于功率因数过低的电站,机组的带负载能力不是取决于柴油发电机的额定容量,而是取决于发电机额定电流数值的大小。
无功负载的不平衡,也可以把其不均衡部分看成是两台发电机之间的一种环流,有时这种环流会超过发电机的负载电流,在发电机内部出现附加的损耗,甚至使发电机过载。无功的过载电流同样会使发电机的主开关跳闸,造成事故。此外,发电机无功电流的大小是和其励磁电流相一致的康明斯室外柴油发电机,无功电流的不平衡往往和励磁电流不平衡同时产生,使励磁系统过载甚至产生故障,如发电机转子绕组被烧毁,相复励装备的整流二极管损坏等柴油发动机故障诊断软件,这种损坏的后果往往是相当严重的。可以看出,无功负载的均匀分配和有功负载均匀分配具有同样意义。至于危害负载均匀分配的条件和调整步骤,将在以后详细讨论。