第13章同步發(fā)電機(jī)的并車運(yùn)行

1、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室第第13章章 同步發(fā)電機(jī)的并車運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的并車運(yùn)行13.1 并車的條件及分析并車的條件及分析12.2 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室討論了同步發(fā)電機(jī)機(jī)準(zhǔn)同步并車的討論了同步發(fā)電機(jī)機(jī)準(zhǔn)同步并車的三大條件：三大條件：電壓相等、頻率相等、相位相同。電壓相等、頻率相等、相位相同。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室4.待并發(fā)電機(jī)的電壓相位待并發(fā)電機(jī)的電壓相位(或初

2、相位或初相位)與電網(wǎng)電壓的相位一與電網(wǎng)電壓的相位一致。致。(2=1)并聯(lián)運(yùn)行的條件為：并聯(lián)運(yùn)行的條件為：1.待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)(或運(yùn)行機(jī)或運(yùn)行機(jī))電壓的相序一致；電壓的相序一致；2.待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓的有效值相同待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓的有效值相同;(U2=U1) 3.待并發(fā)電機(jī)的電壓頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相同待并發(fā)電機(jī)的電壓頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相同;(f2=f1)13.1 并車的條件及分析并車的條件及分析船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 20

3、22-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機(jī)電壓，即假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機(jī)電壓，即U1U2。在這種。在這種情況下投入情況下投入G2時(shí)，主開關(guān)時(shí)，主開關(guān)DW2兩端存在電壓差兩端存在電壓差 U。UUU.21頻率和初相位相同頻率和初相位相同,電壓有效值不相同電壓有效值不相同并車操作時(shí)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間并車操作時(shí)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間的電壓差不能超過(guò)額定電壓的的電壓差不能超過(guò)額定電壓的10。1) 頻率和初相位相同，電壓有效值不相同頻率和初相位相同，電壓有效值不相同IPH稱為平衡電流稱為平衡電流船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自

4、動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室兩發(fā)電機(jī)間仍存在電壓差兩發(fā)電機(jī)間仍存在電壓差 U。合閘后在兩機(jī)組之間產(chǎn)生環(huán)流。合閘后在兩機(jī)組之間產(chǎn)生環(huán)流。.2.1.UUUUU 22sin并車時(shí)要求相位差一并車時(shí)要求相位差一般應(yīng)在般應(yīng)在 15 之內(nèi)。之內(nèi)。2) 頻率和電壓相同，相位不相同頻率和電壓相同，相位不相同假設(shè)待并發(fā)電機(jī)電壓假設(shè)待并發(fā)電機(jī)電壓U1的相位超前于電網(wǎng)電壓的相位超前于電網(wǎng)電壓U2的角度為的角度為。頻率和電壓相同，相位不相同頻率和電壓相同，相位不相同船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室電壓和相位相同電壓和相位相同,頻率不相同頻率不相同

5、合閘瞬間兩臺(tái)發(fā)電機(jī)電壓和相位相同，只是頻率不同，合閘瞬間兩臺(tái)發(fā)電機(jī)電壓和相位相同，只是頻率不同，如果如果f2f1，則將超前，則將超前角。角。并車時(shí)一般要求并車時(shí)一般要求將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的頻差控制在頻差控制在 0.5Hz之內(nèi)。之內(nèi)。3) 并車時(shí)電壓和相位相同，但頻率不相同并車時(shí)電壓和相位相同，但頻率不相同船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室同步指示燈的連接方法分為明暗法和旋轉(zhuǎn)法同步指示燈的連接方法分為明暗法和旋轉(zhuǎn)法 并車時(shí)檢查和調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、初相位，并車時(shí)檢查和調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、初相位，在滿足并車的條件

6、時(shí)合閘，這種方法稱為準(zhǔn)同步并車。在滿足并車的條件時(shí)合閘，這種方法稱為準(zhǔn)同步并車。如果由手工完成這個(gè)過(guò)程，稱為手動(dòng)準(zhǔn)同步并車操作；如果由手工完成這個(gè)過(guò)程，稱為手動(dòng)準(zhǔn)同步并車操作；若由自動(dòng)裝置來(lái)完成，則稱為自動(dòng)并車操作。若由自動(dòng)裝置來(lái)完成，則稱為自動(dòng)并車操作。手動(dòng)準(zhǔn)同步并車通常采用燈光法和整步表法來(lái)檢測(cè)并車條件。手動(dòng)準(zhǔn)同步并車通常采用燈光法和整步表法來(lái)檢測(cè)并車條件。13.2.1 13.2.1 同步指示燈法同步指示燈法 12.2 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室合閘時(shí)刻合閘時(shí)刻: 使燈光向使燈光向“快快”（順時(shí)針）的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)調(diào)（順時(shí)

7、針）的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)調(diào)節(jié)到節(jié)到3 35 5秒旋轉(zhuǎn)一周后，當(dāng)指示燈秒旋轉(zhuǎn)一周后，當(dāng)指示燈L L1 1最暗而最暗而L L2 2、L L3 3同樣亮?xí)r同樣亮?xí)r。1) 1) 燈光旋轉(zhuǎn)法燈光旋轉(zhuǎn)法f f2 2f f1 1時(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)闀r(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)? L: L1 1L L2 2L L3 3 L L1 1f f2 2f f1 1時(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)闀r(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)? L: L1 1L L3 3L L2 2 L L1 1船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室合閘時(shí)刻：合閘時(shí)刻：當(dāng)燈泡當(dāng)燈泡3 35 5秒明暗一次時(shí)秒明暗一

8、次時(shí), ,約在接近燈暗區(qū)間約在接近燈暗區(qū)間的中心時(shí)。的中心時(shí)。2) 2) 燈光明暗法燈光明暗法( (燈光熄滅法燈光熄滅法 ) )燈泡明暗的快慢取決于頻差的大小燈泡明暗的快慢取決于頻差的大小, ,指示燈明暗一次所指示燈明暗一次所需的時(shí)間需的時(shí)間T TS S1/1/ f f稱為頻差周期。稱為頻差周期。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室同步表是一種用來(lái)檢測(cè)待同步表是一種用來(lái)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)（匯流排）并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)（匯流排）電壓的頻率和相位差大小電壓的頻率和相位差大小及其方向的儀表，又稱整及其方向的儀表，又稱整步表。步表。13.2.2

9、13.2.2 同步表法同步表法 指針旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)指針旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間為間為T TS S1/1/ f f。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室同步表按短時(shí)工作制設(shè)計(jì)，一般持續(xù)工作時(shí)間不大于同步表按短時(shí)工作制設(shè)計(jì)，一般持續(xù)工作時(shí)間不大于15min，間隔時(shí)間為，間隔時(shí)間為30min，所以，并車操作過(guò)程不宜，所以，并車操作過(guò)程不宜太長(zhǎng)，并車成功后應(yīng)及時(shí)切除。太長(zhǎng)，并車成功后應(yīng)及時(shí)切除。合閘的時(shí)刻合閘的時(shí)刻: 同步表向同步表向“快快”的方向的方向3 35 5秒旋轉(zhuǎn)一周，秒旋轉(zhuǎn)一周，在指針接近表盤的中點(diǎn)（同相位點(diǎn)）時(shí)合閘。在指針接近表盤

10、的中點(diǎn)（同相位點(diǎn)）時(shí)合閘。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室電抗器粗同步并車原理電抗器粗同步并車原理電流通常被限制在額定電流的電流通常被限制在額定電流的1.21.4倍。并車的條倍。并車的條件為：電壓差件為：電壓差 U10Un,頻差頻差 f （11.5）Hz,相相位差位差180 （一般應(yīng)小于（一般應(yīng)小于90 ）時(shí)合閘。）時(shí)合閘。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室13.3.1 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車原理自動(dòng)準(zhǔn)同步并車原理自動(dòng)并車不作為一個(gè)獨(dú)立裝置，而是自動(dòng)并車不作為一個(gè)獨(dú)立裝置，而是

11、PMSPMS的一個(gè)單元或一的一個(gè)單元或一部分。部分。大部分船舶電站都裝有大部分船舶電站都裝有PMSPMS船舶電站功率管理系統(tǒng)（船舶電站功率管理系統(tǒng)（PMS）（Power Management SystemPower Management System）船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室自動(dòng)并車裝置通?？煞譃閮纱蟛糠郑阂徊糠譃轭l率預(yù)調(diào)，自動(dòng)并車裝置通常可分為兩大部分：一部分為頻率預(yù)調(diào)，一部分為合閘控制。一部分為合閘控制。自動(dòng)并車裝置應(yīng)具有以下功能：自動(dòng)并車裝置應(yīng)具有以下功能：1.檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓之間的頻差和頻差符號(hào)，檢測(cè)待

12、并發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓之間的頻差和頻差符號(hào)，并根據(jù)頻差的大小和符號(hào)，向待并發(fā)電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的自動(dòng)整并根據(jù)頻差的大小和符號(hào)，向待并發(fā)電機(jī)發(fā)出相應(yīng)的自動(dòng)整步的加速或減速信號(hào)；步的加速或減速信號(hào)；2.檢測(cè)頻差、相位差和電壓差，當(dāng)滿足允許合閘條件時(shí)，適檢測(cè)頻差、相位差和電壓差，當(dāng)滿足允許合閘條件時(shí)，適時(shí)地發(fā)出合閘指令。時(shí)地發(fā)出合閘指令。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室(1) 頻差脈動(dòng)電壓頻差脈動(dòng)電壓2sin20SmSUU(2) 頻率預(yù)調(diào)頻率預(yù)調(diào)

13、(3) 合閘控制電路合閘控制電路合閘控制電路把電壓差允許鑒別的條件，頻差允許鑒別合閘控制電路把電壓差允許鑒別的條件，頻差允許鑒別條件與恒定提前時(shí)間捕獲脈沖通過(guò)一個(gè)合閘與門條件與恒定提前時(shí)間捕獲脈沖通過(guò)一個(gè)合閘與門, ,送出送出合閘控制信號(hào)，使主開關(guān)合閘操作。合閘控制信號(hào)，使主開關(guān)合閘操作。判別待并機(jī)頻率是高于還是低于判別待并機(jī)頻率是高于還是低于電網(wǎng)頻率，從而對(duì)待并機(jī)減速或電網(wǎng)頻率，從而對(duì)待并機(jī)減速或加速、調(diào)節(jié)頻差滿足并車要求。加速、調(diào)節(jié)頻差滿足并車要求。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪

14、機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室采用模塊式的船舶電站自動(dòng)整步器的實(shí)例采用模塊式的船舶電站自動(dòng)整步器的實(shí)例13.3.2 船舶電站自動(dòng)整步器船舶電站自動(dòng)整步器 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室船舶應(yīng)急電源可采用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組和應(yīng)急蓄電池組。船舶應(yīng)急電源可采用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組和應(yīng)急蓄電池組。鋼質(zhì)海船建造及入級(jí)規(guī)范鋼質(zhì)海船建造及入級(jí)規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：客船及客船及10001000總噸以上的貨船在一般情況下均應(yīng)設(shè)有應(yīng)急電源?？倗嵰陨系呢洿谝话闱闆r下均應(yīng)設(shè)有應(yīng)急電源。(1)(1)應(yīng)急電源應(yīng)急電源船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)組船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)組小應(yīng)急

15、電源小應(yīng)急電源( (蓄電池）的容量應(yīng)能保證連續(xù)供電蓄電池）的容量應(yīng)能保證連續(xù)供電3030分鐘。分鐘。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室一般位于防撞艙壁以后、艙壁甲板以上和機(jī)艙以外的艇甲一般位于防撞艙壁以后、艙壁甲板以上和機(jī)艙以外的艇甲板上。要求帶動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較好的獨(dú)立性板上。要求帶動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)應(yīng)具有較好的獨(dú)立性和機(jī)動(dòng)性。和機(jī)動(dòng)性。(2) (2) 應(yīng)急發(fā)電機(jī)組應(yīng)急發(fā)電機(jī)組船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-20課 件輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室輪機(jī)學(xué)院電氣及自動(dòng)化教研室 應(yīng)急發(fā)電機(jī)必須設(shè)有自動(dòng)起動(dòng)裝置，以保證在主電源應(yīng)急發(fā)電機(jī)必須設(shè)有自動(dòng)起動(dòng)裝置，以保證在主電源不能供電的情況下能自動(dòng)起動(dòng)，并自動(dòng)合閘向應(yīng)急電網(wǎng)不能供電的情況下能自動(dòng)起動(dòng)，并自動(dòng)合閘向應(yīng)急電網(wǎng)供電，而一旦主電網(wǎng)恢復(fù)供電，則應(yīng)急發(fā)電機(jī)立即自動(dòng)供電，而一旦主電網(wǎng)恢復(fù)供電，則應(yīng)急發(fā)電機(jī)立即自動(dòng)停止工作。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)方式一般采用起動(dòng)停止工作。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)方式一般采用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源由應(yīng)急蓄電池組提供。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源由應(yīng)急蓄電池組提供。(3)(3)應(yīng)急發(fā)