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1、第三章 舰船同步发电机投入并联工作o第一节 概述o第二节 手动准同步方法o第三节 电抗同步方法o第四节 自动准同步原理船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件第一节 概述o通常船舶主电站由两台或两台以上型号、规格相同的发电机组成。o多台发电机并联运行状态的实现方法：n第一台发电机起动后无条件接入电网，n从第二台发电机起，依次起动，须经“投入并联”的操作接入电网。o“投入并联”也叫“并车”。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车条件o待并发电机输出电压的幅值与电网电压幅值相等；o待并发电机输出电压的频率与电网频率相等；o待并发电机输出电压的相位与电网电压的相位相等。简言之，要
2、求两发电机的电压瞬时值完全相等。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车条件o假设：n待并发电机的瞬时电压为：n电网的瞬时电压为：o条件a. b. c. 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件暂态过程o定义：待并发电机主开关闭合瞬间的电路状态。o电路变换过程n首先进入次暂态过程，电枢回路的阻抗从次暂态电抗 渐变为 ，进入暂态， 再渐变为 ，进入稳态。n当发电机转子无阻尼绕组时，无次暂态，仅从 渐变为 。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车条件分析-等值电路船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件（1）U应限制在发电机额定电压的10以内。 船舶电站第03章舰
3、船同步发电机投入并联工作课件（2）并车的相位条件是 15电角度。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件（3） 允许频差在额定频率的1以内。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件实用的并车条件电压幅值偏差在 10%以内，频率偏差在 1%以内，相位差在 15电角度以内。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车方法分类o准(确)同步法n直接按上述三条件实现并车的方法。n可分为手动准同步法和自动准同步法两种。o电抗同步法或粗同步法n通过增加并车电抗器及相应附属电器使并车条件适当放宽，操作较为简捷的一种并车方法。n这是目前我国船舶广泛应用的一种并车方法。船舶电站第03章舰船同
4、步发电机投入并联工作课件第二节 手动准同步方法o定义：n由操作人员观察仪表、指示器并相应手动调整有关参数，使待并发电机满足准同步并车三条件，并在恰当时刻完成待并发电机接入电网(待并发电机的主开关闭合，也叫合闸)的操作，叫做手动准同步并车(操作) 。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件手动准同步并车步骤是: o第一步，起动待并发电机，加上励磁，建立电压。o第二步，观察电压表。n电压表有两个，一个指示待并发电机输出电压，另一个指示电网(汇流排)电压。n判断两电压表指示的电压偏差是否在 10%以内，若两者偏差过大，则应手动调整待并发电机调压器的有关旋钮或手柄，使Ug接近Un。船舶电站第03
5、章舰船同步发电机投入并联工作课件o 第三步，观察频率表。n频率表有两个。n判断频率偏差是否在 1%以内。若偏差过大，则应手动调整待并发电机的原动机转速。n 实船操作时，调整待并发电机的参数时，通常使Ug略大于Un，fg略大于fn 。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件o第四步，检测相位差。 检测相位差有两类指示器n一类为指示灯。即灯光明暗法和灯光旋转法。n另一类指示器是同步表，也叫整步表或同步指示器。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件(1)灯光明暗法 U=0，指示灯不发光。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件(2)灯光旋转法灯1灭，灯2和灯3亮度相同，表示=0。
6、船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件(3)同步表法 =0，指针指示钟表12时位置上。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件同步表法接线图同步表法接线图 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件o第五步，选择恰当时刻合闸。o开关固有动作时间n主开关从接受合闸指令到真正闭合电路有一个时间延滞ts。n大小约在0.1S这个数量级。n为了使合闸时刻=0，发合闸指令应取一定的时间或相位差提前量。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件结论o并车操作包括观察仪表，调整(电压和频率)及选择恰当时刻合闸；o全过程能否快速、理想地完成，取决于操作人员的素质和经验；o为了降低操作难度
7、，保证人工操作的安全性，产生了电抗器并车的方法(粗同步并车法)。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件 第三节 电抗同步方法o原理：n放宽了准同步并车的条件，其中电压条件不变，频率条件放宽到f在 3%以内，相位条件放宽到180 ，即几乎不受限制。n因此，又称为粗同步并车方法。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件粗同步并车过程o当起动待并发电机G,并建立电压后，检测并车条件(放宽了的)，若满足条件，首先合上S2，使G通过并车电抗器LS接入电网。电抗器限制了并车冲击电流，保证了投入并联的安全性。经一定时间的整步作用，再合上Q，并且打开S2，完成整个并车操作。船舶电站第03章舰船同
8、步发电机投入并联工作课件二、并车电抗器o作用：n限制并车条件放宽后可能出现的过大的并车冲击电流。o要求：n在通过大电流的条件下，电抗值应能稳定不变。n电抗器必须有较大的电抗值；船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件电抗器值计算o忽略发电机电枢电阻及并车电抗器电阻；o设两发电机次暂态电抗相同，为 ； o开关S2闭合瞬间产生环流的直流分量仅持续几十毫秒，因此并车电抗器主要用来限制冲击电流的交流分量。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件o冲击电流的交流分量 为 -为电网或发电机每相额定电压有效值; -为并车瞬间存在的相位差; -并车电抗器LS的电抗值。 船舶电站第03章舰船同步发
9、电机投入并联工作课件考虑最恶劣的相角条件，即 采用标幺值(相对单位制)时式中: -线电压额定值，V; -发电机额定相阻抗值，; -发电机额定线电流，A。所以：船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件几点说明：o尽管并车电杭器是根据=180条件计算的，但我们已经知道角越大，自整步作用就越小，而有可能使发电机长时间不能达到同步。因此，实际粗同步操作时，限制在90以内才能保证并车的成功。o 并车电杭器有标准产品，系统设计时可按计算值选用。o 不同类型、不同功率的发电机组并车时，应根据使用要求规定并车方向，考虑相应的措施。为安全起见，粗同步并车电抗器应按功率小的机组设计。船舶电站第03章舰船同步
10、发电机投入并联工作课件并车接触器的选择步骤：o(1)初步选定接触器型号，从相应产品目录或资料中查出接触器触头热容量值 ，单位为o(2)取并车电抗器工作时间top =(68)s，作为接触器的持续接通时间，求出接触器允许短时冲击电流值I1(单位kA)o(3)按 原则，确定接触器额定容量。船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件自动准同步原理o自动准同步并车装置的功能n检测准同步并车的条件是否满足。n条件满足时，允许发合闸指令，应含有适当提前量。n当频率条件不满足时，应能根据频率差的方向及大小向待并发电机组发出调整信号。n当电压条件不满足时，由发电机自动电压调整装置进行自动调整。n相角条件是动
11、态条件，不满足要求时不必调整，只需等待一段时间。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车方法o模拟量并车方法：根据交流电压的模拟信号来检测并车条件，实现自动并车操作的方法。 o数字量并车方法：利用计算机技术，根据数字信号实现的自动并车方法。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件模拟量方法o待并发电机电压瞬时值为o电网电压瞬时值为o差频电压o差频电压瞬时值 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件锯齿波差频电压船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件用差频锯齿波鉴别差频符号船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课
12、件两相位鉴别法 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件 移相鉴别原理和波形图船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件并车合闸指令的提前量o提前量由主开关固有动作时间决定。o有两种使提前量等于主开关固有动作时间的方法：恒定提前时间法和恒定提前相角法。 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件恒定提前相角的实现 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件恒定提前相角电路原理及波形 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件恒定提前时间法船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件自动准同步并车装置原理框图船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件数字量方法o频率差检测船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件数字量方法o频率调整 o相位差检测与合闸控制 船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件相位差检测流程图船舶电站第03章舰船同步发电机投入并联工作课件
