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同步发电机的并车运行1323

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同步发电机的并联运行(3)

同步发电机的并联运行(3)

（2） PM一定时，改变励磁
电流 ，i f若
i，f 1 i f 2
则θ1＜θ2
PM
if 2
0 1 2 900
1800
同步发电机的并联运行
11.4 同步电机的功角特性
二、凸极式同步发电机的功角特性 表达式（忽略电枢电阻）
E0
jId xd
PM mUI cos( ) mUI (cos cos sin sin ) mUIq cos mUId sin
1
PMmax
m UE0 xs
（等于90 ）
2
电磁转矩
TM
PM 1
m
UE0 xs1
sin
曲线
0
900
if 1 if 2
1800
同步发电机的并联运行
11.4 同步电机的功角特性
一、隐极式同步发电机的功角特性
曲线
（1）保持励磁电流 i f 不变 PM max PM
时，PM 值与 角按正弦
if1
曲线变化。
二、并联投入方法
整步过程(并车): 把发电机投入到电网所进行的操作过程。 方法
1.准整步法：把发电机调整到完全合乎并联投入条件， 然后投入电网。
1）暗灯法
2）旋转灯光法
2.自整步法：满足部分并网条件的投入方法。
内容回顾
接线图
暗灯法
相量图
电网
U1
AS BS CS
V
3
AG BG CG
2 1
GS 3~
U AG
jIqxq U
U sin xqIq E0 U cos Id xd
Iq
U
sin
xq
Iq
I
Id

同步发电机的并联运行

同步发电机的并联运行

2.转矩平衡和功率平衡：
转矩平衡等式的每项都乘以机械角速度，就变成功率平衡式。
1
电磁转矩的出现，同步发电机转矩平衡式变为：
2
同 步 发 电 机 有 功 功 率 的 流 程 图
自同步法的投入步骤为： （1）校验发电机相序把发电机拖动到接近同步 速，励磁绕组经限流电阻短路。
2. 自同步法：
2
3
1
同步发电机输出容量的大小，不仅受到发热的限制，而且受到运行稳定性的限制。
稳定问题包括由若干个发电厂或发电机的电力系统，在正常负载调配和不正常事故中，这些电机或电厂是否还能保持同步运行的问题。
稳定问题又分为静态稳定和动态稳定两种。
三、同步发电机与电网并联运行 时的静态稳定
静态稳定问题：发电机在某一稳定运行状态，（即发电机和电网并联运行时，电压U和频率f都为恒定值，励磁电流If不变，其输入功率和输出功率都不变的运行状态），如果在电网或原动机方面，突然发生一些微小干扰，在此小干扰去掉后，发电机如能恢复到原来的稳定运行状态，即认为该发电机的运行是稳定的。
当发电机输出一定的有功功率并保持不变 =常数 均为不变量 常数 常数
发 电 机 的 V 形 曲 线
正常励磁 超前 欠励 滞后 过励 不稳定区
1
2
请比较 和 的大小
第一项是励磁电流在气隙磁场中产生电磁力所引起的，与励磁电势 成正比，称为励磁电磁功率。
第二项在隐极机中不存在，与 无关，与端电压 即合成等效磁极及纵横轴磁阻的差异有关即 ，称作凸极电磁功率
2. 凸极式发电机： 当忽略电枢电阻时，凸极式电磁功率亦等于输 出功率。
1.隐极发电机：若忽略电阻 ， 则
同步发电机的功角特性：
（1）保持励磁电流 不变时， 值与 角按正弦曲线 变化，正半波代表发 电机工况。

同步电机3-同步发电机的并网运行

同步电机3-同步发电机的并网运行
1
电 厂
用户 电 厂
电 厂
2
18-1 并联条件及并联方法 一、准同步并列时应满足什么条件？
✓ 把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。 ✓ 在并联时必须避免产生冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。 ✓ 并联前必须检查发电机和电网是否适合以下条件：
① 双方应有一致的相序； ②双方应有同样或者十分接近的频率和相位； ③双方应有相等的电压。 ✓ 若以上条件中的任何一个不满足则在开关 K 的两端，会出现差额电压 ，如果闭合K，在 发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。 ✓ 上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一 些小的冲击电流。
U
V
系统
W
母线
PV1 PF1 PV2 PF2
PS
F
4
(2) 灯光法
U
V W
2
1
3
U
UF
F
VF
W
V WF
系统 母线
V
WF VF UF
F
灯光明暗法
5
U
V
系统 母线
W
2
1
3
1
U
VF WF
V
UF
UF
F
F
VF
灯光旋转法
W
WF V
2
3 6
✓灯光法又称为理想整步法。由于它对并车条件逐一检查和调整，所以费时较多。
第18章 同步发电机的并网运行
概述 为什么要并列运行？
✓ 现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区 总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。同步发电机的这种 运行方式称为并列运行。 ✓ 并列运行可以提高供电的可靠性，一台电机故障或检修不会引起停电事故。 ✓ 提高了供电的经济性和灵活性。 ✓ 提高了供电质量，电网电压、频率非常稳定。 ✓ 同步发电机投入电网并列运行必须满足一定的条件，否则会造成严重后果。

《发电机的并车运行》课件

《发电机的并车运行》课件
02
并车运行是实现多台发电机组联 合供电的重要手段，能够提高电 力系统的稳定性和可靠性。
并车运行的目的
提高电力系统的供电能力
提高电力系统的可靠性
通过将多台发电机组并车运行，可以 增加系统的总装机容量，从而提高电 力系统的供电能力。
并车运行可以增强电力系统的容错能 力，当某台机组出现故障时，其他机 组可以继续承担负荷，保证电力供应 不中断。
调整发电机的相位，使其与系统相位 相匹配。
调整发电机的频率，使其与系统频率 相匹配。
进行并车操作
确保发电机已经准备好并车操 作，包括检查发电机的控制和 保护系统是否正常工作。
按照并车操作步骤进行操作， 包括合闸、并车等步骤。
并车后，检查发电机的运行情 况，包括电压、电流、功率等 参数是否正常。
04
在此添加您的文本16字
详细描述：某电厂在并车运行操作中，通过严格遵循操作 规程，确保发电机组的安全稳定运行，实现了并车操作的 顺利完成。
在此添加您的文本16字
总结词：操作规范
在此添加您的文本16字
详细描述：该电厂在并车运行操作中，注重操作规范，严 格按照操作规程进行，避免了因操作不当引起的安全事故 。
THANKS
感谢观看
实现负荷均衡分配
在并车运行状态下，系统负荷会被均 衡地分配到各台发电机组上，避免某 台机组过载或欠载的情况发生，确保 系统稳定运行。
并车运行的原理
同步并车
在并车运行时，各台发电机组的电压、频率、相位必须保持一致，才能实现并车。通过调 节各机组的励磁电流和输出电压，使它们逐步接近并最终达到同步状态，然后进行并车操 作。
负荷均衡分配
在并车运行过程中，系统会自动将负荷均衡地分配到各台机组上。通过自动调节各机组的 输出功率，使各机组承担的负荷量大致相等，保证系统稳定运行。

第02章-船舶同步发电机的并联运行

第02章-船舶同步发电机的并联运行
Us＝u1-u2=Um (sinw1t-sinw2t) =2Um sin(w1-w2)t/2 cos(w1+w2)t/2
它是脉动电压的数学表达式。脉动电压的瞬时值波 形为实线部分，虚线表示脉动电压振幅变化的曲 线。
在自动并车装置中，最有实际意义的是 脉动电压振幅变化的规律。
通过对Us整流（取正半波）、滤波（滤掉(w1+w2) 的谐波部分）后，由1、2两端获得的电压波形就 是脉动电压振幅变化曲线的正半波部分。其数学 表达式为 Us＝2Um sin(w1-w2)t/2=2Um sinwst/2=2Um sin/2
当灯光亮、暗变化较慢，并且灯泡完全熄灭时， 恰好是相位完全一致的时候，也就是并车操作中 需要捕捉的合闸时刻。
2）灯光旋转法：
将指示灯按图(b)接线。 当待并发电机的频率f1高于电网频率fw时，它们之间相对 运动的角速度为2（f1一fw ）。如图(c)所示，若令电网电 压矢量静止，则待并发电机电压矢量以频差角速度 ws＝ 2（f1一fw ）。反时针方向旋转。
3） 同步表进行准同步并车：
同步指示灯只是做为一种辅助并车指示，实船上主 要采用整步表来指示待并机与电网的电压相位差、 频率差及其方向。
粗同步并车法：
采用电抗器限制冲击电流，保证拉入同步的一种并 车法。（条件放宽） 并车电抗器：功能：限流，按 =180时并车，将IPH 限制在Ie(1.2----1.8Ie) （因为粗同步电抗器也是按短时工作制设计的，所 以并车完成后，一定要切除，否则电抗器就可能被 烧毁。）
（3）捕捉合闸时刻，要考虑主开关固有动作 时间，相应地提前发指令。
组成：见框图
二 脉动电压及其与自动并车
条件的关系
1 脉动电压的形成
所谓脉动电压指待并发电机电压频率与电网电压频 率不一致但相差不大，并发电机电压与电网电压幅 值相等，这样的两个交流电压之差。

船舶同步发电机的并联运行

船舶同步发电机的并联运行
✓ 决定待并机加速或减速、调节频差满足 并车要求并抓取相位差为零的时刻
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频率预调
自动并车装置需要有一个频差符号自动检 测和调速控制电路来取代上述手动操作， 称为频率预调
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
自动并车 装置分为
✓ 频率预调 ✓ 合闸控制
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频差脉动电压与相位检测原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
U = U2 – U1
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
两台发电机并联运行
频率和初相位相同，电压有效值不相同
• 环流IPH滞后U2对G2去磁效应 • 环流IPH超前U1对G1增磁效应
两机并联运行于同一电压
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
自动准同步并车原理 频率预调
检测频差方向 移相法
当待并机频率低于电网频率（即f <0）
U S 到达最大值时间较 U S 提前
利用两个鉴幅器即可检测出频差方向
U S UW U S
UW
Uf
频率高
UW U S
UW US
频率低
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles

同步发电机的并联运行

同步发电机的并联运行
闸并车。
同步指示器
并车方法：
交叉接法：C-C1、B-A1、A-B1
①通过调节发电机励磁电流的 大小使电压相等 ；
②电压调整好后，如果相序一 致，则灯光旋转，如灯光同步
则说明相序不一致；(f不等)
③通过调节发电机的转速改变 频率，直到灯光旋转十分缓慢
时(说明 频率十分接近)，这时 等待灯 3 完全熄灭(即相位相 同) ，即可合闸并车。
原正常工作(曲线1)， 运行在a点
曲线2：电网电压因事 故明显降低
曲线3：电压降低很大
分析：比较下列情况电机的稳定性
•
短路比大小：短路比 kk

C0 xd*
大，则同步电抗
小，Pmax大，一定P时，δ角 较小，稳定性好。 • 过稳激 定与 性欠 好。激：有功一定时，过激时E0大，δ角小，
• 轻角载 小与 ，满 稳载 定： 性激好磁。相同时，PMmax相同，轻载时δ
(又称灯光熄灭法)
并车方法：
①通过调节发电机励磁电流的大小 使电压相等 ；
②电压调整好后，如果相序一致，
灯光应表现为明暗交替(因频率不完 全相等)。如果灯光不是明暗交替，
则说明相序不一致，应调整发电机 的出线相序或电网的引线相序，严 格保证相序一致；
③通过调节发电机的转速改变频率，
直到灯光明暗交替十分缓慢时(说明 频率已十分接近)，等待灯光完全变 暗的瞬间(说明相位相同)，即可合
xd
2xd xq
基本电磁功率
•附加电磁功率
原因：由于直轴和 交轴位置的磁阻不 一样引起，故又称 磁阻功率。与励磁 (E0)无关。
发电机
电动机
由同步机的功角特性知，功角是同步电机的重要 变量：1、功角的大小决定同步机电磁功率的大 小；2、功角正、负决定着同步机的运行方式。

同步发电机并网运行解读

同步发电机并网运行解读

(2) 灯光旋转法：
此方法比暗灯法容易实现并网操作，一个相 灯熄灭时，另两个相灯亮度一样；另外可根据灯 电网 光旋转方向判断频率大小。
旋转灯光法接线图
V
A S BS C S AG BG CG
2 3 1
GS 3~
条件不满足时对电机的影响
1、电机和电网之间有环流，定子绕组端部受 力变形。 2、产生拍振电流和电压，引起电机内功率振 荡。 3、电机和电网之间有高次谐波环流，增加损 耗，温度升高，效率降低。 4、电网和电机之间存在巨大的电位差而产生 无法消除的环流，危害电机安全运行。
二、方法：
1. 准确同步法：将同步发电机调整到符合并联 条件后进行并网操作，分为暗灯法和旋转灯光法 两种。 (1)暗灯法： 电网与同步发电机之间的三相并联开关两 侧接灯泡，称相灯，若三相相灯同明同暗，说 明相序正确；当三组相灯同时熄灭时，表示电 压差 U U U 0 ，即可并网合闸。
电力系统，除了要供给负载有功功率以外， 还要供给负载大量的无功功率，电网的总无功 功率由电网中全部发电机共同负担。发电机在 理想条件下（发电机与电网电压、频率、初相 角都相等），并联合闸到电网上去。
当发电机输出一定的有功功率并保持不变
UE0 PM m sin Xs
PM P2
E 01

jI1 xc t
A B C
电网
U GA
V
A S BS C S AG BG CG
U1
U SA
2 3 1
G S
U GB
U SB
U SC
GS 3~
U 2
U 3 U GC
暗灯法接线和呈现同时暗、同时亮的交替变化现象， 说明发电机与电网的频率不同，需调节原动机转速从而改 变发电机频率。 b.电压不等：三个相灯没有绝对熄灭的时候，而是在最亮 和最暗范围闪烁，需调节励磁电流从而改变发电机的端电 压。 c.相序不等：三个相灯明暗呈交替变化状态，说明发电 机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接 线。 d. 相角不等：三组相灯不同时熄灭，不能合闸并网，需 微调节转速。

船舶电气设备及系统大连海事大学同步发电机的并车运行-

船舶电气设备及系统大连海事大学同步发电机的并车运行-

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。
13.2.1 同步指示灯法
同步指示灯的连接方法分为明暗法和旋转法
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
1) 灯光旋转法
2019/8/18
f2＞f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L2L3 L1
f2＜f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L3L2 L1
船舶电气设备及系统
2019/8/18
课件
3) 并车时电压和相位相同，但频率不相同
合闸瞬间两台发电机电压和相位相同，只是频率不同， 如果f2>f1，则将超前δ角。
电压和相位相同,频率不相同
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/8/18
课件
若在t=0时合闸，将不会产 生环流；在t>0时合闸，将 出现相位差，产生环流， 若频差不大，最终通过自 整步力矩拉入同步。若频 差较大，难以拉入同步， 且随着相位差的变化，产 生较大环流和较大的冲击 力矩，对发电机和船舶电 力系统均不利。
2t1t (21)t 2(f2 f1)t
并车时一般要求将两台发电机的频差控制在 0.5Hz之内。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/8/18
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 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；若由自动装置来完成，则称为自动并 车操作。
合闸时刻: 使灯光向“快”（顺时针）的方向旋转，当调
节到3～5秒旋转一周后，当指示灯L1最暗而L2、L3同样亮时
。
轮机学院电气及自动化教研室
U 2U sin

第7章同步发电机的并列运行

第7章同步发电机的并列运行

一、准同步法
具体分析：
若波形不同，并网后在电机与电网间必要 产生一系列高次谐波环流，从而损耗增加、 温度升高、效率降低。
若均是正弦波即波形相同但频率不等，UF 与US之间便有相对运动（图示）， UF与US 的夹角将在00 ~ 3600间不断变化，导致二者 电压差忽大忽小，若频率相差越大，一方 面牵入同步难，一方面产生差频环流，在 电机内引起功率振荡。
相对的。
一、准同步法
条件不满足时对电机的影响： ① 相序不同：电网和电机之间存在巨大的电
位差而产生无法消除的环流，危害电机安 全运行。 ② 电压不同：电机和电网之间有环流，定子 绕组端部受力变形。 ③ 频率不同：产生拍振电流和电压，引起电 机内功率振荡。 ④ 波形不同：电机和电网之间有高次谐波环 流，增加损耗，温度升高，效率降低。
T1 ——原动机输入机械转矩（驱动性质）； Tem——发电机电磁转矩（制动性质）； T0 ——发电机空载转矩（制动性质）。
二、稳态功角特性
稳态功角特性：同步发电机并入电网后，当
E0和U保持不变时，Pem=f(θ)。 1.凸极机的功角特性
Pem P2 mUI cos mUI cos( ) mUI cos cos mUI sin sin mUIq cos mUId sin
二、稳态功角特性
3. 隐极机的无功功角特性
Q mUI sin
由隐极机简化相量图可知：
E0 cos U Ixt sin
I sin E0 cos U
xt
Q mE0U cos mU 2
xt
xt
二、稳态功角特性
隐极机的无功功角特性
0，Q m U (E0 U )
xt arccos U ，Q 0
一、准同步法

31电机学-同步发电机的并联运行02

31电机学-同步发电机的并联运行02

同步发电机的并联运行➢无限大电网无限大电网：现代电网的电压和频率可以看作是不变的，即U=常数，f＝常数，称为无限大电网，所以无限大电网实际上相当于一个内阻抗等于零的恒频、恒压电源。

➢并联投入条件1.发电机的电压幅值等于电网电压幅值，而且波形一致。

2.投入时，发电机的电压相位与电网电压相位一致。

3.发电机的频率等于电网的频率。

4.发电机的相序必须与电网相序一致。

§11-2 同步发电机并联投入的条件和方法➢并联投入方法整步过程：把发电机投入到电网所进行的操作过程称为整步过程（或称并车)。

整步方法：准整步和自整步。

准整步：把发电机调整到完全合乎并联投入条件，然后投入电网，这种方法叫准整步。

自整步：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向(和定子旋转磁场的转向一致)把发电机拖动到接近同步速旋转，把励磁绕组通过一限流电阻短路(不加励磁)，然后把发电机投入电网，并立即加上励磁，依靠定、转子间形成的电磁力矩，把转子自动地拉入同步。

同步发电机的并联运行§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式P 1= ( pm+ pfe+ pad) +PMP 2=PM-PcuaP2= mUI cosϕE 0 U cos ϕ + Ir a = E δ cos ϕ'P M= mE δ I cos ϕ'图11-7 隐极同步发电机电动势相量图 jI x s E δ jI x σ UI r aϕ' I➢ 转矩方程式T 1 = T 0 + T MP 1 = p fe + p m + P M Ω1 Ω1 Ω1Ω = 2π n 1 = 2π f (机械弧度/ 秒) 1 60 p同步发电机的并联运行§11-4 同步发电机的功角特性功角特性是同步电机并网运行的基本特性之一。

通过功角特性，可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率，还可以用它来分析静态稳定等问题。

功率角：指励磁电动势E 0和电网电压U 这两个向量之表示。

同步发电机的并联运行(2)

同步发电机的并联运行(2)

同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
3）优点：合闸时没有冲击电流。 4）缺点：操作较复杂。 5）现代发电厂通常装有更精密、便于观察的同步
指示器或相应的自动化装置，以减少并联投入 时发生误操作。
方法
2.自整步法：满足部分并网条件的投入方法。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法 2）灯光旋转法 ■不满足并网条件时灯光旋转法的现象及其调节
c.相序不同：三个相灯同时亮或暗。需对调发电机或
电网的任意两根接线。
d.相位不等：不交叉的相灯不是最暗。需微调转速。
■方法
a.调节发电机的转速改变频率，直到灯光旋转十分缓
慢时，说明频率已十分接近；
U 3
U CG
U BS
U CS
U AG U1
U AG U AS
G S
U CS
U CG
U BS
U BG
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
1）暗灯法 ■不满足并网条件时暗灯法的现象及其调节 a. 频率不等：相灯呈现同时暗、同时亮的交替变化，
频率相差越大，明暗相间的时间就越短。需调节 原动机转速以改变发电机频率，直至明暗相间的 时间很长。
c.如果相序一致，灯光应表现为明暗交替。如果灯
光不是明暗交替，则说明相序不一致，应调整发 电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相 序一致；
d.等待灯光完全熄灭的瞬间（相位相同），即可合
闸并车。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法

实验二 三相同步发电机的并联运行7页word

实验二 三相同步发电机的并联运行7页word

实验三三相同步发电机的并联运行一．实验目的1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。

2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。

二．预习要点1.三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2.三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？三．实验项目1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

2.用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行3.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。

4.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

(1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。

(2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。

3．三相可变电阻器90Ω（MEL-04）。

4．波形测试及开关板（MEL-05）。

5．旋转指示灯、整步表（MEL-07）。

6．同步电机励磁电源（位于主控制屏右下部）。

7．功率、功率因数表（或在主控制屏上，或在单独的组件MEL-20、MEL-24）。

五．实验方法及步骤1．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

实验接线如图4-4。

原动机选用直流并励电动机M03（作他励接法）。

mA 、A 1、V 1选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表（在主控制屏下部）。

R st 选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联（最大值为180Ω）。

R f 选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联（最大值为1800Ω）。

R 选用MEL-04中的90Ω电阻。

开关S 1、S 2选用MEL-05。

交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1（异步电动机的工作特性）。

同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。

工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。

同步发电机的并车运行1323

同步发电机的并车运行1323

(3)应急发电机的自动起动控制装置
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。
ZK-135控制装置的功能 按时间原则和速度原则进行程序 控制的。
结论： •频差大于０，灯光顺时针旋转；
2t 1t (2 1)t 2 ( f2 f1)t
•频差小于０，灯光逆时针旋转；
•灯光明暗旋转快说明频差大、慢说 明频差小；
•L1灯光明暗度说明相位差的大小。
2) 灯光明暗法(灯光熄灭法 )
灯泡明暗的快慢取决于频差的大小,指示灯明暗一次所 需的时间TS＝1/f称为频差周期。
本章重点
同步发电机准同步并车的四大条件： 相序相同 电压相等 频率相等 相位相同。
§13.1 并车的条件及分析
并联运行条件：
待并发电机的电压与电网(或运行机)电压的相序一致； 待并发电机的电压与电网电压的有效值相同；
(U2=U1) 待并发电机的电压频率与电网电压的频率相同；
U S UW U S
UW
Uf
频率高
UW U S
UW US
U S
鉴幅器
US
鉴幅器
加速 &
&
减速
Uf
频率低
(3) 合闸控制电路
合闸控制电路把电压差允许鉴别的条件， 频差允许鉴别条件与恒定提前时间(主开关 合闸时间)捕获脉冲通过一个合闸与门,送 出合闸控制信号，使主开关合闸操作。
13.3.2 船舶电站自动整步器
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•补充说明： 相序不一致会引起很大的环流烧坏发
电机，该条件一般(除检修）可满足，航行 并车不必检测。
合闸：最理想合闸时机是待并发电机的
电流为零时。并车时任何一个条件不满足 都会产生冲击电流，相位和频率条件不满 足还会产生冲击转矩。
•§12.2 同步发电机的手动并车
• 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 法称为准同步并车。
！
•精品课件
！
•灯光明暗旋转快说明频差大、慢说
明频差小；
•L1灯光明暗度说明相位差的大小。
•2) 灯光明暗法(灯光熄灭法 )
•灯泡明暗的快慢取决于频差的大小,指示灯明暗一次所 需的时间TS＝1/f称为频差周期。
•2) 灯光明暗法(灯光熄灭法 )
•
性能： • A．灯光很亮说明待并机与电网相位差很大、熄灭 说明相位差很小或为零，灯光明暗度说明相位差的大小 ； • B．灯光明暗变化快说明频差大、慢说明频差小。 •合闸： 调待并机的调速开关（即调油门），使灯光明 暗变化慢（周期为3～5秒），灯光熄灭后（接近灯暗区 中心）（ΔU为30%Ue灯灭，从熄灭到亮为暗区），合 闸并车。 •合•缺闸点时刻：：灯当光灯明泡3暗～不5秒能明说暗明一f次2是时快,约还在是接慢近。灯暗区间的中心
• 由波形图可见，当δ0为0时，输出电压为0，但这 种波形的脉动电压存在如下问题：
(1) 电压U1≠U2时，US ≠0时，采用US =0来判断δ0=0 就会出现错误，船舶电网电压波动较大，这是客 观存在现象。
(2) 无法从中获得频差方向，从而无法判断待并机频 率高于还是低于电网频率。
(3) 脉动电压与相位差δ的关系是正弦关系，而不是 线性关系。
•为了克服正弦脉动电压的缺陷，提出采用 三角波频差脉动电压， US 与δ的关系成线性 关系，并且不受电压差和波形失真的影响。
•(2) 频率预调
•手动并车时，人们借助同步灯或同步表旋转 方向来判断待并机的频率是高于或低于电网 频率，从而决定待并机加速或减速、调节频 差满足并车要求并抓取相位差为零的时刻， 而自动并车装置则需要有一个频差符号自动 检测和调速控制电路来取代上述手动操作， 称为ห้องสมุดไป่ตู้率预调。
•电压和相位相同,频率不相同
•若在t=0时合闸，将不会 产生环流；在t>0时合闸， 将出现相位差，产生环流 ，若频差不大，最终通过 自整步力矩拉入同步。若 频差较大，难以拉入同步 ，且随着相位差的变化， 产生较大环流和较大的冲 击力矩，对发电机和船舶 电力系统均不利。
•要求：控制两台发电机的频差Δf≤± 0.5Hz（T=1/Δf）。频差小（不是越 小越好、难调）则自整步作用使两机 牵入同步；频差大则无法牵入同步。 通常以0.25Hz最好。
•检测频差方向通常采用移相法： •取电网电压，其中事先移相成为 •待并机电压 与 和 的脉动 •电压分别 和 。当待并机频率高 于电网频率(即f >0), 到达最大值 时间较 提前，而待并机频率低于电 网频率(即f<0), 到达最大值时间 较 提前,利用两个鉴幅器即可检测
出频差方向。
•频率高
•鉴幅器 •鉴幅器
同步发电机的并车运行 1323
• 本章重点
•同步发电机准同步并车的四大条件： ➢ 相序相同 ➢ 电压相等 ➢ 频率相等 ➢ 相位相同。
•§13.1 并车的条件及分析
•并联运行条件：
✓ 待并发电机的电压与电网(或运行机)电压的相序一致 ；
✓ 待并发电机的电压与电网电压的有效值相同； (U2=U1)
•一、同步指示灯法
•同步指示灯的连接方法分为明暗法和旋转法
•1) 灯光旋转法
f2＞f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L2L3 L1 f2＜f1时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L3L2 L1
•uL3 •uL
•uL1
•uL2
•L1
•L3
•L2
•结论：
•频差大于０，灯光顺时针旋转；
•频差小于０，灯光逆时针旋转；
时。
•13.2.2 同步表法
•同步表是一种用来 检测待并发电机与 电网（汇流排）电 压的频率和相位差 大小及其方向的仪 表，又称整步表。
•指针旋转一圈所需要的时间 为TS＝1/f。
•合闸的时刻: 同步表向“快”的方向3～5秒旋转一周 ，在指针接近表盘的中点（同相位点）时合闸。
•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30min，所以，并车操作过程 不宜太长，并车成功后应及时切除。
•《钢质海船建造及入级规范》规定：
•客船及1000总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。 •(1)应急电源 •船舶应急电源可采用应急发电机组和应急蓄电池组。 •小应急电源(蓄电池）的容量应能保证连续供电30分钟。
•(2) 应急发电机组
•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 和机动性。
手动准同步并车操作； 自动并车操作。
• 调压器可保证电压条件，并车时只要调整待并机 的频率和相位。但是，不应在电网负载波动较大时 进行并车。
•检测这两个并车条件（频率和相位）的方法有同步 指示灯法和整步表法。
•§12.2 同步发电机的手动并车
• 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。
•图13-7 船舶电 站3台发电机同 步表接线图
•电抗器粗同步并车原理
•电流通常被限制在额定电流的1.2～1.4倍。并车的条件为 ：电压差U<10％Un,频差f <（1～1.5）Hz,相位差δ<180 （一般应小于90）时合闸。
•§12.3 同步发电机自动并车装置的基本原理 •13.3.1 自动准同步并车原理
• 2.检测频差、相位差和电压差，当满足允许合闸 条件时，适时地发出合闸指令。
•自动并车装置通常可分为两大部分：一部 分为频率预调，一部分为合闸控制。
•1) 频差脉动电压与相位检测原理
•滤波后为正选脉动电压：
•频差大
•频差小
•频差更小
• 波形反映出：频差大小，相位关系，电压为零的 点即为同相点。
•(3)应急发电机的自动起动控制装置
• 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。
•精品课件
•大部分船舶电站都装有PMS船舶电站功率管理系统 （PMS）（Power Management System）
•自动并车不作为一个独立装置，而是PMS的一个 单元或一部分。
•自动并车装置应具有以下功能：
• 1.检测待并发电机电压与电网电压之间的频差和 频差符号，并根据频差的大小和符号，向待并发 电机发出相应的自动整步的加速或减速信号；
•加速 •&
•&
•减速
•频率低
•(3) 合闸控制电路
•合闸控制电路把电压差允许鉴别的条件， 频差允许鉴别条件与恒定提前时间(主开关 合闸时间)捕获脉冲通过一个合闸与门,送 出合闸控制信号，使主开关合闸操作。
•13.3.2 船舶电站自动整步器
•采用模块式的船舶电站自动整步器的实例
• 船舶应急发电机组
• 自整步力矩拉入同步 。
• 去磁效应一致，电压
•
此时并车要求：Δ δ ≤ ± 15° • 相差太大，两机间产生冲击电流（ 180°最大， 0°最小）和冲击力矩，不 能牵入同步，且产生振荡（转子相对摆
动），导致逆功率跳闸，甚至损坏绕组 。
•3) 并车时电压和相位相同，但频率不相同
•合闸瞬间两台发电机电压和相位相同，只是频 率不同，如果f2>f1，则将超前δ角。
• 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10％。
•2) 频率和电压相同，相位不相同
• 假设待并发电 机电压U1的相位超 前于电网电压U2的 角度为δ。两发电 机间仍存在电压差 U。合闸后在两机 组之间产生环流。
• １号机，输出有功功 率，对原动机为阻力 矩，发电机减速。
• ２号机，吸收有功功 率，对原动机为驱动 力矩，发电机加速。
•频率和初相位相同,电压有效值不相 同
•环流IPH滞后U2对G2去 磁效应，Ｇ２电压下降
；环流IPH超前U1对G1 增磁效应，电压上升。
最终使两机并联运行于
同一电压。
• 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， 因此，IPH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并 车，合闸瞬间会差生很大的冲击电流。
✓ 待并发电机的电压频率与电网电压的频率相同； (f2=f1)
✓ 待并发电机电压相位(或初相位)与电网电压的相位一 致。(δ2=δ1)
•两台发电机并联运行
•下面将对三种条件逐一分析。
•实际接线图
•单相等效电路图
•—并车瞬间发电机等值电抗
•1) 频率和初相位相同，电压有效值不相同
•假设电网电压低于待并发电机电压，即U1＜U2。在这种 情况下投入G2时，主开关ＱＦ2两端存在电压差U。