關(guān)注：
柴油發(fā)電機(jī)組是由將燃燒柴油產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，和把機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能的同步發(fā)電機(jī)組成的。在電力網(wǎng)還未到達(dá)或供電保障性不強(qiáng)的地區(qū)，常用柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出性能與市電一樣的電能供給用電設(shè)備。它也就成為市電電力網(wǎng)的得力助手。 以1號(hào)發(fā)電機(jī)輸出的U相電壓波形和2號(hào)發(fā)電機(jī)輸出的U相電壓波形為代表，進(jìn)行比對(duì)可以發(fā)現(xiàn):兩機(jī)的相序一致、輸出電壓波形良好、頻率基本相同，誤差在1周以內(nèi)。但在瞬時(shí)相位角180°時(shí)，1號(hào)機(jī)U相瞬時(shí)電壓為0。2號(hào)機(jī)U相瞬時(shí)電壓不為0，并且要經(jīng)過△φ瞬時(shí)相位角以后才能為0。這表明兩機(jī)的瞬時(shí)相位角不同步，瞬時(shí)電壓不等，此時(shí)兩機(jī)無(wú)法并聯(lián)。這時(shí)可以調(diào)節(jié)一下2號(hào)柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使其消除兩機(jī)瞬時(shí)相位角之差△φ到360°時(shí)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的U相電壓就完全同步了。 通過理論分析、實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工作證明，例如并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組只有兩臺(tái)并聯(lián)。它們各相對(duì)應(yīng)的三相線電壓之間只是瞬時(shí)相位有差別，而其它的參數(shù)都一致，則就會(huì)在這兩臺(tái)機(jī)組之間產(chǎn)生有功功率的不均分，從而形成以有功環(huán)流為主的環(huán)流。瞬時(shí)相位的差別產(chǎn)生有功環(huán)流，如何消除呢?
現(xiàn)代，各種信息設(shè)備對(duì)供電提出了高質(zhì)量、高可靠的要求。為此，UPS與柴油發(fā)電機(jī)組，以它們各自的特點(diǎn)相輔相成地構(gòu)成的不間斷供電系統(tǒng)成為最佳選擇。在這里，UPS基本上是并聯(lián)冗余應(yīng)用的，而柴油發(fā)電機(jī)組也常是并聯(lián)冗余運(yùn)行的。
1并聯(lián)運(yùn)行的作用
大型的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心、銀行結(jié)算中心、空中管制中心等，根據(jù)自身的工作性質(zhì)和特點(diǎn)都對(duì)供電系統(tǒng)的性能和可靠性提出了很高的要求;采用兩路市電供電、配置兩組并聯(lián)冗余運(yùn)行的大功率UPS構(gòu)成雙總線系統(tǒng)、同時(shí)安裝幾臺(tái)"N十l"模式并聯(lián)冗余運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組與UPS構(gòu)成一個(gè)高可靠、高質(zhì)量、智能化的不間斷供電體系，已是普遍采用的技術(shù)方案。
柴油發(fā)電機(jī)組的作用是:一且兩路市電都中斷，UPS目口時(shí)將蓄電池的直流電逆變成交流電供給負(fù)載工作。然后并聯(lián)冗余運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組也部起動(dòng)起來(lái)，通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)(ATS)切換到直接給UPS提供與市電一樣的電能，從而使UPS又像平常那樣依靠交流電不間斷地給設(shè)備供電。這時(shí)"N+l"模式并聯(lián)冗余運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組不僅為UPS提供性能良好的電力，而且提供了高可靠的電能;假如運(yùn)行中一臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)問題退出并聯(lián)，其他機(jī)組會(huì)帶上全部負(fù)載仍正常運(yùn)行。可見并聯(lián)冗余運(yùn)行的機(jī)組完全代替了兩路市電供電的功能。
通常情況下，并聯(lián)冗余運(yùn)行模式的柴油發(fā)電機(jī)組并不直接連接負(fù)載，而是通過UPS供給負(fù)載電能。
柴油發(fā)電機(jī)組為增加原有機(jī)組的輸出功率而采用并聯(lián)運(yùn)行的方式要比UPS多一些。它們常被用于市電電力供應(yīng)保障性不強(qiáng)，一年總有幾次停電或拉閘限電地區(qū)的工礦企業(yè)。由于現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步、機(jī)電一體化的廣泛應(yīng)用、智能控制技術(shù)的普及，現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組不僅制造精良，各項(xiàng)性能指標(biāo)大為提高，運(yùn)行的可靠性也大大增強(qiáng)。
通常情況下，只要按規(guī)范做好維護(hù)保養(yǎng)工作，作為備用發(fā)電機(jī)，在起動(dòng)運(yùn)行后柴油發(fā)電機(jī)組因故障停機(jī)的幾率極其微小。在各類工廠新增設(shè)備后，原有柴油發(fā)電機(jī)組已不能滿足后備供電需要時(shí)，考慮再增加一臺(tái)同樣的機(jī)組與其并聯(lián)使輸出功率增加一倍，不失為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。
作為擴(kuò)容應(yīng)用的并聯(lián)柴油發(fā)電機(jī)組一般不考慮冗余而只強(qiáng)調(diào)均分負(fù)載，它們都是接近滿負(fù)荷地直接驅(qū)動(dòng)用電設(shè)備。
2并聯(lián)運(yùn)行的技術(shù)條件
從同步發(fā)電機(jī)的機(jī)械構(gòu)造可以知道;三個(gè)一模一樣的繞組按照空間360°三等分并且對(duì)稱的安裝在定子的機(jī)座上。這三個(gè)繞組——稱為定子繞組或因?yàn)楣┙o負(fù)載的電力由這里輸出而被稱為電樞繞組，它們?cè)诳臻g機(jī)械位置上已被確定為彼此之間120°電角的間隔。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)(稱為主磁場(chǎng))的磁力線依次掃過并切割三個(gè)電樞繞組時(shí)，就會(huì)按照掃過的順序在三個(gè)繞組上分別產(chǎn)生彼此之間相位差為120°，波形為正弦形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。各繞組起始端之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的差稱為線電壓，按照它們的初始相位的大小——相序?qū)懗鲞@三相電壓的表達(dá)式為
u1=Umsin(2πft+0°)
u2=Umsin(2πft+120°)
u3=Umsin(2πft+240°)
這三個(gè)線電壓通常也用U、V、W三個(gè)字母(或組合)表示。
從這同一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的三個(gè)繞組各自輸出的線電壓的表達(dá)式可以看出:
(1)0°、120°、240°這三個(gè)初相角是由同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)決定的。
(2)f是線電壓的頻率。它表示單位時(shí)間內(nèi)，同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線切割電樞繞組的次數(shù)。廠的大小實(shí)際上是由柴油發(fā)電機(jī)組的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，因?yàn)槭前l(fā)動(dòng)機(jī)直接帶著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速越快則f越高，反之亦然f越低。
對(duì)于同一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)來(lái)講，顯然三個(gè)線電壓的頻率f是一樣的。2πf實(shí)際上是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線切割電樞繞組的角頻率，用ω表示。從三相電壓的表達(dá)式可知：2πft+φi(φi=0°、120°、240°)是正弦量變化的核心，它反映了正弦量隨時(shí)間t變化的進(jìn)程。
(3)Um是線電壓的最大值，它是由同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電流的大小決定的，因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是由勵(lì)磁電流流過轉(zhuǎn)子繞組而產(chǎn)生的，電流大則轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)，磁力線切割電樞繞組在繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大，反之亦然，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就小。同步發(fā)電機(jī)只有一個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)，因此三個(gè)繞組輸出電壓的最大值Um都是一樣的。
這是對(duì)一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組輸出的線電壓各參數(shù)意義及相互關(guān)系的描述。如果再用一臺(tái)或幾臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組與它并聯(lián)運(yùn)行，則必須使待并人機(jī)組的相關(guān)參數(shù)與它一樣。從上面的分析可知，這些參數(shù)應(yīng)該是:
(1)相序——必須一致。待并人機(jī)組的U、V、W和已運(yùn)行機(jī)組的U、V、W同名端相并聯(lián)。
(2)頻率f——待并入機(jī)組的f與已運(yùn)行機(jī)組的f應(yīng)維持在標(biāo)定頻率50Hz，彼此之間不能有大于lHz(即1周)的誤差。
(3)瞬時(shí)相位φ——即待并入機(jī)組的U、V、W和已運(yùn)行機(jī)組的U、V、W同名線電壓的2πft+φi(φi=0°、120°、240°)應(yīng)時(shí)刻保持一致。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定著同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)磁力線切割電樞繞組的頻率無(wú)所以微調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速必然引起頻率拍勺變化。而一周內(nèi)頻率在某一時(shí)段的變化△f/△t實(shí)質(zhì)是正弦波瞬時(shí)相位的變化即△φ。實(shí)時(shí)調(diào)控待并人機(jī)組和已運(yùn)行機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，不斷獲得△φ增量或減量，從而使它的瞬時(shí)相位φ與已運(yùn)行機(jī)組的瞬時(shí)相位△φ動(dòng)態(tài)保持一樣。
(4)瞬時(shí)電壓u——對(duì)應(yīng)三相每個(gè)時(shí)刻都大小相等。決定瞬時(shí)電壓u大小的是線電壓最大值Um與瞬時(shí)相位。以上的分析已經(jīng)表明:實(shí)時(shí)調(diào)控侍并入機(jī)組和已運(yùn)行機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，就可以使各相對(duì)應(yīng)的線電壓的瞬時(shí)值u實(shí)時(shí)與標(biāo)定值(例如380V)相等。
(5)波形良好無(wú)畸變——待并入機(jī)組和已運(yùn)行機(jī)組的線電壓的正弦波形都要良好且無(wú)畸變。并聯(lián)運(yùn)行中，若在某時(shí)刻出現(xiàn)畸變即意味著含有高次諧波。這有時(shí)也與特殊負(fù)載反饋的干擾或三相線電壓的負(fù)載極端不平衡有關(guān)。高次諧波會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)機(jī)組之間出現(xiàn)諧波環(huán)流，影響并機(jī)效果。
這五個(gè)條件是兩臺(tái)或多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的前提。綜合上述可以看出:它們是相互關(guān)聯(lián)相互依存的。在并聯(lián)運(yùn)行中的各機(jī)組必須實(shí)時(shí)調(diào)控自己的相關(guān)參數(shù)，使其與其它機(jī)組以及予先設(shè)定的相關(guān)標(biāo)定參數(shù)一致，才能便整個(gè)并機(jī)系統(tǒng)處于對(duì)外提供電能的可靠運(yùn)行中。 
圖1兩臺(tái)準(zhǔn)備并聯(lián)的發(fā)電機(jī)各自輸出的U、V、W三相電壓波形（*號(hào)所指為△φ）
V和W相自然也隨之同步，這時(shí)可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行�？梢妰蓹C(jī)并聯(lián)運(yùn)行，瞬時(shí)電壓相瞬時(shí)相位起著重要的作用。
兩臺(tái)或多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行后，要共同向負(fù)載供給電能，因此獻(xiàn)出現(xiàn)了平均分擔(dān)負(fù)載的問題，否則就會(huì)因各機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)載不一樣而在它l之司形成環(huán)流。流動(dòng)于各機(jī)組之間的環(huán)流，不僅使機(jī)組的損耗增加甚至?xí)拐麄�(gè)并機(jī)系統(tǒng)宕機(jī)。由于負(fù)載經(jīng)常地接人和撤出，更由于負(fù)載并非都是純電阻性的，而更多地是電阻性伴有電容性和電感性的阻抗性負(fù)載。這就給并聯(lián)運(yùn)行的各柴油發(fā)電機(jī)組在均分負(fù)載上提出了較高的要求;不僅要對(duì)純電阻性負(fù)載(電能在電阻性負(fù)載上面的消耗稱為有功功率)進(jìn)行均分，而且要對(duì)電抗性——容抗或感抗或兼而有之的負(fù)載(電能在電抗性負(fù)載上面只進(jìn)行儲(chǔ)存和釋放的相互轉(zhuǎn)換并不被消耗，所以稱無(wú)功功率)進(jìn)行均分。哪一項(xiàng)得不到均分，它就會(huì)在并聯(lián)機(jī)組之間形成環(huán)流;不是有功環(huán)流就是無(wú)功環(huán)流或兼而有之，如圖2所示。 
從前面的分析可知:微調(diào)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速——也就是調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的油門。使同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)磁力線切割電樞繞組的頻率，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)增量或減量，即為瞬時(shí)相位的增量或減量，并以此填補(bǔ)瞬時(shí)相位的差別，達(dá)到使兩臺(tái)機(jī)組各相對(duì)應(yīng)的三相線電壓的瞬時(shí)相位一致，就可以實(shí)現(xiàn)平分負(fù)載有功功率，達(dá)到消除有功環(huán)流的目的。在并聯(lián)柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)試中經(jīng)�？梢园l(fā)現(xiàn):當(dāng)增大一臺(tái)機(jī)組的油門時(shí)有功功率就較多地轉(zhuǎn)到該臺(tái)機(jī)組，當(dāng)減小它的油門時(shí)，則有功功率就較多地轉(zhuǎn)向另一臺(tái)機(jī)組。所以微調(diào)頻率可以消除有功環(huán)流。
如果這兩臺(tái)并聯(lián)機(jī)組輸出的三相線電壓中，相對(duì)應(yīng)的其它參數(shù)都一樣，而只有瞬時(shí)電壓的大小不一樣。此時(shí)在兩機(jī)之間就會(huì)有無(wú)功功率的不均分，從而形成較大的無(wú)功環(huán)流。消除無(wú)功環(huán)流的辦法是，實(shí)時(shí)調(diào)控同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流越大則轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)越強(qiáng)，其磁力線切割電樞繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓就高。反之，感應(yīng)電壓就小。
通過這樣的調(diào)節(jié)，就可以使兩臺(tái)機(jī)組各相對(duì)應(yīng)線電壓的瞬時(shí)值M相等并與標(biāo)定值(例如380V)一樣。其實(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流是由同步發(fā)電機(jī)內(nèi)的勵(lì)磁發(fā)電機(jī)發(fā)出的并經(jīng)過同步整流器而產(chǎn)生的。勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的定子繞組內(nèi)的電流又是受自動(dòng)電壓調(diào)整器(AVR)控制的。也就是說(shuō):給AVR控制信號(hào)使定子繞組的電流發(fā)生變化，從而引起定子磁場(chǎng)磁力線的變化和勵(lì)磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電壓變化。
此變化的感應(yīng)電壓經(jīng)同步整流器后，成為同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子變化的勵(lì)磁電流。這必然會(huì)引起同步發(fā)電機(jī)輸出的三個(gè)線電壓的瞬時(shí)值的改變。所以在并聯(lián)機(jī)組的實(shí)際調(diào)試中可以遇見:給某一臺(tái)機(jī)組的AVR輸入升壓信號(hào)時(shí)，無(wú)功功率就較多地轉(zhuǎn)到該機(jī)組。而輸入降壓信號(hào)時(shí)，無(wú)功功率就較多地轉(zhuǎn)向另一臺(tái)機(jī)組�？梢姡m時(shí)地給AVR輸入平衡信號(hào)就可以使并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)機(jī)組平均分配無(wú)功功率，消除無(wú)功環(huán)流。所以調(diào)節(jié)瞬時(shí)電壓可以消除無(wú)功環(huán)流。這些就是技術(shù)術(shù)語(yǔ)中常說(shuō)的"有功調(diào)頻，無(wú)功調(diào)幅"。
其實(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的過程，就是不斷地實(shí)時(shí)調(diào)控各機(jī)組的相關(guān)參數(shù)，便有功環(huán)流和無(wú)功環(huán)流減少到最小甚至為零的動(dòng)態(tài)過程。
可見要使兩臺(tái)或多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組處于良好的并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)，除了各機(jī)組滿足以上并聯(lián)的五個(gè)條件外，還要彼此平均分擔(dān)負(fù)載。實(shí)際上，并機(jī)的五個(gè)條件和均分負(fù)載是相互關(guān)聯(lián)、相輔相成的。
通過以上的分析表明:根據(jù)各機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行中的情況，只要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就是調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的油門。實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流——也就是調(diào)控AVR。使并聯(lián)運(yùn)行的各機(jī)組的相關(guān)參數(shù)達(dá)到動(dòng)態(tài)的一致和同步，就可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。
3并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的監(jiān)控
并機(jī)柜(俗稱并車柜)是專門用于柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行監(jiān)控的電子裝備。在早期提出柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的需求時(shí)，就是采用專門的并機(jī)柜，實(shí)時(shí)測(cè)試機(jī)組的相關(guān)參數(shù)并反饋調(diào)控各并聯(lián)工作中的機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，來(lái)達(dá)到并聯(lián)運(yùn)行要求的。
隨著電子技術(shù)、動(dòng)態(tài)控制理論及機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代并機(jī)柜已經(jīng)是高度智能化的性能優(yōu)良的電子設(shè)備。它不僅能監(jiān)控同型號(hào)、同輸出功率的柴油發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)，而且還能實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)、不同輸出功率的機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行，還可以將柴油發(fā)電機(jī)組并入市電網(wǎng)上運(yùn)行。 
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