第2章-船舶同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行課件

1、第二章 船舶同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行為了滿足船舶供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，船舶電站一般均裝設(shè)有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的同步發(fā)電機(jī)組作為主電源。 規(guī)范亦要求至少設(shè)置兩臺(tái)船舶主發(fā)電機(jī)。 兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)通過(guò)公用母線向全船負(fù)荷供電，這就是通常所說(shuō)的船舶發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行?；蛘哒f(shuō)并聯(lián)運(yùn)行是指同時(shí)向同一負(fù)荷供電。 把船舶發(fā)電機(jī)組投入并聯(lián)運(yùn)行的操作過(guò)程稱為并車。 通常有三種情況需要并車操作。 1）滿足電網(wǎng)負(fù)荷的需求。當(dāng)單機(jī)負(fù)荷達(dá)到80左右額定容量時(shí)，且負(fù)荷仍有可能增加，這時(shí)就要考慮并聯(lián)另一臺(tái)發(fā)電機(jī)； 2）當(dāng)船舶處于進(jìn)出港、靠離碼頭或進(jìn)出狹窄水道等的機(jī)動(dòng)航行狀態(tài)時(shí)，為了航行的安全，需要兩臺(tái)或更多發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行； 3）當(dāng)

2、準(zhǔn)備用備用機(jī)組替換下運(yùn)行供電的機(jī)組時(shí)，為了保證不中斷供電，需要通過(guò)并車進(jìn)行替換。 船舶同步發(fā)電機(jī)采用多機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)是： 1）提高了發(fā)電機(jī)組的工作效率 2）維護(hù)、檢修發(fā)電機(jī)組方便 3）保證供電的高可靠性和連續(xù)性 同步發(fā)電機(jī)組的并車方式分為兩大類： 自同步并車方式 準(zhǔn)同步并車方式 自同步并車是一種簡(jiǎn)單的并車方式 由于船舶電力系統(tǒng)容量小，采用自同步并車不能保證電能質(zhì)量，因此船舶電力系統(tǒng)一般不采用自同步并車方式，這種方式僅在陸地電力系統(tǒng)中使用。 自同步并車方式 它的操作過(guò)程是：原動(dòng)機(jī)將未經(jīng)勵(lì)磁的待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速帶到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，將發(fā)電機(jī)主開關(guān)合閘，并立即給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，依靠機(jī)組間自整步作用而

3、拉人同步，使待并發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行。 準(zhǔn)同步并車方式是目前船舶上普遍采用的一種并車方式，要求待并機(jī)組和運(yùn)行機(jī)組兩者的電壓、頻率和相位都調(diào)整到十分接近的時(shí)候，才允許合上待并發(fā)電機(jī)主開關(guān)。 準(zhǔn)同步并車方式 采用這一方式進(jìn)行并車引起的沖擊電流、沖擊轉(zhuǎn)矩和母線電壓的下降都很小，對(duì)船舶電力系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。 采用此方法并車時(shí)，對(duì)操作者的素質(zhì)要求較高，由于某種原因造成非同步并車時(shí)，則沖擊電流很大，最嚴(yán)重時(shí)其沖擊電流與機(jī)端三相短路電流相同，所以并車操作應(yīng)嚴(yán)格而細(xì)心，這也是準(zhǔn)同步并車方式的不足。 目前，船上采用的準(zhǔn)同步并車方法主要有： 手動(dòng)準(zhǔn)同步并車粗同步電抗器并車 半自動(dòng)準(zhǔn)同步并車自動(dòng)準(zhǔn)同步并車

4、第一節(jié) 船舶同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并車1 理想的準(zhǔn)同步并車條件（1）待并發(fā)電機(jī)的電壓與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）的電壓大小相等；（2）待并發(fā)電機(jī)的頻率與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）的頻率數(shù)值相等；（3）待并發(fā)電機(jī)電壓的初相位（初相角）與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）電壓的初相位（初相角）一致。（4）待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)(或運(yùn)行機(jī))電壓的相序一致；2 規(guī)范對(duì)準(zhǔn)同步并車條件的規(guī)定 1）并車操作中電壓差不得大于額定電壓的10，即：U10Ue。在電網(wǎng)負(fù)載比較平穩(wěn)的情況下，通常船舶發(fā)電機(jī)的調(diào)壓器是能夠滿足這一條件的，因?yàn)橐话愦鞍l(fā)電機(jī)的調(diào)壓器靜態(tài)電壓調(diào)整率為2.5%，如果發(fā)電機(jī)調(diào)壓器正常，完全可以滿足并車操作電壓差不大于10Ue的

5、要求。 2）并車操作時(shí)一般相位差在15以內(nèi)。3）并車操作時(shí)一般頻差在1%額定頻率值以內(nèi)被認(rèn)為是允許的，即要求：f1% fe。對(duì)于50HZ的船舶電站，則并車操作時(shí)一般頻差在0.5HZ以內(nèi)被認(rèn)為是允許的。 如果不滿足理想的準(zhǔn)同步并車的三個(gè)條件而強(qiáng)行并車，會(huì)產(chǎn)生什么后果。 并車瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)等值電抗實(shí)際接線圖單相等效電路圖假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機(jī)電壓，即U1U2。在這種情況下投入G2時(shí)，主開關(guān)DW2兩端存在電壓差U。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,電壓有效值不相同環(huán)流IPH滯后U2對(duì)G2去磁效應(yīng)，環(huán)流IPH超前U1對(duì)G1增磁效應(yīng)，最終使兩機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于同一電壓。頻率和初相位相同

6、,電壓有效值不相同兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的電壓不等所產(chǎn)生的無(wú)功性質(zhì)環(huán)流，對(duì)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)起均壓作用， 因此，IPH稱為平衡電流，由于發(fā)電機(jī)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(jìn)行并車，合閘瞬間會(huì)差生很大的沖擊電流。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同并車操作時(shí)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間的電壓差不能超過(guò)額定電壓的10。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同2) 頻率和電壓相同，相位不相同假設(shè)待并發(fā)電機(jī)電壓U2的相位超前于電網(wǎng)電壓U1的角度為。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。2號(hào)機(jī)，輸出有功功率，對(duì)原動(dòng)機(jī)為阻力矩，減速。1號(hào)機(jī)，吸收有功功率，對(duì)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩，加速。自整步力矩拉入同步。去磁效

7、應(yīng)一致，電壓仍相等并車時(shí)要求相位差一般應(yīng)在15之內(nèi)。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f2f1，則將超前角。3) 并車時(shí)電壓和相位相同，但頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同若在t=0時(shí)合閘，將不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流；在t0時(shí)合閘，將出現(xiàn)相位差，產(chǎn)生環(huán)流，若頻差不大，最終通過(guò)自整步力矩拉入同步。若頻差較大，難以拉入同步，且隨著相位差的變化，產(chǎn)生較大環(huán)流和較大的沖擊力矩，對(duì)發(fā)電機(jī)和船舶電力系統(tǒng)均不利。并車時(shí)一般要求將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的頻差控制在0.5Hz之內(nèi)。電壓和相位相同,頻率不相同通過(guò)人工操作來(lái)調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，使之滿足準(zhǔn)同步并

8、聯(lián)運(yùn)行的三個(gè)條件而進(jìn)行合閘操作的過(guò)程稱之為手動(dòng)準(zhǔn)同步并車。3 手動(dòng)準(zhǔn)同步并車當(dāng)待并發(fā)電機(jī)起動(dòng)并建壓后，其電壓是否與電網(wǎng)電壓相等，可以通過(guò)配電板上的電壓表來(lái)檢測(cè)。通常無(wú)需特別調(diào)整，目前船用自勵(lì)恒壓發(fā)電機(jī)的調(diào)壓器完全能夠滿足電壓在允許偏差之內(nèi)的要求。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。3.1 同步表法同步表又叫整步表或同步指示器，目前實(shí)船采用指針式和發(fā)光二極管式同步表。 實(shí)船上主要采用同步表來(lái)指示待并機(jī)與電網(wǎng)的電壓相位差、頻率差及其方向。 3.1.1 指針式同步表指針式同步表又叫電磁式同步表，是通過(guò)指針的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，檢測(cè)待并機(jī)與電網(wǎng)間的相位差和頻率差。 它的定子上繞有三相繞組，中間

9、是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈，固定在底盤上，最中央是轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上下各有一塊同樣大小的扇形鐵片組成的Z形鐵芯，轉(zhuǎn)軸的上端有指針，轉(zhuǎn)軸上無(wú)線圈，它的兩頭是通過(guò)寶石軸承加以固定，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。同步表無(wú)游絲和導(dǎo)電片，因此，無(wú)反作用彈簧，不產(chǎn)生反作用力矩，指針可以在360自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 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30min，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。 合閘的時(shí)刻: 同步表向“快”的方向35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。3.1.2 指示燈式同步表指示燈式同步表是沒(méi)有指針的同步指示器，系采用發(fā)光二極管指示方式，同樣用于指示待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行

10、發(fā)電機(jī)的頻率差和相位差。 表盤圓圈均勻分布有36個(gè)指示燈，每燈代表10電角度。上方12點(diǎn)鐘處指示燈是360，其中“SYNC”綠色指示燈與12點(diǎn)鐘處指示燈同步。 并車時(shí)，必須首先合上運(yùn)行發(fā)電機(jī)測(cè)量開關(guān)S1，此時(shí)表面36個(gè)指示燈為隨機(jī)狀態(tài)，然后合上待并發(fā)電機(jī)測(cè)量開關(guān)S2，同步表的指示燈開始旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度和位置即表示兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的頻率差、相位差及方向，判斷方法與上述指針式同步表判斷兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的頻率差、相位差及方向的方法完全一致。當(dāng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組與待并發(fā)電機(jī)組頻差小于0.2HZ，且相位差在350360之間時(shí)，上方“SYNC”綠色指示燈亮，此時(shí)待并發(fā)電機(jī)組即可并車投入運(yùn)行。 3.2 同步指示燈法：用指示燈

11、檢測(cè)并車時(shí)是否符合理想準(zhǔn)同步并車條件有兩種接線方式，一種叫做燈光明暗法，一種叫燈光旋轉(zhuǎn)法。合閘時(shí)刻：當(dāng)燈泡35秒明暗一次時(shí),約在接近燈暗區(qū)間的中心時(shí)。燈泡明暗的快慢取決于頻差的大小,指示燈明暗一次所需的時(shí)間TS1/f稱為頻差周期。1） 燈光明暗法合閘時(shí)刻: 使燈光向“快”（順時(shí)針）的方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)調(diào)節(jié)到35秒旋轉(zhuǎn)一周后，當(dāng)指示燈L1最暗而L2、L3同樣亮?xí)r。f2f1時(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)? L1L2L3 L1f2f1時(shí)，燈泡輪流熄滅的順序?yàn)? L1L3L2 L1（2）燈光旋轉(zhuǎn)法： 起動(dòng)待并機(jī)組先檢查起動(dòng)條件，包括冷卻水、滑油、燃油、起動(dòng)氣源或電源，這些均正常,然后起動(dòng)。 起動(dòng)后檢查發(fā)電機(jī)的三相

12、電壓檢查是否建立額定電壓，電壓差是否在允許范圍內(nèi)，是否缺相。3.2 手動(dòng)準(zhǔn)同步并車步驟進(jìn)行頻率預(yù)調(diào)通過(guò)調(diào)速開關(guān)調(diào)整待并發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使待并機(jī)與電網(wǎng)的頻率接近。觀察同步表接通同步表并將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向待并機(jī)，調(diào)整頻差，使同步表指針旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間在3 s 5 s左右。合閘操作待指針向“快”的方向轉(zhuǎn)到接近紅色“同相點(diǎn)” （相當(dāng)于手表“11點(diǎn)”與“12點(diǎn)”之間的位置）時(shí)，果斷按下合閘按鈕。轉(zhuǎn)移負(fù)載 同時(shí)向相反方向調(diào)整兩機(jī)組的調(diào)速開關(guān)，使新投入機(jī)“加速”、原運(yùn)行機(jī)“減速”，直到兩機(jī)功率表讀數(shù)相等（對(duì)同容量發(fā)電機(jī)而言）。最后斷開同步表，并車完畢。手動(dòng)準(zhǔn)同步并車操作幾點(diǎn)注意事項(xiàng) 允許頻差不能太大也不可太小頻差大

13、，整步表指針旋轉(zhuǎn)快，不易捕捉“同相點(diǎn)”，易造成較大電流沖擊，使并車失敗。但頻差太小，指針轉(zhuǎn)一周時(shí)間較長(zhǎng)，拖延并車時(shí)間。頻率完全相等，指針會(huì)靜止不動(dòng)，這種現(xiàn)象叫“呆滯” 現(xiàn)象，也影響正常并車。所以頻差周期調(diào)節(jié)到3s5s為合適。避免逆功率一般要求調(diào)整待并機(jī)轉(zhuǎn)速，使整步表指針向“快的方向轉(zhuǎn)”，合閘后待并機(jī)就能立即分擔(dān)一點(diǎn)負(fù)荷，不易造成逆功率跳閘。按合閘按鈕應(yīng)有適當(dāng)?shù)奶崆皶r(shí)間或相角比紅色“同相點(diǎn)”提前一個(gè)角度（類似于時(shí)鐘的11點(diǎn)與“12點(diǎn)”之間的位置）按下合閘按鈕，減小合閘沖擊電流。禁止180反相合閘這時(shí)沖擊電流最大，不僅造成合閘失敗甚至全船失電發(fā)生突然擾動(dòng)時(shí)不應(yīng)合閘電網(wǎng)電壓幅度或頻率突然發(fā)生波動(dòng)可能

14、導(dǎo)致并車失敗并車完畢及時(shí)斷開同步表因?yàn)橥奖頌槎虝r(shí)工作制（通電不允許超過(guò)15分鐘）。粗同步并車法是利用電抗器進(jìn)行并車的一種方法 它是指待并機(jī)基本滿足電網(wǎng)所需的并聯(lián)條件后，即可先行串聯(lián)一個(gè)電抗器與電網(wǎng)并聯(lián)，然后再合主開關(guān)的方法。 粗同步并車又叫電抗器并車，它放寬了對(duì)準(zhǔn)同步并車的條件，提高了并車的成功率。 4 粗同步并車法當(dāng)待并發(fā)電機(jī)G啟動(dòng)后，大致調(diào)節(jié)一下頻率，觀察一下電壓差別不大，至于相位甚至可以不考慮，就可以接通接觸器K，使發(fā)電機(jī)通過(guò)粗同步電抗器DK與電網(wǎng)并聯(lián)。41 粗同步并車工作原理這時(shí)盡管電壓差、頻率差和相位差比起準(zhǔn)同步的三個(gè)條件都要相差較多，但由于DK阻抗很大，它限制了并車時(shí)由于三個(gè)條件

15、不滿足所產(chǎn)生的沖擊電流，使沖擊電流數(shù)值不會(huì)超過(guò)發(fā)電機(jī)額定電流的1.21.8倍，所以發(fā)電機(jī)不會(huì)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)發(fā)電機(jī)G通過(guò)電抗器DK與電網(wǎng)并聯(lián)后，由于機(jī)組間的自整步作用，很快就會(huì)被拉入同步。觀察同步表，當(dāng)指針固定在“同步”標(biāo)記的位置時(shí)，就可以合上主開關(guān)ACB，將電抗器短路，使發(fā)電機(jī)不再通過(guò)電抗器，而是直接與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)闄C(jī)組此時(shí)已經(jīng)與電網(wǎng)同步，所以合主開關(guān)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，然后再斷開接觸器K將電抗器切除，粗同步并車就完成了。因?yàn)榇滞讲④囉秒娍蛊魇前炊虝r(shí)工作制設(shè)計(jì)的，只在并車時(shí)使用，并車完畢后，一定要從電網(wǎng)上將其切除，否則電抗器就可能被燒毀。下圖是目前廣泛采用的一種自動(dòng)切除電抗器的粗同步

16、并車控制線路。假設(shè)G1為待并發(fā)電機(jī)，G2為運(yùn)行發(fā)電機(jī)，待G1建壓正常后，調(diào)整它的調(diào)速開關(guān)，使其頻率接近運(yùn)行發(fā)電機(jī)G2的頻率，按下SB1按鈕，并車接觸器K1得電動(dòng)作，其常開輔助觸點(diǎn)閉合自保，主觸點(diǎn)閉合使G1通過(guò)DK與電網(wǎng)并聯(lián)，同時(shí)時(shí)間繼電器KT1也得電開始計(jì)時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)（延時(shí)時(shí)間應(yīng)能保證在此期間內(nèi)，待并發(fā)電機(jī)G1可被拉入同步，一般整定在68 S），KT1常開輔助觸點(diǎn)閉合，接通待并發(fā)電機(jī)主開關(guān)ACB1的合閘線圈，ACB1立即合閘，合閘后ACB1常閉輔助觸點(diǎn)斷開，K1失電，DK電抗器自動(dòng)切除，時(shí)間繼電器KT1也失電復(fù)位，粗同步并車過(guò)程結(jié)束。42 粗同步并車條件分析粗同步并車時(shí)的單相等值電路圖如圖

17、U1為運(yùn)行發(fā)電機(jī)G1的端電壓，U2為待并發(fā)電機(jī)G2的端電壓，并車接觸器K2動(dòng)、靜觸點(diǎn)兩端的電壓為環(huán)流是粗同步電抗器的電抗值 當(dāng)待并發(fā)電機(jī)G2與運(yùn)行發(fā)電機(jī)G1由于相位差或頻差的存在，在并車過(guò)程中將產(chǎn)生自整步作用，在各自發(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生自整步力矩。 隨著并車時(shí)相位差角的增大，U增大，而環(huán)流IPH亦將增大，而拉入同步的作用卻并不與相位差角成正比，相反的在相位差角大于一定角度后，拉入同步的作用反而會(huì)減小，甚至為零。 43 粗同步并車電抗器參數(shù)計(jì)算粗同步并車電抗器是根據(jù)限制發(fā)電機(jī)沖擊電流并保證能拉入同步的要求設(shè)計(jì)的。 因要求其電抗大，其磁路不易飽和，為了減小鐵芯損耗以及防止短路時(shí)因鐵芯的飽和而使感抗降低，

18、粗同步并車電抗器一般采用空心式結(jié)構(gòu)，不加鐵芯。 通常粗同步并車電抗器應(yīng)能保證在最差條件下并車，其瞬時(shí)沖擊電流也不會(huì)超過(guò)發(fā)電機(jī)額定電流的1.21.8倍，按此條件計(jì)算粗同步并車電抗器電抗值。并車時(shí)沖擊電流為 發(fā)電機(jī)的超瞬變電抗的標(biāo)幺值 粗同步并車電抗器電抗的標(biāo)幺值 上式考慮了合閘最嚴(yán)重條件，即相角差為180，且按限制瞬時(shí)沖擊電流的周期分量在1.2倍發(fā)電機(jī)額定電流的條件來(lái)計(jì)算粗同步并車電抗器的電抗值，因此：最后將求得的粗同步并車電抗器的電抗標(biāo)么值再化為電抗歐姆值：發(fā)電機(jī)額定相阻抗值，單位發(fā)電機(jī)額定線電壓，單位V發(fā)電機(jī)額定線電流， 單位A5 半自動(dòng)并車裝置介紹半自動(dòng)并車裝置是介于手動(dòng)并車裝置與自動(dòng)并車

19、裝置之間的一種裝置。 如F 9 6SM型帶并車指令的同步指示器，一般當(dāng)并車條件滿足時(shí)，需手動(dòng)按下并車按鈕，F(xiàn) 9 6SM型帶并車指令的同步指示器會(huì)自動(dòng)發(fā)出同步合閘脈沖，實(shí)現(xiàn)并車。 圓盤均勻分布有36個(gè)紅色相位差發(fā)光二極管指示燈，正中12點(diǎn)鐘處紅色指示燈表示相位差為一55，其它按次序每燈間隔為10。 在表盤12點(diǎn)鐘處亦設(shè)有“SYNC”綠色合閘指示燈，在待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間頻差小于某一設(shè)定值且相位差為0之前的某一瞬間，合閘指示燈“SYNC”亮，并同時(shí)發(fā)出并車指令，控制主開關(guān)合閘，實(shí)現(xiàn)待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行發(fā)電機(jī)之間的自動(dòng)同步。 這種帶并車指令的同步指示器設(shè)有合閘超前時(shí)間設(shè)定開關(guān)SWl和頻差設(shè)定開關(guān)SW2

20、以及校驗(yàn)按鈕SAl。SAl則用來(lái)檢驗(yàn)合閘超前時(shí)間與頻差設(shè)定值是否正確。SWl、 SW2均可設(shè)置16種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)16種整定值。合閘指令超前時(shí)間可在50500ms內(nèi)整定，頻差可在00505Hz內(nèi)整定。設(shè)G2為待并發(fā)電機(jī)，并車操作步驟如下：（l）當(dāng)需要自動(dòng)并車時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至“”位置，觸點(diǎn)1與觸點(diǎn)2閉合，觸點(diǎn)3與觸點(diǎn)4閉合，F(xiàn) 9 6SM裝置得電，電源指示燈亮。同時(shí)，觸點(diǎn)21與觸點(diǎn)22閉合，觸點(diǎn)23與觸點(diǎn)24閉合，待并發(fā)電機(jī)G2的電壓信號(hào)也送進(jìn)F 9 6SM裝置，此時(shí)F 9 6SM裝置的3 6個(gè)發(fā)光二極管指示燈旋轉(zhuǎn)點(diǎn)亮。 （2）當(dāng)待并機(jī)G2與運(yùn)行機(jī)Gl的頻差未滿足設(shè)定要求時(shí)，可手動(dòng)調(diào)節(jié)待并發(fā)電

21、機(jī)G2的轉(zhuǎn)速，直至滿足并車條件，“SYNC”綠色合閘指示燈點(diǎn)亮的同時(shí)，合閘脈沖也同時(shí)輸出，這時(shí)即可按下合閘按鈕SBl，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)并車。（3）將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至中間“”位置，使同步指示器退出工作。 如果并車系統(tǒng)設(shè)計(jì)為手動(dòng)，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至于手動(dòng)位置，此時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn) 5 16均斷開，則F 9 6SM裝置不能發(fā)出合閘脈沖，F(xiàn) 9 6SM裝置只能作普通的同步表使用，應(yīng)采用常規(guī)手動(dòng)合閘線路進(jìn)行合閘。 采用帶并車指令的同步指示器并車要求發(fā)電機(jī)輸出電壓波形好，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，否則 F 9 6SM指示燈運(yùn)轉(zhuǎn)將不穩(wěn)定，有時(shí)甚至不輸出合閘脈沖信號(hào)。另外，采用本裝置時(shí)，主配電盤上尚應(yīng)備有手動(dòng)并車同步指示燈（如燈光旋轉(zhuǎn)法

22、），做手動(dòng)并車的備用。 第二節(jié) 船舶同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步自動(dòng)并車原理能夠完成手動(dòng)準(zhǔn)同步并車操作全部邏輯程序的自動(dòng)裝置就叫做自動(dòng)并車裝置。 通常自動(dòng)并車裝置的控制方案有兩類，即模擬控制和數(shù)字控制。 目前數(shù)字控制式自動(dòng)并車裝置已有產(chǎn)品應(yīng)用 1 自動(dòng)并車裝置的功能及組成11 自動(dòng)并車裝置的基本功能（1）頻差方向鑒別，檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓的頻率差，并根據(jù)頻差的大小與方向自動(dòng)地對(duì)待并發(fā)電機(jī)發(fā)出增速或減速信號(hào)，進(jìn)行頻率預(yù)調(diào)，使待并發(fā)電機(jī)的頻率接近電網(wǎng)頻率，創(chuàng)造合閘條件。（3）要能計(jì)及發(fā)電機(jī)主開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間，相應(yīng)地在同步點(diǎn)之前提前發(fā)出合閘指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)同步。（2）鑒別合閘條件，設(shè)置一個(gè)合閘與門，檢測(cè)待

23、并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的電壓差、頻率差和相位差這三個(gè)條件，當(dāng)任何一個(gè)條件不符合并車要求時(shí)，實(shí)現(xiàn)閉鎖，不允許發(fā)出合閘指令。 12 自動(dòng)并車裝置的組成通常自動(dòng)并車裝置應(yīng)由調(diào)壓、調(diào)速和合閘三部分組成。船舶自動(dòng)并車裝置大多由脈動(dòng)電壓形成環(huán)節(jié)、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(shí)間信號(hào)的環(huán)節(jié)、允許合閘頻差檢測(cè)環(huán)節(jié)、允許電壓差檢測(cè)及合閘“與”門環(huán)節(jié)等構(gòu)成。 小f表示小擾動(dòng)環(huán)節(jié)f表示頻率預(yù)調(diào)環(huán)節(jié)u允表示允許電壓差檢測(cè)環(huán)節(jié)f允表示允許頻率差檢測(cè)環(huán)節(jié)q / t q表示恒定超前相角或恒定超前時(shí)間檢測(cè)環(huán)節(jié)二 準(zhǔn)同步自動(dòng)并車裝置的分類 考慮從發(fā)出合閘脈沖指令到待并發(fā)電機(jī)主開關(guān)的動(dòng)、靜觸頭閉合為止需要經(jīng)過(guò)一

24、段時(shí)間，準(zhǔn)同步自動(dòng)并車裝置應(yīng)能夠在兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同步點(diǎn)之前提前發(fā)出合閘指令。 這段時(shí)間等于合閘線圈的啟動(dòng)時(shí)間（很短，一般均忽略）和主開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間之和，基本上由主開關(guān)的固有動(dòng)作時(shí)間決定。 一般我們將從發(fā)出合閘脈沖指令到待并發(fā)電機(jī)的電壓相位與電網(wǎng)電壓相位重合時(shí)的這段時(shí)間稱為超前時(shí)間，從發(fā)出合閘脈沖指令時(shí)對(duì)應(yīng)的待并發(fā)電機(jī)電壓相位與電網(wǎng)電壓相位的相角差稱為超前相角。自動(dòng)準(zhǔn)同步并車裝置可分為兩類 1） 恒定超前時(shí)間的自動(dòng)并車裝置這一類裝置保證在給定的超前時(shí)間下發(fā)出合閘脈沖 2） 恒定超前相角的自動(dòng)并車裝置這類裝置在給定的超前相角下發(fā)出合閘脈沖 q =s tq tq = q /s 3 脈動(dòng)電壓及其與自動(dòng)

25、并車條件的關(guān)系能反映并車三個(gè)條件的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)在自動(dòng)并車裝置中就是脈動(dòng)電壓信號(hào)。 自動(dòng)并車裝置通過(guò)對(duì)脈動(dòng)電壓的檢測(cè)，間接反映了并車的三個(gè)條件，從而決定了待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)是否滿足并車三個(gè)條件。 所謂脈動(dòng)電壓指的是當(dāng)兩個(gè)電壓的頻率不一樣而差數(shù)很小以及電壓的數(shù)值相等或接近相等時(shí)，這兩個(gè)交流電壓的差值信號(hào)。 31 脈動(dòng)電壓的形成最簡(jiǎn)單的脈動(dòng)電壓波形是直接合成的脈動(dòng)正弦波。 習(xí)慣上也將脈動(dòng)電壓稱為頻差電壓。 32 脈動(dòng)電壓的性質(zhì)(1)脈動(dòng)電壓的瞬時(shí)值隨時(shí)間而按正弦規(guī)律變化 (2) 脈動(dòng)周期與頻差成反比，當(dāng)頻差減小時(shí)，頻差周期將隨之增大。 采用脈動(dòng)電壓作為檢測(cè)并車是否滿足要求的信號(hào)，則準(zhǔn)同期的三個(gè)條件可

26、以用下面兩個(gè)條件代替，即自動(dòng)裝置只要檢測(cè)脈動(dòng)周期足夠大，并在脈動(dòng)電壓為零時(shí)接通主開關(guān)，就滿足了并車的三個(gè)條件。目前，各種自動(dòng)并車裝置都是直接或間接的利用脈動(dòng)電壓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并車控制的。 4 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車裝置典型環(huán)節(jié)技術(shù)方案及原理分析 41 差頻三角波電壓的形成脈動(dòng)三角波電壓與正弦形脈動(dòng)電壓同頻，脈動(dòng)三角波電壓與相位角成線性關(guān)系，不受電壓差和波形失真的限制，從而避免了正弦形脈動(dòng)電壓的缺陷。 42 頻差方向鑒別環(huán)節(jié)頻差方向鑒別環(huán)節(jié)的功能是辨別頻差的方向，及正頻差還是負(fù)頻差，根據(jù)頻差的方向，發(fā)出“加”速或“減”速指令，進(jìn)行頻率予調(diào)。 1）兩脈壓信號(hào)比較法 兩脈壓信號(hào)比較法原理圖 兩脈壓信號(hào)比較法首先形

27、成三個(gè)電壓向量。 分別是發(fā)電機(jī)電壓向量UFA、超前UFA向量a角（銳角）的發(fā)電機(jī)電壓向量UFA和電網(wǎng)電壓向量UWA，且三個(gè)電壓向量的幅值相等。 兩個(gè)脈動(dòng)電壓，分別是US1和US2。 兩個(gè)脈動(dòng)電壓US1和US2分別和繼電器J1、J2相連。 繼電器J1和J2的常閉輔助觸點(diǎn)分別和繼電器J1和J2的線圈回路串聯(lián)，形成聯(lián)鎖保護(hù)。因此，繼電器J1和J2不會(huì)同時(shí)動(dòng)作。 兩脈壓信號(hào)比較法原理圖 當(dāng) fffw時(shí)，在每一個(gè)脈動(dòng)周期中總會(huì)有US1先達(dá)到最大值，因此減速繼電器J1也先達(dá)到動(dòng)作值，J1動(dòng)作發(fā)出減速信號(hào)； 當(dāng)fffw時(shí)，在每一個(gè)脈動(dòng)周期中總會(huì)有US2先達(dá)到最大值，因此加速繼電器J2也先達(dá)到動(dòng)作值，J2動(dòng)作

28、發(fā)出加速信號(hào)； 兩脈壓信號(hào)比較法原理圖 兩脈壓信號(hào)比較法特點(diǎn)：每一個(gè)脈動(dòng)周期中只發(fā)出一次調(diào)速脈沖信號(hào)，由于加速繼電器和減速繼電器通過(guò)各自的輔觸點(diǎn)進(jìn)行了電氣聯(lián)鎖，每一個(gè)脈動(dòng)周期中只會(huì)發(fā)出一次加速或減速調(diào)速脈沖信號(hào)，加速、減速調(diào)速脈沖信號(hào)不會(huì)同時(shí)發(fā)出。另外，兩脈壓信號(hào)比較法的不足之處是，初始投入工作時(shí)，第一個(gè)調(diào)速信號(hào)可能是錯(cuò)誤的，這要看電網(wǎng)電壓向量UWA和發(fā)電機(jī)電壓向量UFA（UFA）的初始相對(duì)位置。2）三脈壓信號(hào)鑒別法三脈壓鑒別法原理圖 通過(guò)檢測(cè)三個(gè)脈動(dòng)電壓過(guò)零次序的不同，來(lái)判斷頻差的方向。 三個(gè)脈動(dòng)電壓分別是US1、US2 和US3，它們是由發(fā)電機(jī)電壓向量UFA分別和電網(wǎng)電壓向量UWC、-UWA和UWB的差值所形成。 三脈壓信號(hào)鑒別法工作原理：如果將電網(wǎng)的各個(gè)電壓向量UWC、-UWA和UWB看做靜止不動(dòng)，則當(dāng)待并發(fā)電機(jī)的頻率ff電網(wǎng)的頻率fw時(shí)，待并發(fā)電機(jī)電壓向量UFA相對(duì)電網(wǎng)的各個(gè)電壓向量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)待并發(fā)電機(jī)的頻率ff電網(wǎng)的頻率fw時(shí)，待并發(fā)電機(jī)電壓向量UFA相對(duì)電網(wǎng)的各個(gè)電壓向量順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 三脈壓鑒別法原理圖 fffw時(shí)，緊接著US1過(guò)零后是US2過(guò)零，然后才是US3過(guò)零。因此，三個(gè)脈動(dòng)電壓過(guò)零順序