采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng)課件

1、采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系第二節(jié)第二節(jié) 采用計算機控制的采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng)船舶電站系統(tǒng)主講：馬喜仲主講：馬喜仲采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系一、采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng)的組成和功能一、采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng)的組成和功能 以微機控制三臺發(fā)電機組成的電站為例以微機控制三臺發(fā)電機組成的電站為例 （其單線原理（其單線原理見圖見圖1-2-1 1-2-1 ），概括地說明微機在電站自動控制系統(tǒng)中），概括地說明微機在電站自動控制系統(tǒng)中所占的地位以及能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能，并非固定模式

2、。所占的地位以及能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能，并非固定模式。隨著自動電站的進(jìn)一步發(fā)展以及微型計算機的應(yīng)用，已隨著自動電站的進(jìn)一步發(fā)展以及微型計算機的應(yīng)用，已使電站自動控制系統(tǒng)的功能更加完善。使電站自動控制系統(tǒng)的功能更加完善。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖1-2-11-2-1微機控制電站單線原理圖微機控制電站單線原理圖 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系自動電站的計算機軟件系統(tǒng)能完成下列自動電站的計算機軟件系統(tǒng)能完成下列1010種控制功能：種控制功能：（1 1）母線電壓自動控制（）母線電壓自動控制（

3、AVCAVC）。）。（2 2）發(fā)電機無功功率自動控制（）發(fā)電機無功功率自動控制（ARPCARPC）。）。（3 3）母線頻率自動控制（）母線頻率自動控制（AFCAFC）。）。（4 4）發(fā)電機有功功率自動控制（）發(fā)電機有功功率自動控制（APCAPC）。）。（5 5）發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車控制（）發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車控制（ASYCASYC）。）。（6 6）故障機組自動解列（）故障機組自動解列（ACCACC）。）。（7 7）負(fù)載分級切除（）負(fù)載分級切除（PTCPTC）。）。（8 8）發(fā)電機運行臺數(shù)控制（）發(fā)電機運行臺數(shù)控制（ARCARC）。）。（9 9）原動機自動啟動（）原動機自動啟動（EASCEASC

4、）。）。（1010）故障監(jiān)視及報警（）故障監(jiān)視及報警（MONITMONIT）。）。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（一）（一） 電壓與無功功率的自動調(diào)節(jié)電壓與無功功率的自動調(diào)節(jié) o維持供電電壓的穩(wěn)定是保證供電質(zhì)量的主要措施之一。維持供電電壓的穩(wěn)定是保證供電質(zhì)量的主要措施之一。然而，電網(wǎng)電壓是會經(jīng)常變化的，船舶電網(wǎng)電壓波動比然而，電網(wǎng)電壓是會經(jīng)常變化的，船舶電網(wǎng)電壓波動比陸上大電網(wǎng)電壓波動更為嚴(yán)重，陸上大電網(wǎng)電壓波動更為嚴(yán)重，其電壓是否穩(wěn)定取決于其電壓是否穩(wěn)定取決于發(fā)電機的自動勵磁調(diào)整裝置（自動電壓調(diào)節(jié)器）性能發(fā)電機的自動勵磁調(diào)整裝置（自動電壓

5、調(diào)節(jié)器）性能。o勵磁控制系統(tǒng)是發(fā)電機的重要組成部分，它的主要任務(wù)勵磁控制系統(tǒng)是發(fā)電機的重要組成部分，它的主要任務(wù)是是根據(jù)發(fā)電機的各種運行狀態(tài)，維持同步發(fā)電機的端電根據(jù)發(fā)電機的各種運行狀態(tài)，維持同步發(fā)電機的端電壓恒定（額定電壓），合理分配發(fā)電機間的無功功率，壓恒定（額定電壓），合理分配發(fā)電機間的無功功率，在船舶電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，有強行勵磁功能，加速短在船舶電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，有強行勵磁功能，加速短路后恢復(fù)速度，保持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。路后恢復(fù)速度，保持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。o引起電網(wǎng)電壓波動的主要原因是負(fù)載變動。負(fù)載電流幅引起電網(wǎng)電壓波動的主要原因是負(fù)載變動。負(fù)載電流幅值變化或負(fù)載性質(zhì)變化都

6、將引起發(fā)電機的電樞反應(yīng)發(fā)生值變化或負(fù)載性質(zhì)變化都將引起發(fā)電機的電樞反應(yīng)發(fā)生變化，從而引起發(fā)電機端電壓的變化。船舶負(fù)載多是感變化，從而引起發(fā)電機端電壓的變化。船舶負(fù)載多是感性的，且變化無規(guī)律。性的，且變化無規(guī)律。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系影響電網(wǎng)電壓的因素影響電網(wǎng)電壓的因素發(fā)電機電壓平衡方程：發(fā)電機電壓平衡方程： U=E jIXU=E jIX E=4.44Nf E=4.44Nf1 1、引起電壓波動的主要原因是、引起電壓波動的主要原因是負(fù)載變動負(fù)載變動。（電樞反應(yīng)）。（電樞反應(yīng)） E E不變，不變，I I變化時變化時,U,U變化。變化。2

7、 2、發(fā)電機、發(fā)電機f f變化，磁通變化，磁通 變化，引起變化，引起E E變化，從而引變化，從而引起起U U變化。（溫度也有可能影響）變化。（溫度也有可能影響） 通過調(diào)節(jié)發(fā)電機通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流勵磁電流的大小進(jìn)行恒壓控制。的大小進(jìn)行恒壓控制。 電壓自動調(diào)整裝置電壓自動調(diào)整裝置既可以調(diào)整電壓，又可以進(jìn)行無功既可以調(diào)整電壓，又可以進(jìn)行無功功率的分配。功率的分配。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系o基于船舶工作環(huán)境的特殊性，對自動勵磁調(diào)整裝置的基基于船舶工作環(huán)境的特殊性，對自動勵磁調(diào)整裝置的基本要求是：簡單可靠；靈敏度高而穩(wěn)定；保證電壓為給本要求

8、是：簡單可靠；靈敏度高而穩(wěn)定；保證電壓為給定水平；具有一定的強行勵磁能力；合理地分配無功功定水平；具有一定的強行勵磁能力；合理地分配無功功率以及充分地考慮經(jīng)濟(jì)等方面的因素。在一般穩(wěn)定調(diào)整率以及充分地考慮經(jīng)濟(jì)等方面的因素。在一般穩(wěn)定調(diào)整的情況下，船舶電力系統(tǒng)電壓的暫態(tài)調(diào)整過程如的情況下，船舶電力系統(tǒng)電壓的暫態(tài)調(diào)整過程如圖圖1-2-2所示。所示。 1、對船用自動勵磁裝置的要求、對船用自動勵磁裝置的要求采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖1-2-2 船舶電力系統(tǒng)電壓暫態(tài)調(diào)整特性曲線船舶電力系統(tǒng)電壓暫態(tài)調(diào)整特性曲線采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 202

9、1-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（1 1）靜態(tài)和動態(tài)特性的要求）靜態(tài)和動態(tài)特性的要求 當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時，在不同的負(fù)載下，調(diào)壓器應(yīng)保證穩(wěn)定當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時，在不同的負(fù)載下，調(diào)壓器應(yīng)保證穩(wěn)定 狀態(tài)時的電壓在允許的范圍內(nèi)。這個靜態(tài)指標(biāo)，用狀態(tài)時的電壓在允許的范圍內(nèi)。這個靜態(tài)指標(biāo)，用靜態(tài)電壓調(diào)整率靜態(tài)電壓調(diào)整率 UW 來衡量。來衡量。%100NNWWUUUU當(dāng)較大負(fù)載突變時，瞬時電壓變化很大，此瞬時電壓也要在規(guī)定當(dāng)較大負(fù)載突變時，瞬時電壓變化很大，此瞬時電壓也要在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)，而且恢復(fù)的時間越快越好。這個動態(tài)指標(biāo)，用的允許范圍之內(nèi)，而且恢復(fù)的時間越快越好。這個動態(tài)

10、指標(biāo)，用動態(tài)電壓調(diào)整率動態(tài)電壓調(diào)整率 和電壓恢復(fù)時間和電壓恢復(fù)時間 來衡量。來衡量。%100)(maxminNNSUUUUUSUWt采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系鋼制海船入級規(guī)范鋼制海船入級規(guī)范o 發(fā)電機從空載到滿載，功率因素保持為額定值，發(fā)電機從空載到滿載，功率因素保持為額定值，主主發(fā)電機發(fā)電機的靜態(tài)電壓變化率在的靜態(tài)電壓變化率在2.5%2.5%以內(nèi)，以內(nèi)，應(yīng)急主發(fā)電機應(yīng)急主發(fā)電機的靜態(tài)電壓變化率在的靜態(tài)電壓變化率在3.5%3.5%以內(nèi)。以內(nèi)。 發(fā)電機突加或突減發(fā)電機突加或突減60%60%額定電流及功率因數(shù)不超過額定電流及功率因數(shù)不超過0

11、.40.4（滯后）的對稱負(fù)載時，當(dāng)電壓跌落時，其（滯后）的對稱負(fù)載時，當(dāng)電壓跌落時，其瞬態(tài)電瞬態(tài)電壓值壓值應(yīng)不低于應(yīng)不低于額定電壓的額定電壓的85%85%；當(dāng)電壓上升時，其；當(dāng)電壓上升時，其瞬態(tài)瞬態(tài)電壓值電壓值應(yīng)不超過應(yīng)不超過額定電壓的額定電壓的120%120%，而電壓恢復(fù)到與最后，而電壓恢復(fù)到與最后穩(wěn)定值相差穩(wěn)定值相差3%3%以內(nèi)所需以內(nèi)所需時間時間應(yīng)不超過應(yīng)不超過15s15s。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（2 2）強行勵磁）強行勵磁 由提高發(fā)電機并聯(lián)工作穩(wěn)定性和電動機運行穩(wěn)定性以及繼電保護(hù)裝由提高發(fā)電機并聯(lián)工作穩(wěn)定性和電動機運行穩(wěn)定性

12、以及繼電保護(hù)裝 置動作的準(zhǔn)確性等動態(tài)穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，要求調(diào)壓器的動作要迅置動作的準(zhǔn)確性等動態(tài)穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，要求調(diào)壓器的動作要迅 速。解決這個問題的方法之一就是實行強行勵磁。也就是要求勵磁速。解決這個問題的方法之一就是實行強行勵磁。也就是要求勵磁 系統(tǒng)應(yīng)能保證最短的時間內(nèi)，把勵磁電流升高到超過額定狀態(tài)時的系統(tǒng)應(yīng)能保證最短的時間內(nèi)，把勵磁電流升高到超過額定狀態(tài)時的 最大值，以使發(fā)電機的電壓迅速得到恢復(fù)。最大值，以使發(fā)電機的電壓迅速得到恢復(fù)。（3 3）電磁兼容性）電磁兼容性 這是描述電氣設(shè)備在規(guī)定的電磁環(huán)境中有效工作的能力。對勵磁裝這是描述電氣設(shè)備在規(guī)定的電磁環(huán)境中有效工作的能力。對勵磁裝 置

13、的電磁兼容性要求主要體現(xiàn)在不干擾其它設(shè)備的正常工作這一方置的電磁兼容性要求主要體現(xiàn)在不干擾其它設(shè)備的正常工作這一方 面。面。（4 4）自勵起壓性能）自勵起壓性能 這是對自勵類型的勵磁裝置的要求。保證發(fā)電機依靠剩磁從靜止起這是對自勵類型的勵磁裝置的要求。保證發(fā)電機依靠剩磁從靜止起 動后能迅速順利地發(fā)出規(guī)定的電壓。自勵類型的勵磁裝置應(yīng)用最為動后能迅速順利地發(fā)出規(guī)定的電壓。自勵類型的勵磁裝置應(yīng)用最為 普遍。普遍。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（5）自勵恒壓裝置的分類）自勵恒壓裝置的分類按發(fā)電機電壓偏差按發(fā)電機電壓偏差 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 發(fā)電機在運行中發(fā)電

14、機在運行中, , 由于某種原因使得發(fā)電機輸出由于某種原因使得發(fā)電機輸出 電壓與給定的電壓出現(xiàn)偏差電壓與給定的電壓出現(xiàn)偏差 時時, , 調(diào)節(jié)器將調(diào)節(jié)器將 根據(jù)偏差電壓的大小和極性輸出校正信號根據(jù)偏差電壓的大小和極性輸出校正信號, , 對發(fā)對發(fā) 電機勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于被檢測量和被調(diào)量電機勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于被檢測量和被調(diào)量 都是發(fā)電機端電壓，恒壓裝置與發(fā)電機構(gòu)成一個都是發(fā)電機端電壓，恒壓裝置與發(fā)電機構(gòu)成一個 閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)特性比較好，靜態(tài)電壓調(diào)整閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)特性比較好，靜態(tài)電壓調(diào)整 率一般均在土率一般均在土1 1以內(nèi)。晶閘管自勵恒壓裝置屬于以內(nèi)。晶閘管自勵恒壓裝置屬于 這種類型。這

15、種類型。UU采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系按負(fù)載電流按負(fù)載電流 I I 和功率因數(shù)和功率因數(shù) 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 發(fā)電機電壓的波動發(fā)電機電壓的波動, , 是由于負(fù)荷的變化和故障所引是由于負(fù)荷的變化和故障所引 起。如果被測量是發(fā)電機的負(fù)載電流起。如果被測量是發(fā)電機的負(fù)載電流 I I 及功率因及功率因 數(shù)數(shù) ，再經(jīng)調(diào)壓器去調(diào)節(jié)勵磁電流來穩(wěn)定發(fā)電，再經(jīng)調(diào)壓器去調(diào)節(jié)勵磁電流來穩(wěn)定發(fā)電 機電壓，這時被測量和被調(diào)量不同，故構(gòu)成一個開機電壓，這時被測量和被調(diào)量不同，故構(gòu)成一個開 環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜態(tài)特性比較差，但動態(tài)特性較好。環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜態(tài)特性比較差，但動態(tài)特性較好

16、。 不可控相復(fù)勵自不可控相復(fù)勵自 勵恒壓裝置屬于這種類型。勵恒壓裝置屬于這種類型。coscos采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系2、 交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)特性的基本概念交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)特性的基本概念 當(dāng)兩臺并聯(lián)運行發(fā)電機的電壓不相等當(dāng)兩臺并聯(lián)運行發(fā)電機的電壓不相等, , 而頻率、相位相等時而頻率、相位相等時, , 則則在兩機組之間將產(chǎn)生一個無功性質(zhì)的環(huán)流在兩機組之間將產(chǎn)生一個無功性質(zhì)的環(huán)流, , 其結(jié)果將使電壓較高其結(jié)果將使電壓較高的發(fā)電機輸出無功功率增大的發(fā)電

17、機輸出無功功率增大, , 而電壓較低的發(fā)電機輸出的無功功而電壓較低的發(fā)電機輸出的無功功率減少率減少（發(fā)電機負(fù)載電流功率因數(shù)低的（發(fā)電機負(fù)載電流功率因數(shù)低的, , 無功功率大；功率因數(shù)無功功率大；功率因數(shù)高的高的, , 則無功功率?。﹦t無功功率小）。由此可見。由此可見, , 當(dāng)同步發(fā)電機并聯(lián)運行時當(dāng)同步發(fā)電機并聯(lián)運行時, , 通過改變發(fā)電機的通過改變發(fā)電機的勵磁電流勵磁電流來調(diào)節(jié)其電勢來調(diào)節(jié)其電勢, , 即能調(diào)整無功輸出、即能調(diào)整無功輸出、實現(xiàn)無功功率轉(zhuǎn)移。實現(xiàn)無功功率轉(zhuǎn)移。 通常同步發(fā)電機都配有自勵恒壓裝置來自動調(diào)整發(fā)電機的電壓，通常同步發(fā)電機都配有自勵恒壓裝置來自動調(diào)整發(fā)電機的電壓， 因此同

18、步發(fā)電機有一定的電壓調(diào)整規(guī)律，也稱電壓調(diào)整特性。因此同步發(fā)電機有一定的電壓調(diào)整規(guī)律，也稱電壓調(diào)整特性。 圖圖1-2-3為電壓調(diào)整曲線（電機端電壓為電壓調(diào)整曲線（電機端電壓UG隨無功電流隨無功電流IQ變化的規(guī)律）變化的規(guī)律） 圖圖14-28為并聯(lián)運行無功功率分配為并聯(lián)運行無功功率分配采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖1-2-3 電壓調(diào)整特性曲線電壓調(diào)整特性曲線 圖圖14-28 并聯(lián)運行無功功率分配并聯(lián)運行無功功率分配采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系o 調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流達(dá)到

19、無功通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流達(dá)到無功功率的調(diào)節(jié)。為了維持電網(wǎng)電壓不變，應(yīng)該兩功率的調(diào)節(jié)。為了維持電網(wǎng)電壓不變，應(yīng)該兩臺同時反方向調(diào)節(jié)。分配與調(diào)壓器特性有關(guān)。臺同時反方向調(diào)節(jié)。分配與調(diào)壓器特性有關(guān)。o 調(diào)壓特性：調(diào)壓特性：調(diào)壓器特性有兩種，無差特性和調(diào)壓器特性有兩種，無差特性和有差特性。有差特性。o 穩(wěn)定要求：穩(wěn)定要求：調(diào)壓特性都為有差特性，且兩特調(diào)壓特性都為有差特性，且兩特性應(yīng)盡量一致。特性不一致，無功功率分配不性應(yīng)盡量一致。特性不一致，無功功率分配不均；均；若為無差特性或上翹特性則不均且不穩(wěn)定若為無差特性或上翹特性則不均且不穩(wěn)定。o 電壓調(diào)差系數(shù)電壓調(diào)差系數(shù)Kc=tan，Kc大于大于0，通常

20、可，通?？?整定在整定在5%以內(nèi)。以內(nèi)。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系3、并聯(lián)運行機組對各臺發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)特性的要求、并聯(lián)運行機組對各臺發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)特性的要求o 并聯(lián)運行發(fā)電機間無功功率分配的關(guān)系，主要由電壓并聯(lián)運行發(fā)電機間無功功率分配的關(guān)系，主要由電壓 調(diào)節(jié)特性曲線決定。也就是說，同步發(fā)電機間無功功率調(diào)節(jié)特性曲線決定。也就是說，同步發(fā)電機間無功功率 的自動分配，實際是通過自動電壓調(diào)整器自動調(diào)整勵磁的自動分配，實際是通過自動電壓調(diào)整器自動調(diào)整勵磁 電流，以調(diào)整發(fā)電機端電壓的辦法來實現(xiàn)的。電流，以調(diào)整發(fā)電機端電壓的辦法來實現(xiàn)的。 因此，自動

21、電壓調(diào)整器不僅擔(dān)負(fù)著自動調(diào)整電壓的任因此，自動電壓調(diào)整器不僅擔(dān)負(fù)著自動調(diào)整電壓的任務(wù)，還擔(dān)負(fù)著自動調(diào)整分配無功功率的任務(wù)。務(wù)，還擔(dān)負(fù)著自動調(diào)整分配無功功率的任務(wù)。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系無功功率自動分配無功功率自動分配 無功分配不均無功分配不均危害危害：銅損增加、效率下降、：銅損增加、效率下降、并聯(lián)穩(wěn)定性下降（一臺易過載保護(hù)，從而都并聯(lián)穩(wěn)定性下降（一臺易過載保護(hù)，從而都跳閘）。跳閘）。 規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定：當(dāng)負(fù)載在總額定功率：當(dāng)負(fù)載在總額定功率20100%范圍變化時，應(yīng)能穩(wěn)定運行。范圍變化時，應(yīng)能穩(wěn)定運行。功率功率分配誤差分配誤差應(yīng)符合

22、：實際承擔(dān)無功功率與應(yīng)符合：實際承擔(dān)無功功率與按額定功率分配比例的計算值之差，應(yīng)不超按額定功率分配比例的計算值之差，應(yīng)不超過最大發(fā)電機額定無功功率的過最大發(fā)電機額定無功功率的10%。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系判斷兩機之間的無功功率分配是否均勻，可以采用判斷兩機之間的無功功率分配是否均勻，可以采用以下兩種方法：以下兩種方法：（1）機組并聯(lián)運行，兩臺發(fā)電機功率表（有功）指）機組并聯(lián)運行，兩臺發(fā)電機功率表（有功）指示基本相同而電流表指示相差太大時，說明無功分示基本相同而電流表指示相差太大時，說明無功分配裝置存在故障；配裝置存在故障；（2）機組

23、并聯(lián)運行，兩臺發(fā)電機功率表（有功）指）機組并聯(lián)運行，兩臺發(fā)電機功率表（有功）指示基本相同而功率因數(shù)表示基本相同而功率因數(shù)表(cos表表)指示相差較大時指示相差較大時, 說明無功分配裝置存在故障。說明無功分配裝置存在故障。在發(fā)電機并聯(lián)運行時，其無功功率的分配是由自動在發(fā)電機并聯(lián)運行時，其無功功率的分配是由自動電壓調(diào)整器來自動完成的。但是如果電器元件出現(xiàn)電壓調(diào)整器來自動完成的。但是如果電器元件出現(xiàn)故障，也會使無功分配裝置出現(xiàn)故障。故障，也會使無功分配裝置出現(xiàn)故障。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（二）頻率與有功功率的自動調(diào)節(jié)（二）頻率與有功功率的

24、自動調(diào)節(jié)60pnf FFTPPP電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其影響電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其影響電網(wǎng)頻率與發(fā)電機組轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系式：電網(wǎng)頻率與發(fā)電機組轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系式：設(shè)原動機輸出功率為設(shè)原動機輸出功率為P PT T ，發(fā)電機負(fù)荷功率為，發(fā)電機負(fù)荷功率為P PF F，忽略內(nèi)部損耗。當(dāng)，忽略內(nèi)部損耗。當(dāng)P PT T= =P P時輸入與輸出功率平衡，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（即頻率）不變。如果系統(tǒng)中時輸入與輸出功率平衡，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（即頻率）不變。如果系統(tǒng)中的負(fù)荷突然變化使發(fā)電機輸出功率增加的負(fù)荷突然變化使發(fā)電機輸出功率增加P PF F，而由于機械慣性，原動，而由于機械慣性，原動機的輸入功率還來不及變化，這時，機的輸入功

25、率還來不及變化，這時，為了保持功率平衡，機組把轉(zhuǎn)子的一部分動能轉(zhuǎn)換成電功率，使機為了保持功率平衡，機組把轉(zhuǎn)子的一部分動能轉(zhuǎn)換成電功率，使機組轉(zhuǎn)速降低，系統(tǒng)頻率下降?？梢娤到y(tǒng)頻率的變化，是由于發(fā)電機組轉(zhuǎn)速降低，系統(tǒng)頻率下降?？梢娤到y(tǒng)頻率的變化，是由于發(fā)電機的負(fù)荷功率與原動機輸出功率之間失去平衡所致。的負(fù)荷功率與原動機輸出功率之間失去平衡所致。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系白熾燈、電熱器、整白熾燈、電熱器、整流器流器壓縮機、機床等壓縮機、機床等通風(fēng)機、各種泵等通風(fēng)機、各種泵等P PL L=F(f)=F(f)P P與與f f無直無直接關(guān)系接關(guān)系

26、 P P與與f f成成正比正比 P P與與f f的的三次方成三次方成正比正比采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系)( fFPL電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的負(fù)荷功率也隨之改變，即當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的負(fù)荷功率也隨之改變，即在電力系統(tǒng)中功率平衡被破壞引起頻率變化時，負(fù)載吸收功在電力系統(tǒng)中功率平衡被破壞引起頻率變化時，負(fù)載吸收功率的變化起著補償?shù)淖饔?，使系統(tǒng)能在另一個頻率值下得到率的變化起著補償?shù)淖饔?，使系統(tǒng)能在另一個頻率值下得到新的平衡，這種現(xiàn)象稱為電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。新的平衡，這種現(xiàn)象稱為電力系

27、統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，對于限制系統(tǒng)頻率變化是有利的，但只依靠負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，對于限制系統(tǒng)頻率變化是有利的，但只依靠這個效應(yīng)，頻率的變化將是很大的。這個效應(yīng)，頻率的變化將是很大的。為了保證系統(tǒng)的頻率變?yōu)榱吮ＷC系統(tǒng)的頻率變化在一定的允許范圍內(nèi)，發(fā)電機組必需配置調(diào)速器?；谝欢ǖ脑试S范圍內(nèi)，發(fā)電機組必需配置調(diào)速器。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系鋼質(zhì)海船入級規(guī)范鋼質(zhì)海船入級規(guī)范o 對頻率（轉(zhuǎn)速）和有功功率的分配要求：對頻率（轉(zhuǎn)速）和有功功率的分配要求： 帶動發(fā)電機的柴油機須裝有調(diào)速器。當(dāng)加上或卸去最帶動發(fā)電機的柴油機須裝有調(diào)速器。當(dāng)加上或卸

28、去最大梯級負(fù)荷時，電網(wǎng)的瞬時頻率變化率應(yīng)不大于額定頻大梯級負(fù)荷時，電網(wǎng)的瞬時頻率變化率應(yīng)不大于額定頻率的率的10%，恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的時間不超過，恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的時間不超過5s。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系電力系統(tǒng)要求頻率能維持在一定范圍之內(nèi)，因此調(diào)速器應(yīng)電力系統(tǒng)要求頻率能維持在一定范圍之內(nèi)，因此調(diào)速器應(yīng)是一種是一種“定速調(diào)速器定速調(diào)速器”。即通過調(diào)速器調(diào)節(jié)維持原動機轉(zhuǎn)。即通過調(diào)速器調(diào)節(jié)維持原動機轉(zhuǎn)速不變。調(diào)速器種類有機械式、液壓式和電子式等。但無速不變。調(diào)速器種類有機械式、液壓式和電子式等。但無論哪種型式，其工作原理都是測出偏差后，根據(jù)偏差的大論

29、哪種型式，其工作原理都是測出偏差后，根據(jù)偏差的大小和極性去調(diào)節(jié)原動機，使原動機在負(fù)載從零到額定值范小和極性去調(diào)節(jié)原動機，使原動機在負(fù)載從零到額定值范圍內(nèi)變化時，維持轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)。圍內(nèi)變化時，維持轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)。調(diào)速器及其調(diào)速特性調(diào)速器及其調(diào)速特性采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和動作原理調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和動作原理 圖圖 15-115-1離心式調(diào)速器示意圖離心式調(diào)速器示意圖1 1 傳動軸傳動軸; 2 ; 2 軸軸; 3 ; 3 飛鐵飛鐵; 4 ; 4 撥爪撥爪;5 ;5 滑滑套筒套筒; 6 ; 6 彈簧彈簧; 7 ; 7 杠桿

30、杠桿; 8 ; 8 拉桿拉桿;9 ;9 渦輪渦輪渦桿渦桿; 10 ; 10 伺服電動機伺服電動機; 11 ; 11 油門控制機構(gòu)油門控制機構(gòu)采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（1 1）調(diào)速器的特性）調(diào)速器的特性圖圖1-2-6 1-2-6 靜態(tài)調(diào)速特性靜態(tài)調(diào)速特性圖圖15-3 15-3 動態(tài)調(diào)速特性動態(tài)調(diào)速特性圖圖15-4 15-4 調(diào)速器的不靈敏區(qū)調(diào)速器的不靈敏區(qū)采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖1-2-7 1-2-7 有差特性調(diào)速器單機運行時頻率的調(diào)節(jié)過程有差特性調(diào)速器單機運行時頻率的調(diào)節(jié)

31、過程單機運行時頻率的調(diào)整單機運行時頻率的調(diào)整采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)速特性調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)速特性概念：概念：機組轉(zhuǎn)速機組轉(zhuǎn)速n或頻或頻率（率（f）與有功功率）與有功功率P之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。調(diào)差系數(shù)：調(diào)差系數(shù)： K=-f/ PK=-f/ P負(fù)號負(fù)號表示兩者變化相表示兩者變化相反反采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系原動機的動態(tài)特性原動機的動態(tài)特性 瞬時調(diào)速率瞬時調(diào)速率J JJ=nJ=n2 2-n-n1 1/n/nN N100%100%船舶要求：船舶要求：J J10%。 轉(zhuǎn)

32、速恢復(fù)到穩(wěn)定值所轉(zhuǎn)速恢復(fù)到穩(wěn)定值所需時間需時間T要求：要求：T T 5s5s。調(diào)速特性的失靈區(qū)調(diào)速特性的失靈區(qū) 調(diào)速器本身機構(gòu)間隙調(diào)速器本身機構(gòu)間隙引起，控制在合理范引起，控制在合理范圍內(nèi)。圍內(nèi)。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（2）發(fā)電機并聯(lián)運行的有功功率分配）發(fā)電機并聯(lián)運行的有功功率分配圖圖 1-2-8 1-2-8 不同調(diào)速特性發(fā)電機的并聯(lián)運行不同調(diào)速特性發(fā)電機的并聯(lián)運行采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系有功功率分配有功功率分配有差特性：有差特性： 并聯(lián)運行時能隨電網(wǎng)負(fù)荷變化并聯(lián)運行時能隨

33、電網(wǎng)負(fù)荷變化自動穩(wěn)定分自動穩(wěn)定分配有功功率配有功功率無差特性：無差特性：不能并聯(lián)運行，不能并聯(lián)運行， 從無差特性可從無差特性可以看出，若兩條都為無差特性，則以看出，若兩條都為無差特性，則無穩(wěn)定工無穩(wěn)定工作點作點。一臺有差另一臺無差：一臺有差另一臺無差：負(fù)荷變化時，有差承負(fù)荷變化時，有差承受的負(fù)荷不變，所有受的負(fù)荷不變，所有負(fù)荷變化都由無差承擔(dān)負(fù)荷變化都由無差承擔(dān)采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系理想的特性曲線理想的特性曲線 要使兩機之間的功率能夠按容量成比例分配，只有要使兩機之間的功率能夠按容量成比例分配，只有兩特性曲線的斜率一致。兩特性曲線的

34、斜率一致。 實際總是存在差別。實際總是存在差別。 要求：要求：特性曲線特性曲線的的下降率下降率應(yīng)在應(yīng)在3%左右，不超過左右，不超過5%，以保證有功功率分配偏差在以保證有功功率分配偏差在10%以內(nèi)。以內(nèi)。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系有功功率的轉(zhuǎn)移操作有功功率的轉(zhuǎn)移操作 圖圖15-8 15-8 負(fù)荷轉(zhuǎn)移圖負(fù)荷轉(zhuǎn)移圖采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（3）自動調(diào)頻調(diào)載裝置）自動調(diào)頻調(diào)載裝置自動調(diào)頻調(diào)載裝置的基本功能自動調(diào)頻調(diào)載裝置的基本功能能自動維持電力系統(tǒng)頻率為額定值；能按參與并聯(lián)能自動維持電

35、力系統(tǒng)頻率為額定值；能按參與并聯(lián)運行各發(fā)電機組的容量以既定比例或其他既定自動運行各發(fā)電機組的容量以既定比例或其他既定自動方式控制負(fù)荷分配；接到方式控制負(fù)荷分配；接到“解列解列”指令時，能自動指令時，能自動控制負(fù)荷轉(zhuǎn)移，待其負(fù)荷接近零時，使其發(fā)電機的控制負(fù)荷轉(zhuǎn)移，待其負(fù)荷接近零時，使其發(fā)電機的斷路器自動分閘。斷路器自動分閘。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（3）自動調(diào)頻調(diào)載裝置）自動調(diào)頻調(diào)載裝置自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理調(diào)整原動機轉(zhuǎn)速及機組的負(fù)荷，需要根據(jù)轉(zhuǎn)速（頻調(diào)整原動機轉(zhuǎn)速及機組的負(fù)荷，需要根據(jù)轉(zhuǎn)速（頻率）和負(fù)載（功率）的

36、信號來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。盡管目前率）和負(fù)載（功率）的信號來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。盡管目前自動調(diào)頻調(diào)載裝置的品種很多，并且還在不斷的更自動調(diào)頻調(diào)載裝置的品種很多，并且還在不斷的更新?lián)Q代，但新?lián)Q代，但基本環(huán)節(jié)都是由頻率變換器、有功功率基本環(huán)節(jié)都是由頻率變換器、有功功率變換器、有功功率分配器和調(diào)整器等組成。變換器、有功功率分配器和調(diào)整器等組成。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系a a頻率變換器頻率變換器它用來檢測電網(wǎng)的實際頻率它用來檢測電網(wǎng)的實際頻率f， 并將測量值并將測量值f與額定頻率與額定頻率fe進(jìn)行比較得出偏差進(jìn)行比較得出偏差f ，頻率變換器將頻率變換器將f變換為

37、相應(yīng)的與頻變換為相應(yīng)的與頻差成正比的直流電壓信號，送到調(diào)整系統(tǒng)去進(jìn)行綜合比較。差成正比的直流電壓信號，送到調(diào)整系統(tǒng)去進(jìn)行綜合比較。每一套自動調(diào)頻調(diào)載裝置只需設(shè)置一個頻率變換器每一套自動調(diào)頻調(diào)載裝置只需設(shè)置一個頻率變換器。圖。圖15-915-9為頻率變換器及其特性。為頻率變換器及其特性。efffb b有功功率變換器有功功率變換器 它用來測量每一臺發(fā)電機輸出的有功功率它用來測量每一臺發(fā)電機輸出的有功功率P P，并將它轉(zhuǎn)換，并將它轉(zhuǎn)換成與之線性相關(guān)的直流電壓成與之線性相關(guān)的直流電壓UpUp。每臺發(fā)電機都需要一個每臺發(fā)電機都需要一個功率變換器功率變換器。 圖圖15-11 15-11 采用計算機控制的船

38、舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖 15-9 15-9 頻率變換器及其特性頻率變換器及其特性采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖15-11 15-11 功率變換器及其特性功率變換器及其特性采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系c c有功功率分配器有功功率分配器 有功功率分配器是一種有功分配運算電路有功功率分配器是一種有功分配運算電路，為實現(xiàn)按，為實現(xiàn)按比例或均勻分配有功功率而設(shè)置的。運算環(huán)節(jié)主要由比比例或均勻分配有功功率而設(shè)置的。運算環(huán)節(jié)主要由比較放大器和加法器

39、組成，它的作用是根據(jù)電網(wǎng)總的功率，較放大器和加法器組成，它的作用是根據(jù)電網(wǎng)總的功率，計算每臺發(fā)電機應(yīng)承擔(dān)功率以及各臺發(fā)電機實際承擔(dān)的計算每臺發(fā)電機應(yīng)承擔(dān)功率以及各臺發(fā)電機實際承擔(dān)的功率值與平均值之差。功率值與平均值之差。d d調(diào)整器調(diào)整器 每臺發(fā)電機組需配置一個調(diào)整器每臺發(fā)電機組需配置一個調(diào)整器。圖圖15-1315-13 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系調(diào)整器調(diào)整器功能：功能：根據(jù)運算環(huán)節(jié)送來的根據(jù)運算環(huán)節(jié)送來的頻差和功率差頻差和功率差控制發(fā)電機調(diào)速控制發(fā)電機調(diào)速器馬達(dá)。具體：器馬達(dá)。具體：1.能判斷并決定調(diào)速方向；能判斷并決定調(diào)速方向；2.

40、適當(dāng)延適當(dāng)延時避開動態(tài)過程；時避開動態(tài)過程；3.有一定的不靈敏區(qū)。有一定的不靈敏區(qū)。 圖圖 15-13 調(diào)整器方框圖調(diào)整器方框圖采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系自動調(diào)頻調(diào)載方法自動調(diào)頻調(diào)載方法a a有差調(diào)節(jié)法有差調(diào)節(jié)法 有差調(diào)節(jié)法，如上節(jié)所述，是僅依賴有差調(diào)速特性有差調(diào)節(jié)法，如上節(jié)所述，是僅依賴有差調(diào)速特性的調(diào)速器來穩(wěn)定電網(wǎng)的頻率和有功負(fù)荷分配的方法。的調(diào)速器來穩(wěn)定電網(wǎng)的頻率和有功負(fù)荷分配的方法。這種方法沒有外加的再調(diào)節(jié)，因此不能保持頻率恒這種方法沒有外加的再調(diào)節(jié)，因此不能保持頻率恒定，有功負(fù)荷分配通常也不均勻。定，有功負(fù)荷分配通常也不均勻。

41、b b虛有差法虛有差法系統(tǒng)能自動再次調(diào)節(jié)使頻率保持恒定。系統(tǒng)能自動再次調(diào)節(jié)使頻率保持恒定。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系c c主調(diào)發(fā)電機法主調(diào)發(fā)電機法主調(diào)發(fā)電機法，是指在并聯(lián)運行的發(fā)電機組中有一臺主調(diào)發(fā)電機法，是指在并聯(lián)運行的發(fā)電機組中有一臺機組上裝有調(diào)頻器，作為機組上裝有調(diào)頻器，作為主調(diào)發(fā)電機主調(diào)發(fā)電機，其任務(wù)是當(dāng)負(fù)，其任務(wù)是當(dāng)負(fù)荷變化而引起電網(wǎng)頻率出現(xiàn)頻差時，由它再次調(diào)節(jié)改荷變化而引起電網(wǎng)頻率出現(xiàn)頻差時，由它再次調(diào)節(jié)改變油門，維持電網(wǎng)的頻率為額定值，并承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷變油門，維持電網(wǎng)的頻率為額定值，并承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷的變化量。而其余的發(fā)電機則總

42、是保持運行于接近額的變化量。而其余的發(fā)電機則總是保持運行于接近額定值，稱為定值，稱為基載發(fā)電機基載發(fā)電機。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（三）交流發(fā)電機的自動并車控制（三）交流發(fā)電機的自動并車控制 對并車操作的基本要求：一是并車過程中沖擊電流不能對并車操作的基本要求：一是并車過程中沖擊電流不能超過允許值；二是發(fā)電機投入電網(wǎng)后能迅速拉入同步。超過允許值；二是發(fā)電機投入電網(wǎng)后能迅速拉入同步。1、 準(zhǔn)同步并車方式是目前船舶上普遍采用的一種并車方法。準(zhǔn)同步并車方式是目前船舶上普遍采用的一種并車方法。為了使并聯(lián)運行的交流同步發(fā)電機保持穩(wěn)定地工作，每

43、臺為了使并聯(lián)運行的交流同步發(fā)電機保持穩(wěn)定地工作，每臺并聯(lián)運行的發(fā)電機必須滿足如下并聯(lián)運行的發(fā)電機必須滿足如下4 4個條件：個條件：（1 1）待并機組的相序與運行機組（或電網(wǎng)）的相序一致；）待并機組的相序與運行機組（或電網(wǎng)）的相序一致；（2 2）待并機組的電壓與運行機組（或電網(wǎng)）的電壓大小相等；）待并機組的電壓與運行機組（或電網(wǎng)）的電壓大小相等；（3 3）待并機組電壓的初相位與運行機組（或電網(wǎng)）電壓的相位相同；）待并機組電壓的初相位與運行機組（或電網(wǎng)）電壓的相位相同；（4 4）待并機組電壓的頻率與運行機組（或電網(wǎng)）電壓的頻率大小相等。）待并機組電壓的頻率與運行機組（或電網(wǎng)）電壓的頻率大小相等。采

44、用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系條件一：一般并車操作時，條件一：一般并車操作時，電壓差不得超過額定電壓的電壓差不得超過額定電壓的10%。條件二：為了減少沖擊電流，條件二：為了減少沖擊電流，一般并車操作時要求相位一般并車操作時要求相位差小于差小于15。條件三：通常在并車操作時要求條件三：通常在并車操作時要求頻差小于頻差小于0.5Hz，通常，通常以以0.25Hz最好。最好。 實際并車時，除相序外，其他條件不可能做到完全一實際并車時，除相序外，其他條件不可能做到完全一致，而且必須有一定的頻差才能快速投入并聯(lián)運行。下致，而且必須有一定的頻差才能快速投入

45、并聯(lián)運行。下面來分析這面來分析這3 3個并車條件。圖中個并車條件。圖中G1G1為已在電網(wǎng)運行發(fā)電為已在電網(wǎng)運行發(fā)電機，機，G2G2為待并發(fā)電機。為待并發(fā)電機。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系船舶同步發(fā)電機手動并聯(lián)運行分析船舶同步發(fā)電機手動并聯(lián)運行分析 手動并車操作關(guān)鍵要檢測和調(diào)整待并機的頻率和初手動并車操作關(guān)鍵要檢測和調(diào)整待并機的頻率和初相位，使之滿足準(zhǔn)同步并車要求。相位，使之滿足準(zhǔn)同步并車要求。 一般通過一般通過“調(diào)速開關(guān)調(diào)速開關(guān)”來調(diào)節(jié)原動機轉(zhuǎn)速，使待來調(diào)節(jié)原動機轉(zhuǎn)速，使待并機的頻率接近運行機的頻率。然后進(jìn)一步檢測待并并機的頻率接近運行

46、機的頻率。然后進(jìn)一步檢測待并機與原工作機組的頻率差是否小于機與原工作機組的頻率差是否小于0.5Hz0.5Hz，初相位是否，初相位是否一致。檢測這兩個并車條件的方法有同步指示燈和整一致。檢測這兩個并車條件的方法有同步指示燈和整步表法步表法。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（1 1）燈光旋轉(zhuǎn)法）燈光旋轉(zhuǎn)法 如圖如圖13-513-5（2 2）燈光明暗法（燈光熄滅法）燈光明暗法（燈光熄滅法） 如圖如圖13-513-5同步指示燈法同步指示燈法 按照同步指示燈的連接方式分為有燈光明暗法和燈光按照同步指示燈的連接方式分為有燈光明暗法和燈光旋轉(zhuǎn)法兩種。旋轉(zhuǎn)法

47、兩種。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（a) 電路示意圖電路示意圖 （b） 相量圖相量圖圖圖13-5 燈光旋轉(zhuǎn)法燈光旋轉(zhuǎn)法采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系同步表法同步表法 同步表法是用來指示待并機與電網(wǎng)的電壓相位差，頻同步表法是用來指示待并機與電網(wǎng)的電壓相位差，頻率差及其方向的儀表。目前同步表有電磁式和數(shù)字式種。率差及其方向的儀表。目前同步表有電磁式和數(shù)字式種。 電磁式同步表根據(jù)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的方式，有兩線圈電磁式同步表根據(jù)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的方式，有兩線圈交叉成交叉成9090，兩線圈交叉，兩線圈交

48、叉6060和三線圈式等，和三線圈式等，圖圖13-613-6所所示為三線圈式同步表原理圖。示為三線圈式同步表原理圖。圖圖13-713-7是船舶電站是船舶電站3 3臺發(fā)電機同步表接線圖。臺發(fā)電機同步表接線圖。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖13-6 同步表接線原理圖同步表接線原理圖采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系2 2、 自動并車必需的環(huán)節(jié)及組成的框圖自動并車必需的環(huán)節(jié)及組成的框圖 自動并車裝置自動完成手動并車操作的全過程，它由自動并車裝置自動完成手動并車操作的全過程，它由頻率預(yù)調(diào)，并車條件

49、監(jiān)視和提前時間或提前相角捕獲頻率預(yù)調(diào)，并車條件監(jiān)視和提前時間或提前相角捕獲電路等組成，電路等組成，圖圖13-813-8是其原理框圖。它可分為兩大部是其原理框圖。它可分為兩大部分：一部分為頻率預(yù)調(diào)，一部分為合閘控制。分：一部分為頻率預(yù)調(diào)，一部分為合閘控制。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（1）自動并車裝置的基本功能）自動并車裝置的基本功能o 圖圖13-8 13-8 模擬式自動并車裝置模擬式自動并車裝置原理模框圖原理?？驁D采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（1）自動并車裝置的基本功能）自動并車裝置

50、的基本功能o檢測頻差、相位差和電壓差，當(dāng)任一條件不檢測頻差、相位差和電壓差，當(dāng)任一條件不符合并車要求時，實現(xiàn)閉鎖，不允許發(fā)出合閘符合并車要求時，實現(xiàn)閉鎖，不允許發(fā)出合閘指令。指令。o檢測待并機和電網(wǎng)之間檢測待并機和電網(wǎng)之間頻差大小和符號頻差大小和符號（即（即方向），并向待并機發(fā)出相應(yīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號，方向），并向待并機發(fā)出相應(yīng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號，減小頻差，創(chuàng)造合閘條件。減小頻差，創(chuàng)造合閘條件。o當(dāng)當(dāng)頻差、電壓差在允許范圍內(nèi)時，要計及發(fā)頻差、電壓差在允許范圍內(nèi)時，要計及發(fā)電機的電機的ACB固有動作時間，提前發(fā)出合閘指令，固有動作時間，提前發(fā)出合閘指令，實現(xiàn)自動準(zhǔn)同步并車操作。實現(xiàn)自動準(zhǔn)同步并車操作。采用計

51、算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（2）自動并車裝置的基本環(huán)節(jié)與組成）自動并車裝置的基本環(huán)節(jié)與組成頻差脈動電壓形成環(huán)節(jié)頻差脈動電壓形成環(huán)節(jié)頻差方向鑒別及調(diào)速脈沖控制電路頻差方向鑒別及調(diào)速脈沖控制電路獲取恒定超前相角或超前時間信號的環(huán)節(jié)獲取恒定超前相角或超前時間信號的環(huán)節(jié)允許合閘頻差檢測環(huán)節(jié)允許合閘頻差檢測環(huán)節(jié)允許電壓差檢測環(huán)節(jié)允許電壓差檢測環(huán)節(jié)合閘合閘“與與”門環(huán)節(jié)門環(huán)節(jié)采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（3）自動并車裝置的附加功能）自動并車裝置的附加功能o 單機投入單機投入 在電網(wǎng)無電壓和（或）所有

52、發(fā)電機在電網(wǎng)無電壓和（或）所有發(fā)電機ACB都斷開的情況都斷開的情況下，直接發(fā)出合閘指令下，直接發(fā)出合閘指令。o 允許同步操作時限允許同步操作時限 自動裝置投入工作后，在允許的時間內(nèi)如果自動裝置投入工作后，在允許的時間內(nèi)如果ACB不能不能合閘，則自動退出工作，發(fā)出報警召喚值班人員處理。合閘，則自動退出工作，發(fā)出報警召喚值班人員處理。這段時限一般可整定在這段時限一般可整定在60s左右。左右。o 電壓差超限報警電壓差超限報警 一般可整定在一般可整定在10%左右。左右。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（四）（四） 船舶發(fā)電機組的自動控制船舶發(fā)電機組的

53、自動控制船舶輔柴油機可以有電動啟動和壓縮空氣啟動兩種方式。船舶輔柴油機可以有電動啟動和壓縮空氣啟動兩種方式。電動啟動一般用于應(yīng)急發(fā)電機的原動機，主發(fā)電機組一般電動啟動一般用于應(yīng)急發(fā)電機的原動機，主發(fā)電機組一般采用壓縮空氣啟動。采用壓縮空氣啟動。 1、備用機組的自動啟動、備用機組的自動啟動可為備用的條件可為備用的條件：燃油、壓縮空氣備好；預(yù)熱和預(yù)潤滑；：燃油、壓縮空氣備好；預(yù)熱和預(yù)潤滑；無阻塞；自動模式。無阻塞；自動模式。 （1 1） 啟動前的預(yù)潤滑啟動前的預(yù)潤滑自動控制預(yù)潤滑有周期性自動預(yù)潤滑、非周期性預(yù)潤滑自動控制預(yù)潤滑有周期性自動預(yù)潤滑、非周期性預(yù)潤滑和一次性注入式預(yù)潤滑等方式。和一次性注

54、入式預(yù)潤滑等方式。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系 啟動時燃油的控制啟動時燃油的控制柴油機的噴油量是有調(diào)速器和控制手柄控制的。啟動柴油機的噴油量是有調(diào)速器和控制手柄控制的。啟動時，調(diào)速器尚未正常工作，這時的燃油量可用手柄來時，調(diào)速器尚未正常工作，這時的燃油量可用手柄來限制。限制。 （2 2） 暖機暖機在自動電站中，通常是將各臺柴油機的冷卻淡水管系連在自動電站中，通常是將各臺柴油機的冷卻淡水管系連成一個整體，運行機組的冷卻水（約成一個整體，運行機組的冷卻水（約6565）也循環(huán)于備）也循環(huán)于備用機的冷卻系統(tǒng)中，使備用機組處于預(yù)熱狀況，當(dāng)備用用機的

55、冷卻系統(tǒng)中，使備用機組處于預(yù)熱狀況，當(dāng)備用機組啟動成功后，可以較快地加速（甚至無需暖缸）直機組啟動成功后，可以較快地加速（甚至無需暖缸）直到額定轉(zhuǎn)速運行。到額定轉(zhuǎn)速運行。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系（3）柴油發(fā)電機組自動啟動和停機控制應(yīng)包括以下功能：）柴油發(fā)電機組自動啟動和停機控制應(yīng)包括以下功能： 應(yīng)有應(yīng)有“自動自動”、“機旁機旁”、“遙控遙控”操作方式的轉(zhuǎn)換并能滿操作方式的轉(zhuǎn)換并能滿足足“機旁機旁”優(yōu)先于優(yōu)先于“遙控遙控”，“遙控遙控”優(yōu)先于優(yōu)先于“自動自動”。 對自動啟動的各種準(zhǔn)備工作設(shè)置邏輯判斷和監(jiān)視。對自動啟動的各種準(zhǔn)備工作設(shè)置邏

56、輯判斷和監(jiān)視。 接到啟動指令時能自動啟動柴油機。當(dāng)轉(zhuǎn)速和滑油接到啟動指令時能自動啟動柴油機。當(dāng)轉(zhuǎn)速和滑油壓力達(dá)到規(guī)定值時，能發(fā)出啟動成功信號。壓力達(dá)到規(guī)定值時，能發(fā)出啟動成功信號。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系 一個啟動指令，可以允許三次啟動，若三次失敗，應(yīng)給一個啟動指令，可以允許三次啟動，若三次失敗，應(yīng)給出啟動失敗信號，并向總體邏輯控制單元匯報出啟動失敗信號，并向總體邏輯控制單元匯報“啟動失敗啟動失敗”，以便由以便由“總體總體”判斷采取其他措施。判斷采取其他措施。 適當(dāng)控制啟動時的給油量；柴油機發(fā)火后，應(yīng)切斷啟動適當(dāng)控制啟動時的給油量；柴

57、油機發(fā)火后，應(yīng)切斷啟動動力源。動力源。 “中速運行中速運行”和和“加速加速”控制?？刂?。 當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定值的當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定值的90%90%時，即可認(rèn)為整個啟動加速時，即可認(rèn)為整個啟動加速程序完成了，應(yīng)自動切斷本機的預(yù)潤滑系統(tǒng)，并經(jīng)適當(dāng)延時程序完成了，應(yīng)自動切斷本機的預(yù)潤滑系統(tǒng)，并經(jīng)適當(dāng)延時（約幾十秒）以后，接入對本機的滑油壓力監(jiān)視。（約幾十秒）以后，接入對本機的滑油壓力監(jiān)視。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系 具有超速保護(hù)，當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速超過額定值具有超速保護(hù)，當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速超過額定值15%15%時，延時時，延時2 23s3s停機，同時發(fā)出報

58、警信號，禁止柴油機再次啟動。停機，同時發(fā)出報警信號，禁止柴油機再次啟動。 （9 9）如果因為柴油機本身的故障（啟動失敗、滑油壓力）如果因為柴油機本身的故障（啟動失敗、滑油壓力低、冷卻水高溫、排煙溫度高、超速等）而導(dǎo)致停機時，低、冷卻水高溫、排煙溫度高、超速等）而導(dǎo)致停機時，應(yīng)發(fā)出應(yīng)發(fā)出“阻塞阻塞”信號，使該機的自動啟動控制程序阻塞，信號，使該機的自動啟動控制程序阻塞，并發(fā)出聲光報警。并發(fā)出聲光報警。 （1010）自動啟動、停機控制器，最好具備）自動啟動、停機控制器，最好具備“模擬實驗?zāi)M實驗”的的功能，使運行管理人員能在不影響柴油機原始狀態(tài)下，校功能，使運行管理人員能在不影響柴油機原始狀態(tài)下，

59、校核控制器的工作是否正常。通常用組合開關(guān)和指示燈來實核控制器的工作是否正常。通常用組合開關(guān)和指示燈來實現(xiàn)?，F(xiàn)。柴油機發(fā)電機組的自動啟動程序，可以用方框柴油機發(fā)電機組的自動啟動程序，可以用方框 圖圖1-2-10表示。表示。 采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技術(shù)系圖圖1-2-101-2-10自動啟動程序框圖自動啟動程序框圖起動指令準(zhǔn)備情況三次起動點火轉(zhuǎn)速檢測起動油量加速中速暖缸暖缸機時再升速運行轉(zhuǎn)速起動成功轉(zhuǎn)速反饋N指令下傳計時起動失敗向總體匯報油壓監(jiān)視計時報警、阻塞加速計時采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程

60、技術(shù)系（4）備用機組啟動條件）備用機組啟動條件o 當(dāng)出現(xiàn)下述任一條件時，自動控制系統(tǒng)就應(yīng)發(fā)出當(dāng)出現(xiàn)下述任一條件時，自動控制系統(tǒng)就應(yīng)發(fā)出“增增機機”指令，啟動備用機組：指令，啟動備用機組： 經(jīng)延時判斷，運行機重載；經(jīng)延時判斷，運行機重載； 運行機運行機L.OL.O壓力低；壓力低； 運行機運行機C.W temp C.W temp 高；高； 電網(wǎng)突然斷電；電網(wǎng)突然斷電； 經(jīng)重載詢問，儲備容量不夠；經(jīng)重載詢問，儲備容量不夠； 正要啟動的機組阻塞；正要啟動的機組阻塞； 備用機組啟動失敗或合閘失敗。備用機組啟動失敗或合閘失敗。采用計算機控制的船舶電站系統(tǒng) 2021-10-26課 件輪機工程技術(shù)系輪機工程技