厂房柴油发电机组并机运行负载不均难题

并机运行的理想状态是各机组按额定容量比例平稳分担总负载。负载不均意味着某些机组已超载运行，而另一些却处于低负载状态，这会引发一系列问题：
对超载机组：发动机过热、冒黑烟、油耗剧增，长期运行会导致早期磨损甚至拉缸报废。
对低负载机组：长期低负载运行易产生积碳和“湿堆”现象（未充分燃烧的燃油冲刷气缸壁，稀释机油），同样损害发动机。
对系统：整个电站稳定性差，频率和电压波动大，可能触发保护性停机，导致全厂断电。
一、 负载不均的核心原因
难题的根源主要指向三大系统：
调速系统问题（常见原因）
原理：并机运行时，系统频率由所有机组共同维持。每台机组的调速器负责感知自身转速（即频率），并调整油门以维持设定转速。如果调速器特性不一致，就会“抢负载”。
具体原因：
调速器响应速度不一致：一台调速器响应快，负载一增加就迅速加油门；另一台响应慢，负载就主要加在快的机组上。
转速（频率）设定有微小差异：即使两台机组空载频率都设为50.0Hz，但一台实际为50.0Hz，另一台为50.1Hz。并机后，系统频率会被锁定在50.05Hz。此时，第一台机组为了将频率从50.05Hz提升到自己的设定点50.0Hz，会减少油门；而第二台机组为将频率从50.05Hz降低到自己的设定点50.1Hz，会增加油门。结果就是负载向第二台机组转移。
电压调节系统问题
原理：虽然并机系统的电压是统一的，但各机组输出的无功功率（kVAR）分配取决于其电压调节器（AVR）的设定。
具体原因：如果机组间的电压设定值不同，或AVR的调差率设置不当，会导致无功功率分配不均。虽然不会直接导致发动机负载不均，但会使得某些发电机的定子电流过大，发热严重，同样限制其有功功率的输出能力。
发动机本身性能差异
原因：喷油泵、喷油嘴的供油特性因磨损而产生差异，导致即使油门开度相同，功率输出也不同。
二、 解决负载不均的系统性方案
解决此问题需要专业的工程师和调试工具，切勿自行盲目调整。
第1步：基础检查与准备
空载同步：确保并机时，各机组的电压、频率和相位角差都完全一致。这是负载均衡分配的基础。
检查机械连接：确保发动机与发电机之间的联轴器正常，油门执行机构灵活无卡滞。
第2步：有功负载分配调整（解决核心问题）
这是通过调整调速器来实现的，通常需要一台负载分配控制器（一台集中控制器或机组间通讯总线）。
调整方法：
设置相同的转速（频率）设定点：在空载和满载情况下，精细调整每台机组的转速设定，使其调速特性曲线尽可能一致。
启用并调整“转速降”功能：
原理：人为地将调速器设置为“有差调节”，即机组负载增加时，其转速（频率）会略微下降。这是一个关键技巧。
操作：为所有并机机组设置一个相同的、较小的转速降百分比（如3%）。这样，当负载增加时，所有机组的频率会同步下降，系统能自动根据各机组的容量比例分配负载。负载分配控制器通过微调各机组的转速设定点来实现负载的精确均衡。
使用负载分配控制器：现代并机系统通常依赖此控制器。它实时监测各机组的实际功率，并通过通讯线向各机组的调速器发出微调信号，强制实现负载按比例分配。
第3步：无功负载分配调整
调整方法：与有功负载分配类似，通过调整AVR的“调差率”来实现。通过设置适当的无功调差，使机组输出的无功功率增加时，其端电压略微下降，从而实现无功功率的自动均衡分配。这也通常由并机控制系统自动完成。
第4步：性能匹配与维护
对于老旧机组，如果调速系统和AVR系统调整后仍不均，可能需要对喷油泵等核心部件进行性能校验或大修。
定期进行均载测试：在并机系统带载运行时，定期观察并记录各机组的功率表（kW和kVAR），确保分配均衡。