并机运行的基本条件与风险

柴油发电机组并机运行是指将两台或多台发电机组的输出端通过并机柜（并联控制系统）连接至同一母线上，共同向负载供电。这一技术能实现供电容量的灵活扩展、提高供电可靠性（N+1冗余）、便于分期投资及实现集中维护。然而，并机操作绝非简单的电气连接，它需要满足苛刻的条件，否则将带来巨大风险。
一、 并机运行需满足的四个基本条件
电压相等： 待并机组（A机组）的输出电压必须与运行中的系统（或另一台待并机组B）的电压有效值相等。这是为了避免在开关合闸的瞬间，因电位差而产生巨大的冲击电流，该电流可能导致断路器跳闸甚至损坏发电机绕组。
频率相同： A机组的输出频率（在中国为50Hz）必须与B机组的频率完全相同。频率差会导致两个电源的相位差不断变化，产生功率振荡，使机组无法稳定运行，发出剧烈的轰鸣声，对发动机和发电机造成机械应力损伤。
相位一致： 这是关键也是严格的条件。A机组输出电压的相位角必须与B机组输出电压的相位角完全同步。理想的合闸时刻是在相位差为零的瞬间，即波形完全重合。即使微小的相位差也会在合闸瞬间产生巨大的环流，试图将两台机组“拉入同步”，这个过程会产生巨大的电动力和扭矩，严重时可损坏转轴。
相序一致： 对于三相发电机，其输出电压的相序（A-B-C的旋转顺序）必须绝对一致。这个条件通常在初次安装接线时就必须确保正确，并在并机柜中通过硬件电路予以保证。日常操作中一般不会改变。
现代自动并机系统通过自动同步器 来检测和调整以上参数。同步器会持续比较待并机组与母线的电压、频率和相位，并发出信号微调待并机组的发动机转速（以调整频率和相位）和自动电压调节器AVR（以调整电压），当所有参数满足设定容差时，自动发出合闸命令。
二、 并机运行的主要风险与应对措施
环流问题： 即使成功并机，如果两台机组的输出电压、特性（如调压率）存在微小差异，或者有功功率分配不均，仍会在机组之间产生不流经负载的“环流”。环流会增加机组损耗，导致绕组过热，降低运行效率。
应对： 采用先进的并机控制系统，确保有功功率（通过调节发动机的油门）和无功功率（通过调节发电机的励磁电流）均能稳定、均衡地分配。
振荡失步： 当负载发生剧烈突变（如大电机启动）或一台机组的调速器响应不佳时，可能导致一台机组驱动另一台机组，使其变成电动机运行，系统失去稳定，即“振荡失步”。此时会伴随巨大的电流和功率波动，非常危险。
应对： 确保各机组的调速性能和励磁性能良好；设置逆功率保护继电器，当检测到某台机组出现“逆功率”（即吸收功率）时，立即将其从母线上切除，保护该机组不被拖垮。
控制系统复杂性增加： 并机系统涉及复杂的控制、保护和通信网络，任何一个环节故障都可能导致整个系统瘫痪。
应对： 严谨的系统设计、定期的维护保养和模拟测试是保障可靠性的关键。
总结： 并机运行是一项强大的技术，但必须由专业人员在理解其原理和风险的基础上，借助可靠的设备来实施。绝不可盲目操作。