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1、第六节第六节 船舶同步发电机的并联运行船舶同步发电机的并联运行教学要求：教学要求：理解发电机并车、解列的意义，掌握发电理解发电机并车、解列的意义，掌握发电机的并车条件，发电机的并车操作程序及注机的并车条件，发电机的并车操作程序及注意事项。意事项。3.6.1同步发电机并联运行的条件同步发电机并联运行的条件3.6.2同步发电机并车的操作方法同步发电机并车的操作方法并联运行的意义：并联运行的意义：合理利用发电机容量，便于对发电机的维护管理合理利用发电机容量，便于对发电机的维护管理 船上通常有三种情况需要并车操作：船上通常有三种情况需要并车操作：1当当单单机机负负荷荷达达到到80%额额定定容容量量时时
2、，仍仍可可能能增增加，应考虑并联一台发电机。加，应考虑并联一台发电机。2进进出出港港靠靠离离码码头头或或进进出出狭狭水水道道等等机机动动航航行行状状态态时，为了航行安全，需发电机并联运行。时，为了航行安全，需发电机并联运行。3.备备用用机机组组替替换换下下运运行行供供电电的的机机组组，为为保保证证不不间间断供电，需并车进行替换断供电，需并车进行替换船船舶舶电电站站并并车车操操作作是是指指：并并车车操操作作、负负载载调调节节、稳稳定运行。定运行。一、同步发电机并联运行的特点（1）两台发电机的有功功率和无功功率总等于负载的有功和无功（2）一台变另一台跟着改变，只有同时改变才能保持电网频率、电压 P
3、187二、并联运行发电机组原动机的要求：P188三、同步发电机并联运行时术语：P188四、同步发电机并联运行的条件四、同步发电机并联运行的条件1、并车条件：三个相同，一个一致、并车条件：三个相同，一个一致电压、相位、频率相同；相序一致。电压、相位、频率相同；相序一致。要求：相序绝对必须满足，其它条件允许有小要求：相序绝对必须满足，其它条件允许有小差别。航行期间一般相序能够自动满足，其差别。航行期间一般相序能够自动满足，其它则须调控。它则须调控。2、并联条件不满足的分析、并联条件不满足的分析 电压不等电压不等：会引起无功环流，此环流可使电压相等（通过电枢：会引起无功环流，此环流可使电压相等（通过
4、电枢反应）。反应）。两机电压不等在两机间形成环流两机电压不等在两机间形成环流环流使电压环流使电压高高的发电机产生的发电机产生去磁电枢反应去磁电枢反应、电压降低电压降低，电压电压低低的发电机产生的发电机产生增磁电枢反应增磁电枢反应、电压升高电压升高，结，结果使两机电压相等。果使两机电压相等。要求：要求：U10%Ue（电抗小，一定的电压差产生（电抗小，一定的电压差产生很大的冲击环流）。很大的冲击环流）。相位不等相位不等：会引起有功环流，此环流可使相位相等。频率和相：会引起有功环流，此环流可使相位相等。频率和相位不等都会造成有功环流（通过转矩调节相等）位不等都会造成有功环流（通过转矩调节相等）o1自
5、整步作用自整步作用o2要求：要求：15o 相差太大（相差太大（180最大），两机间产生冲击电流和冲击力最大），两机间产生冲击电流和冲击力矩，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。率跳闸，甚至损坏绕组。频率不等：频率不等：会引起有功环流，此环流可使频率相等。但可能引起过载或会引起有功环流，此环流可使频率相等。但可能引起过载或逆功率。逆功率。频率不同两机具有相位差和电压差，具有自整步频率不同两机具有相位差和电压差，具有自整步作用。作用。要求：要求：f0.5Hz（T=1/f）频差小自整步作用使两机牵入同步，频差大
6、无法频差小自整步作用使两机牵入同步，频差大无法牵入同步。牵入同步。o相序不一致相序不一致o 引起很大的环流烧坏发电机，该条件引起很大的环流烧坏发电机，该条件一般可满足，航行并车不必检测。一般可满足，航行并车不必检测。结论：发电机并车时，合闸瞬间任何一个结论：发电机并车时，合闸瞬间任何一个条件不满足都会产生冲击电流，如果冲击条件不满足都会产生冲击电流，如果冲击电流太大，会造成并车失败。相位和频率电流太大，会造成并车失败。相位和频率条件不满足还会产生冲击转矩。条件不满足还会产生冲击转矩。允许有误差：小的冲击电流对并车有利，允许有误差：小的冲击电流对并车有利，即无功电流有均压作用，有功电流形成整即无
7、功电流有均压作用，有功电流形成整步转矩，牵入同步。步转矩，牵入同步。最理想合闸：是待并发电机的电流为零时。最理想合闸：是待并发电机的电流为零时。准同步并车法：观察和调整发电机的电压、频率和准同步并车法：观察和调整发电机的电压、频率和初相位，使之完全满足并车条件后并车。初相位，使之完全满足并车条件后并车。手动准同步并车法：依靠操作人员观察、判断手动准同步并车法：依靠操作人员观察、判断进行并车操作；进行并车操作；自动准同步并车：依靠自动装置完成并车。自动准同步并车：依靠自动装置完成并车。注意：调压器可保证电压条件，并车时只要调整待注意：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。方法是
8、通过主配电板的控并机的频率和相位。方法是通过主配电板的控制屏上制屏上“调速开关调速开关”调节原动机的转速使待并调节原动机的转速使待并机的频率接近运行机的频率（机的频率接近运行机的频率（f0.5Hz）粗同步法：频率条件相同，相位条件较宽。粗同步法：频率条件相同，相位条件较宽。五、同步发电机并联运行操作五、同步发电机并联运行操作1手动准同步并车手动准同步并车同步指示灯法同步指示灯法灯光法灯光法灯光明暗法（暗灯法）灯光明暗法（暗灯法）（1）电路（三个同名相灯）电路（三个同名相灯）（2）性能）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
9、或为零，灯光差很小或为零，灯光明暗度说明相位差的大小；明暗度说明相位差的大小；B灯光明暗灯光明暗变化快说明频差大、慢说明频差小变化快说明频差大、慢说明频差小。（3）合闸）合闸 调待并机的调速开关（即调油门），使灯光明暗变化慢调待并机的调速开关（即调油门），使灯光明暗变化慢（周期为（周期为35秒），灯光熄灭后（接近灯暗区中心）秒），灯光熄灭后（接近灯暗区中心）（U为为30%Ue灯灭），合闸并车。灯灭），合闸并车。（4）缺点）缺点 灯光明暗不能说明灯光明暗不能说明f2是快还是慢。是快还是慢。2灯光旋转法（亮灯法）灯光旋转法（亮灯法）（1）电路）电路（一个同名相灯，两个异名相灯）（一个同名相灯，两个
10、异名相灯）（2）性能：）性能：A.f2 f 1：三灯熄灭的顺序为：三灯熄灭的顺序为：L1L2L3L1，f2 f 1：三灯熄灭的顺序为：三灯熄灭的顺序为：L1L3L2L1；B.灯光灯光明暗旋转快明暗旋转快说明说明频差大频差大、慢慢说明说明频差小频差小，L1灯光明暗度说明灯光明暗度说明相位差的大小相位差的大小。（3）合闸）合闸 调待并机的调速开关：调待并机的调速开关：f2快减速、快减速、f2慢加速，使灯光旋转慢（周期慢加速，使灯光旋转慢（周期为为35秒），熄灭的顺序为秒），熄灭的顺序为L1L2L3L1（快向、顺时针，（快向、顺时针，防逆功率），接近防逆功率），接近L1灯熄灭区中心，合闸并车。灯熄灭
11、区中心，合闸并车。注意：注意：如果出现如果出现“灯光明暗法灯光明暗法”变成变成“灯光旋转法灯光旋转法”。或或“灯光旋转法灯光旋转法”变成变成“灯光明暗法灯光明暗法”，原原因因有两种可能：一是有两种可能：一是待并机与电网相序相反待并机与电网相序相反，另一种是另一种是同步指示灯接线错误同步指示灯接线错误。接线与操作：接线如接线与操作：接线如图，接通同步表，调节待图，接通同步表，调节待并机油门，使指针朝并机油门，使指针朝“快快”的方向以的方向以3 35s5s转的速转的速度旋转，在度旋转，在“1111点点”处合处合闸。闸。注意：注意：同步表是同步表是短时工作短时工作制制(15(15分钟分钟),并车后应
12、断并车后应断电电。同步表的同步表的指针位置反映相位差，指指针位置反映相位差，指针转动快慢和转向反映待并机与电网的针转动快慢和转向反映待并机与电网的频差大小和方向。频差大小和方向。同步表外观同步表外观同步表同步表法法同步表是用来指示待并机同步表是用来指示待并机与电网的电压相位差、频与电网的电压相位差、频率及方向的仪表。率及方向的仪表。粗同步：粗同步：并车条件适并车条件适当放宽。当放宽。原理：原理：并车时先通并车时先通过三相空心电过三相空心电抗器连接，经抗器连接，经过延时（拉入过延时（拉入同步），然后同步），然后再合闸。再合闸。注意注意：电抗器：电抗器X X是短时制。是短时制。电抗器粗电抗器粗同步
13、并车原理同步并车原理o并车失败的并车失败的原因原因：o1）电网电压、频率波动太大；）电网电压、频率波动太大；o2）网上原有发电机处空载状态；）网上原有发电机处空载状态；o3）并车操作不当；）并车操作不当；o4）未能及时转移负载。）未能及时转移负载。2、并联运行的同步发电机的解列、并联运行的同步发电机的解列当电网总负载小于单机容量当电网总负载小于单机容量70%时、航行结束、时、航行结束、替换机组时，发电机退出运行解列。替换机组时，发电机退出运行解列。操作：操作：转移负载（同时调）转移负载（同时调）断主开关断主开关停柴油机停柴油机注意：注意：不能带载拉电。不能带载拉电。避免逆功，在避免逆功，在5%
14、P5%PN N下拉闸下拉闸防止留用机过载。（可暂停解列或先卸掉防止留用机过载。（可暂停解列或先卸掉次要负载再解列。）次要负载再解列。）补充补充直流电站：直流电站：o直流发电机并车：直流发电机并车：o 1条件：电压相等（检测仪表仅电压表）条件：电压相等（检测仪表仅电压表）、极性相同。、极性相同。o 2并车：起动待并机并车：起动待并机调励磁使电压稍调励磁使电压稍高于电网电压（防逆电流、反磁跳闸）高于电网电压（防逆电流、反磁跳闸）按按下合闸按钮下合闸按钮增加并入机励磁减少运行机励增加并入机励磁减少运行机励磁转移负荷。磁转移负荷。o3解列：转移负载增加留用机励磁，同时减少解列：转移负载增加留用机励磁，同时减少解列机励磁（两机的电动势一增一减）（只增或解列机励磁（两机的电动势一增一减）（只增或只减一机励磁、负荷分配改变、电网电压增加或只减一机励磁、负荷分配改变、电网电压增加或减少）到负荷电流为零、再按下脱扣按纽或拉闸减少）到负荷电流为零、再按下脱扣按纽或拉闸停机。停机。o 4为保证负荷动态分配的均匀及并联运行的稳为保证负荷动态分配的均匀及并联运行的稳定性，直流复励发电机必须设定性，直流复励发电机必须设均压线均压线（励磁部位）。（励磁部位）。