第十三章-船舶同步发电机的并联运行

U产生IPH。产生整步转矩 自动牵入同步。
并车时一般要求将两 台发电机的频差控制 在0.5Hz之内。
电压和相位相同,频率不相同
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2020/5/11
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第四节船舶同步发电机手动并联运行分析
手动并车操作关键要检测和调整待并机的频率和初相 位，使之满足准同步并车要求。 一般通过“调速开关”来调节原动机转速，使待并机 的频率接近运行机的频率。然后进一步检测待并机与 原工作机组的频率差是否小于0.5Hz，初相位是否一致 。检测这两个并车条件的方法有同步指示灯和整步表 法。
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二、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。
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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。
.
.
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UU2U1
U
2Usin
2
U产生IPH。对G1减少有功 电流、加速，对于G2增加有 功电流、减速，牵入同步；
同时去磁、减压。
频率和电压相同，相位不相同
并车时要求相位差一 般应在15之内。
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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。
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第三节船舶同步发电机的并联运行条件分析
准确同步并车方式是目前船舶上普遍采用的一种并车方法。 为了使并联运行的交流同步发电机保持稳定地工作，每台 并联运行的发电机必须满足如下4个条件：
（1）待并机组的相序与运行机组（或电网）的相序一致； （2）待并机组的电压与运行机组（或电网）的电压大小相等； （3）待并机组电压的初相位与运行机组（或电网）电压的相位相同； （4）待并机组电压的频率与运行机组（或电网）电压的频率大小相等。
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第二节 发电机并联运行的特点
船舶同步发电机的并联运行，多为两台或多台同容量发电机并联。 这里以两台发电机并联运行为例来分析同容量发电机并联运行的一 些特点： （1）两台发电机的有功功率和无功功率总是等于负载的有功功率P和 无功功率Q，即：
同步表法是用来指示待并机与电网的电压相位差，频率 差及其方向的仪表。目前同步表有电磁式和数字式种。
电磁式同步表根据产生旋转磁场的方式，有两线圈交 叉成90º，两线圈交叉60º和三线圈式等，图13-6所示 为三线圈式同步表原理图。 图13-7是船舶电站3台发电机同步表接线图。
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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DW2两端存.在电压. 差.U。
UU2U1
IPH称为平衡电流:对G2为感 性无功，去磁、减电动势； 对G1为容性无功，增磁、增 电动势。从而使U1=U2。
机械功率，则变化与上述相反。只有同时向相反方向调节两并联机组
输入的机械功率时，才能保持电网的频率不变。
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3．单独增加一台发电机的励磁电流时，该发电机输出的无功功率增 加，而另一台发电机输出的无功功率将自动减少。此外，增加励磁电 流使空载电动势增大，而另一台发电机输出的无功功率的减少使其去 磁效应减少，两者都使电网的电压有所上升。单独减少一台发电机的 励磁电流，则其变化与上述相反。只有同时反方向调节两发电机的励 磁电流，才能保持电网的电压不变。
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第一节 概述
现代船舶大多采用交流电站，随着船舶吨位、电气化、自 动化程度的提高，电站容量也日益增加。为了满足船舶供 电的可靠性和经济性，一般的船舶电站均配置了两台以上 的同步发电机组做为主电源，并且这两台以上的发电机可 以通过公用母线向全船负荷供电，这就是通常所说的发电 机并联运行。
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实际并车时，除相序外，其他条件不可能做到完全一致,而且 必须有一定的频差才能快速投入并联运行。下面来分析这3个 并车条件。图中G1为已在电网运行发电机，G2为待并发电机。
(a)实际接线示意图
(b)单相等效电路图
图13-1 并联运行连接示意图图
P1 P2 P
Q1 Q2 Q
（2）当电网的用电负荷保持不变时，若单独增加一台发电机的输入的
机械功率，可使该发电机输出的有功功率增加；与此同时，将引起另
一台并联机组输出的有功功率自动减少。此外，由于输入的机械功率
的增加使转速升高，而另一台机组因输出的有功功率的减少也使转速
上升，结果将使电网的频率有所升高。如果单独减少一台机组输入的
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 频率和初相位相同,电压有效值不相同 10％。
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2) 频率和电压相同，相位不相同
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假设待并发电机电压U2的相位超前于电网电压U1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。
一、同步指示灯法
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1) 灯光旋转法
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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
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
。
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2) 灯光明暗法(灯光熄灭法 )
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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。
合闸时刻：当灯泡3～5秒明暗一次时,约在接近灯暗区间 的中心时。
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