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-

轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
两台发电机并联运行
下面将对三种条件逐一分析
2020/1/5
实际接线图
x
'' 1
,
x
'' 2
并车瞬间发动机等值电抗
单相等效电路图
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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。
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％。
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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。
2020/1/5
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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。
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§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。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。
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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。
电压和相位相同,频率不相同
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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。
UU2U1
环流IPH滞后U2对G2去磁 效应，环流IPH超前U1对 G1增磁效应，最终使两 机并联运行于同一电压。
频率和初相位相同,电压有效值不相同
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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。
B 2 2 4 0 C 1 1 2 0
U3

2Usin
120 2
uL
uL3
uL1
uL2

U1 2U sin 2
120
U2 2Usin 2
U3

2Usin
120 2

L1
L3
L2
2t1t (21)t 2(f2 f1)t
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•2号机，输出有功功率，
对原动机为阻力矩，减
速。
•1号机，吸收有功功率，
对原动机驱动力矩，加
速。
•自整步力矩拉入同步。 •去磁效应一致，电压 仍相等
.
.
.
UU1U2
U 2U sin
2
并车时要求相位差一般应在15之内。
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图13-7 船舶电站3台发电机同步表接线图
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电抗器粗同步并车原理
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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。
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§13.1 并车的条件及分析
并联运行的条件为：
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1.待并发电机的电压与电网(或运行机)电压的 相序一致；
2.待并发电机的电压与电网电压的有效值相 同;(U2=U1)
3.待并发电机的电压频率与电网电压的频率相 同;(f2=f1)
4.待并发电机的电压相位(或初相位)与电网电 压的相位一致。(δ2=δ1)
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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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。
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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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。
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第13章 同步发电机的并车运行
§13.1 并车的条件及分析 §12.2 同步发电机的手动并车 §12.3 同步发电机自动并车装置的基本原理
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本章重点
讨论了同步发电机机准同步并车的 四大条件： 相序相同、电压相等、频率相等、 相位相同。
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。来自轮机学院电气及自动化教研室
U 2U sin
2
A2 A10
U1

2U

sin 2
B 1 2 4 0 C 2 1 2 0
U 22 U sin2 4 0 2 1 2 02 U sin 1 2 0 2
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
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1) 灯光旋转法
2020/1/5
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