船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)-大連海事大學(xué) 第13章 同步發(fā)電機的并車運行ppt課件

1、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室第第1313章章 同步發(fā)電機的并車運行同步發(fā)電機的并車運行13.1 并車的條件及分析并車的條件及分析 12.2 同步發(fā)電機的手動并車同步發(fā)電機的手動并車 12.3 同步發(fā)電機自動并車裝置的基本原同步發(fā)電機自動并車裝置的基本原理理船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室討論了同步發(fā)電機機準同步并車的討論了同步發(fā)電機機準同步并車的四大條件：四大條件：相序相同、電壓相等、頻率相等、相序相同、電壓相等、頻率相等、相位相同。相位相同。本章重點本章重點船舶

2、電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室并聯(lián)運行的條件為：并聯(lián)運行的條件為：1.待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)(或運行機或運行機)電壓的電壓的相序一致；相序一致；2.待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓的有效值相待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓的有效值相同同;(U2=U1)3.待并發(fā)電機的電壓頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相待并發(fā)電機的電壓頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相同同;(f2=f1)4.待并發(fā)電機的電壓相位待并發(fā)電機的電壓相位(或初相位或初相位)與電網(wǎng)電與電網(wǎng)電壓的相位一致。壓的相位一致。(2=1)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

3、系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行12,x x船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機電壓，即假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機電壓，即U1U2。在這種。在這種情況下投入情況下投入G2時，主開關(guān)時，主開關(guān)DW2兩端存在電壓差兩端存在電壓差U。UUU.211) 頻率和初相位相同，電壓有效值不相同頻率和初相位相同，電壓有效值不相同環(huán)流環(huán)流IPH滯后滯后U2對對G2去去磁效應(yīng)，環(huán)流磁效應(yīng)，環(huán)流IPH超前超前U1對對G1增磁效應(yīng)，最終增磁效應(yīng)，最

4、終使兩機并聯(lián)運行于同一使兩機并聯(lián)運行于同一電壓。電壓。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船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室并車操作時兩臺發(fā)電機組之間的電壓差并車操作時兩臺發(fā)電機組之間的電壓差不能超過額定電壓的不能超過額定電壓的10。兩臺發(fā)電機的電壓不等所產(chǎn)生的無功性質(zhì)兩臺發(fā)電機的電壓不等所產(chǎn)生的無功性質(zhì)環(huán)流，對兩臺發(fā)動機起均壓作用，環(huán)流，對兩臺發(fā)動機起均壓作用， 因此，因此，IPH稱為平衡電流，由于發(fā)電機并車瞬間呈現(xiàn)出的稱為平衡電流，由于發(fā)電機并車瞬間呈現(xiàn)出的等值電抗很小，因此在電壓差較大情況下進行等

5、值電抗很小，因此在電壓差較大情況下進行并車，合閘瞬間會差生很大的沖擊電流。并車，合閘瞬間會差生很大的沖擊電流。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室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)電機電假設(shè)待并發(fā)電機電壓壓U1的相位超前于電網(wǎng)的相位超前于電網(wǎng)電壓電壓U2的角度為的角度為。兩。兩發(fā)電機間仍存在電壓差發(fā)電機間仍存在電壓差U。合閘后在兩機組。合閘后在兩機組之間產(chǎn)生環(huán)流。之間產(chǎn)生環(huán)流。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室.2.1.UUU2sin2UU

6、并車時要求相位差一般應(yīng)在并車時要求相位差一般應(yīng)在15之內(nèi)。之內(nèi)。2號機，輸出有功功率，號機，輸出有功功率，對原動機為阻力矩，減對原動機為阻力矩，減速。速。1號機，吸收有功功率，號機，吸收有功功率，對原動機驅(qū)動力矩，加對原動機驅(qū)動力矩，加速。速。自整步力矩拉入同步。自整步力矩拉入同步。去磁效應(yīng)一致，電壓去磁效應(yīng)一致，電壓仍相等仍相等船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動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合閘瞬間兩臺發(fā)電機電壓和相位相同，只是頻率不同，合閘瞬間兩臺發(fā)電機電壓和相位相同，只是頻率不同，如果如果f2f1，則將超前

7、，則將超前角。角。3) 并車時電壓和相位相同，但頻率不相同并車時電壓和相位相同，但頻率不相同船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室并車時一般要求將兩臺發(fā)電機的頻差控制在并車時一般要求將兩臺發(fā)電機的頻差控制在0.5Hz之內(nèi)。之內(nèi)。212121()2 ()tttff t若在若在t=0時合閘，將不會產(chǎn)時合閘，將不會產(chǎn)生環(huán)流；在生環(huán)流；在t0時合閘，將時合閘，將出現(xiàn)相位差，產(chǎn)生環(huán)流，出現(xiàn)相位差，產(chǎn)生環(huán)流，若頻差不大，最終通過自若頻差不大，最終通過自整步力矩拉入同步。若頻整步力矩拉入同步。若頻差較大，難以拉入同步，差較大，難以拉入同步，且隨著相位

8、差的變化，產(chǎn)且隨著相位差的變化，產(chǎn)生較大環(huán)流和較大的沖擊生較大環(huán)流和較大的沖擊力矩，對發(fā)電機和船舶電力矩，對發(fā)電機和船舶電力系統(tǒng)均不利。力系統(tǒng)均不利。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動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 并車時檢查和調(diào)整待并發(fā)電機的電壓、頻率、初相并車時檢查和調(diào)整待并發(fā)電機的電壓、頻率、初相位，在滿足并車的條件時合閘，這種方法稱為準同位，在滿足并車的條件時合閘，這種方法稱為準同步并車。如果由手工完成這個過程，稱為手動準同步并車。如果由手工完成這個過程，稱為手動準同步并車操作；

9、若由自動裝置來完成，則稱為自動并步并車操作；若由自動裝置來完成，則稱為自動并車操作。車操作。 手動準同步并車通常采用燈光法和整步表法來檢測并手動準同步并車通常采用燈光法和整步表法來檢測并車條件。車條件。13.2.1 13.2.1 同步指示燈法同步指示燈法 12.2 同步發(fā)電機的手動并車同步發(fā)電機的手動并車 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室合閘時刻合閘時刻: 使燈光向使燈光向“快快”（順時針的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)調(diào)（順時針的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)調(diào)節(jié)到節(jié)到35秒旋轉(zhuǎn)一周后，當(dāng)指示燈秒旋轉(zhuǎn)一周后，當(dāng)指示燈L1最暗而最暗而L2、L3同樣亮同樣亮?xí)r。時。1

10、) 1) 燈光旋轉(zhuǎn)法燈光旋轉(zhuǎn)法f2f2f1f1時，燈泡輪流熄滅的順序為時，燈泡輪流熄滅的順序為: L1: L1L2L2L3 L3 L1L1f2f2f1f1時，燈泡輪流熄滅的順序為時，燈泡輪流熄滅的順序為: L1: L1L3L3L2 L2 L1L12sin2UU12sin2UU210AA12240120BC22401201202sin2sin22UUU21240120BC31202sin2UU12sin2UU21202sin2UU31202sin2UUL1L2L3uL1uL2uL3uL212121()2 ()tttff t船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機

11、學(xué)院電氣及自動化教研室合閘時刻：當(dāng)燈泡合閘時刻：當(dāng)燈泡35秒明暗一次時秒明暗一次時,約在接近燈暗區(qū)間約在接近燈暗區(qū)間的中心時。的中心時。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間需的時間TSTS1/1/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) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室同步表是一種用來檢測待同步表是一種用來檢測待并發(fā)電機與電網(wǎng)匯流排并發(fā)電機與電網(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

12、儀表，又稱整及其方向的儀表，又稱整步表。步表。13.2.2 13.2.2 同步表法同步表法 指針旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時指針旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時間為間為TSTS1/1/f f。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室同步表按短時工作制設(shè)計，一般持續(xù)工作時間不大于同步表按短時工作制設(shè)計，一般持續(xù)工作時間不大于15min，間隔時間為，間隔時間為30min，所以，并車操作過程不宜，所以，并車操作過程不宜太長，并車成功后應(yīng)及時切除。太長，并車成功后應(yīng)及時切除。 合閘的時刻合閘的時刻: 同步表向同步表向“快的方向快的方向35秒旋轉(zhuǎn)一周，秒旋轉(zhuǎn)一周，在指針接

13、近表盤的中點同相位點時合閘。在指針接近表盤的中點同相位點時合閘。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室圖圖13-7 船舶電站船舶電站3臺發(fā)電機同步表接線圖臺發(fā)電機同步表接線圖船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動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。并車的條件為：倍。并車的條件為：電壓差電壓差U10Un,頻差頻差f （11.5Hz,相位差相位差0), f 0), 到達最大到達最大值時間較值時間較 提早，而待并機

14、頻率低于提早，而待并機頻率低于電網(wǎng)頻率電網(wǎng)頻率( (即即f0), f 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)電機組船舶應(yīng)急發(fā)電機組小應(yīng)急電源小應(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) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室一般位于防撞艙壁以后、艙壁甲板以上和機艙以外的艇甲一般位于防撞艙壁以后、艙壁甲板以上和機艙以外的艇甲板上。要求帶動應(yīng)急發(fā)電機的原動機應(yīng)具有較好的獨立性板上。要求帶動應(yīng)急發(fā)電機的原動機應(yīng)具有較好的獨立性和機動性。和機動性。(2) (2) 應(yīng)急發(fā)電機組應(yīng)急發(fā)電機組船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-1-30課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室 應(yīng)急發(fā)電機必須設(shè)有自動起動裝置，以保證在主電源不能供電的情況下能自動起動，并自動合閘向應(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)電機立即自動停止工作。應(yīng)急柴油發(fā)電機組的起動方式一般采用起動電動機帶動，起動電動機的電源由應(yīng)急蓄電池組提供。(3)(3)應(yīng)急發(fā)電機的自動起動控制裝置