船舶电气设备及系统-大连海事大学 第13章 同步发电机的并车运行ppt课件

1、船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室第第1313章章 同步发电机的并车运行同步发电机的并车运行13.1 并车的条件及分析并车的条件及分析 12.2 同步发电机的手动并车同步发电机的手动并车 12.3 同步发电机自动并车装置的基本原同步发电机自动并车装置的基本原理理船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室讨论了同步发电机机准同步并车的讨论了同步发电机机准同步并车的四大条件：四大条件：相序相同、电压相等、频率相等、相序相同、电压相等、频率相等、相位相同。相位相同。本章重点本章重点船舶

2、电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室并联运行的条件为：并联运行的条件为：1.待并发电机的电压与电网待并发电机的电压与电网(或运行机或运行机)电压的电压的相序一致；相序一致；2.待并发电机的电压与电网电压的有效值相待并发电机的电压与电网电压的有效值相同同;(U2=U1)3.待并发电机的电压频率与电网电压的频率相待并发电机的电压频率与电网电压的频率相同同;(f2=f1)4.待并发电机的电压相位待并发电机的电压相位(或初相位或初相位)与电网电与电网电压的相位一致。压的相位一致。(2=1)13.1 并车的条件及分析并车的条件及分析 船舶电气设备及

3、系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室两台发电机并联运行两台发电机并联运行12,x x船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室假设电网电压低于待并发电机电压，即假设电网电压低于待并发电机电压，即U1U2。在这种。在这种情况下投入情况下投入G2时，主开关时，主开关DW2两端存在电压差两端存在电压差U。UUU.211) 频率和初相位相同，电压有效值不相同频率和初相位相同，电压有效值不相同环流环流IPH滞后滞后U2对对G2去去磁效应，环流磁效应，环流IPH超前超前U1对对G1增磁效应，最终增磁效应，最

4、终使两机并联运行于同一使两机并联运行于同一电压。电压。频率和初相位相同频率和初相位相同,电压有效值不相同电压有效值不相同船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室并车操作时两台发电机组之间的电压差并车操作时两台发电机组之间的电压差不能超过额定电压的不能超过额定电压的10。两台发电机的电压不等所产生的无功性质两台发电机的电压不等所产生的无功性质环流，对两台发动机起均压作用，环流，对两台发动机起均压作用， 因此，因此，IPH称为平衡电流，由于发电机并车瞬间呈现出的称为平衡电流，由于发电机并车瞬间呈现出的等值电抗很小，因此在电压差较大情况下进行等

5、值电抗很小，因此在电压差较大情况下进行并车，合闸瞬间会差生很大的冲击电流。并车，合闸瞬间会差生很大的冲击电流。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2) 频率和电压相同，相位不相同频率和电压相同，相位不相同假设待并发电机电假设待并发电机电压压U1的相位超前于电网的相位超前于电网电压电压U2的角度为的角度为。两。两发电机间仍存在电压差发电机间仍存在电压差U。合闸后在两机组。合闸后在两机组之间产生环流。之间产生环流。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室.2.1.UUU2sin2UU

6、并车时要求相位差一般应在并车时要求相位差一般应在15之内。之内。2号机，输出有功功率，号机，输出有功功率，对原动机为阻力矩，减对原动机为阻力矩，减速。速。1号机，吸收有功功率，号机，吸收有功功率，对原动机驱动力矩，加对原动机驱动力矩，加速。速。自整步力矩拉入同步。自整步力矩拉入同步。去磁效应一致，电压去磁效应一致，电压仍相等仍相等船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室电压和相位相同电压和相位相同,频率不相同频率不相同合闸瞬间两台发电机电压和相位相同，只是频率不同，合闸瞬间两台发电机电压和相位相同，只是频率不同，如果如果f2f1，则将超前

7、，则将超前角。角。3) 并车时电压和相位相同，但频率不相同并车时电压和相位相同，但频率不相同船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室并车时一般要求将两台发电机的频差控制在并车时一般要求将两台发电机的频差控制在0.5Hz之内。之内。212121()2 ()tttff t若在若在t=0时合闸，将不会产时合闸，将不会产生环流；在生环流；在t0时合闸，将时合闸，将出现相位差，产生环流，出现相位差，产生环流，若频差不大，最终通过自若频差不大，最终通过自整步力矩拉入同步。若频整步力矩拉入同步。若频差较大，难以拉入同步，差较大，难以拉入同步，且随着相位

8、差的变化，产且随着相位差的变化，产生较大环流和较大的冲击生较大环流和较大的冲击力矩，对发电机和船舶电力矩，对发电机和船舶电力系统均不利。力系统均不利。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室同步指示灯的连接方法分为明暗法和旋转法同步指示灯的连接方法分为明暗法和旋转法 并车时检查和调整待并发电机的电压、频率、初相并车时检查和调整待并发电机的电压、频率、初相位，在满足并车的条件时合闸，这种方法称为准同位，在满足并车的条件时合闸，这种方法称为准同步并车。如果由手工完成这个过程，称为手动准同步并车。如果由手工完成这个过程，称为手动准同步并车操作；

9、若由自动装置来完成，则称为自动并步并车操作；若由自动装置来完成，则称为自动并车操作。车操作。 手动准同步并车通常采用灯光法和整步表法来检测并手动准同步并车通常采用灯光法和整步表法来检测并车条件。车条件。13.2.1 13.2.1 同步指示灯法同步指示灯法 12.2 同步发电机的手动并车同步发电机的手动并车 船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室合闸时刻合闸时刻: 使灯光向使灯光向“快快”（顺时针的方向旋转，当调（顺时针的方向旋转，当调节到节到35秒旋转一周后，当指示灯秒旋转一周后，当指示灯L1最暗而最暗而L2、L3同样亮同样亮时。时。1

10、) 1) 灯光旋转法灯光旋转法f2f2f1f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1: L1L2L2L3 L3 L1L1f2f2f1f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1: L1L3L3L2 L2 L1L12sin2UU12sin2UU210AA12240120BC22401201202sin2sin22UUU21240120BC31202sin2UU12sin2UU21202sin2UU31202sin2UUL1L2L3uL1uL2uL3uL212121()2 ()tttff t船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机

11、学院电气及自动化教研室合闸时刻：当灯泡合闸时刻：当灯泡35秒明暗一次时秒明暗一次时,约在接近灯暗区间约在接近灯暗区间的中心时。的中心时。2) 2) 灯光明暗法灯光明暗法( (灯光熄灭法灯光熄灭法 ) )灯泡明暗的快慢取决于频差的大小灯泡明暗的快慢取决于频差的大小, ,指示灯明暗一次所指示灯明暗一次所需的时间需的时间TSTS1/1/f f称为频差周期。称为频差周期。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室同步表是一种用来检测待同步表是一种用来检测待并发电机与电网汇流排并发电机与电网汇流排电压的频率和相位差大小电压的频率和相位差大小及其方向的

12、仪表，又称整及其方向的仪表，又称整步表。步表。13.2.2 13.2.2 同步表法同步表法 指针旋转一圈所需要的时指针旋转一圈所需要的时间为间为TSTS1/1/f f。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室同步表按短时工作制设计，一般持续工作时间不大于同步表按短时工作制设计，一般持续工作时间不大于15min，间隔时间为，间隔时间为30min，所以，并车操作过程不宜，所以，并车操作过程不宜太长，并车成功后应及时切除。太长，并车成功后应及时切除。 合闸的时刻合闸的时刻: 同步表向同步表向“快的方向快的方向35秒旋转一周，秒旋转一周，在指针接

13、近表盘的中点同相位点时合闸。在指针接近表盘的中点同相位点时合闸。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图13-7 船舶电站船舶电站3台发电机同步表接线图台发电机同步表接线图船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室电抗器粗同步并车原理电抗器粗同步并车原理电流通常被限制在额定电流的电流通常被限制在额定电流的1.21.4倍。并车的条件为：倍。并车的条件为：电压差电压差U10Un,频差频差f （11.5Hz,相位差相位差0), f 0), 到达最大到达最大值时间较值时间较 提早，而待并机

14、频率低于提早，而待并机频率低于电网频率电网频率( (即即f0), f 规定：规定：客船及客船及10001000总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。(1)(1)应急电源应急电源船舶应急发电机组船舶应急发电机组小应急电源小应急电源( (蓄电池的容量应能保证连续供电蓄电池的容量应能保证连续供电3030分钟。分钟。船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室一般位于防撞舱壁以后、舱壁甲板以上和机舱以外的艇甲一般位于防撞舱壁以后、舱壁甲板以上和机舱以外的艇甲板上。要求带动应急发电机的原动机应具有较好的独立性板上。要求带动应急发电机的原动机应具有较好的独立性和机动性。和机动性。(2) (2) 应急发电机组应急发电机组船舶电气设备及系统 2022-1-30课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 应急发电机必须设有自动起动装置，以保证在主电源不能供电的情况下能自动起动，并自动合闸向应急电网供电，而一旦主电网恢复供电，则应急发电机立即自动停止工作。应急柴油发电机组的起动方式一般采用起动电动机带动，起动电动机的电源由应急蓄电池组提供。(3)(3)应急发电机的自动起动控制装置