船舶电气并车程序
[电气] 谈谈并车的方式!目前船上采用最多的并车方式
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1.手动准同步并车的方法是：将待并发电机的转速通过调节柴油机的油门，使到其频率与电网
频率相等，调节发电机的励磁电流，使到发电机的空载电压与电网电压相等，然后观察同步表的指针（顺时针）旋转到接近12点的位置时，按下合闸按钮使到主开关合闸，这样就完成并车任务，之后就要作负荷转移或分配。
2.利用电抗器进行并车，它放宽了准同步并车的条件，也就是通常所说的粗同步并车。
操作
方法如下：当待并机组起动后，大致调整一下频率和电压，使到频率与电网频率基本相等、电压差不多相等，就可以按下粗同步按钮进行粗同步并车，待并发电机是通过电抗器并入电网，经过5~10s的延时，确保发电机被拉入同步，通过继电器接通主开关的合闸线圈，使主开关合闸。
3.半自动并车是利用自同步装置检测并车的三个条件，当满足并车三个条件时，该装置发出
一个合闸脉冲，只要你按下了合闸按钮，主开关就能合闸完成并车任务。
4.自动并车是利用自动并车装置进行并车，只要将选择开关放在自动并车位置，就能完成自
动并车功能。
2.理论上讲讲，只要电压、频率和相位一致的几台发电机组都可以并联运行，实际上也有很多
的实例，只是现在采用越来越多的同容量机组并联运行。
并车方式分两种，一种手动，一种自动（通过PMS，即电站管理系统，自动并车只是PMS功能的一部分），手动又分楼上说的准同步、粗同步，只是现在粗同步的很少了，基本上在一些老船上还有，原理和楼上说的相似。
自动又分半自动和自动，半自动中基本上都是靠人为并车，然后PMS自动分配负荷，就是说一般是靠人完成的一半是PMS自动完成的，自动并车就比较舒坦了，配电盘选择开关（此开关一般都装在配电盘上，考虑到优先权的问题）打到自动位置，一切就由PMS自动完成了。
第五节船舶同步发电机并联运行
同步表的指针位置反映相位差，指 针转动快慢和转向反映～1524、1547～1573
接线与操作：接线 如图，接通同步表，调节 待并机油门，使指针朝 “快”的方向以3～5s转 的速度旋转，在“11点” 处合闸。 注意：同步表是短时工作 制(15分钟),并车后应断 电。
②相位不等：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）
• 1．自整步作用 • 2．要求：δ＜ ± 15° • 相差太大（180°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）， 导致逆功率跳闸，甚至损坏绕组。
频率不等：会引起有功环流，此环流可使频率相等。 但可能引起过载或逆功率。
2、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70%时、航行结 束、替换机组时，发电机退出运行－解列。 操作： 转移负载（同时调）→断主开关→停柴油机 注意：①不能带载拉电。 ②避免逆功，在5%PN下拉闸 ③防止留用机过载。（可暂停解列或先 卸掉次要负载再解列。） 1579、1580
三、直流电站：
同步表外观
③电抗器粗同步并车原理
粗同步： 并车条件适 当放宽。 原理： 并车时先通 过三相空心电 抗器连接，经 过延时（拉入 同步），然后 再合闸。 注意：电抗器X 是短时制。
• • • • • •
并车失败的原因： 1）电网电压、频率波动太大； 2）网上原有发电机处空载状态； 3）并车操作不当； 4）未能及时转移负载。 1575～1578
1522、1523、1533～1546
返回
二、船舶同步发电机手动并车和解列
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。 手动准同步并车法：依靠操作人员观察、 判断进行并车操作； 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 整待并机的频率和相位。方法是通过主配电 板的控制屏上“调速开关”调节原动机的转 速使待并机的频率接近运行机的频率（ Δf＜ ±0.5Hz ） 粗同步法：频率条件相同，相位条件较宽。
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项
船舶发电机并车的条件、手动并车的程序、并车操作注意事项一．待并发电机的电压U2与运行发电机（或电网）的电压U1之间需满足以下条件：△U=|U1－U2|≤10%U△f=|f1-f2|≤±0.5Hz或△T=1/△f≥2sδ=|δ1－δ2|≤±15°即电压的有效值偏差在±10%以内；频率偏差在±1%以内（或频差周期大于2秒）；相位差在±15°电角度以内。
二．手动并车程序：1．启动待并发电机组先检查启动条件：冷却水、滑油、燃油、启动气源或电源，然后启动待并机的原动机，使其加速到接近额定转速。
２.启动后检查发电机的三相电压用电压表测待并发电机和电网的电压，观察待并机的电压，看是否建立起额定电压（一般可不必进行调整，因有自动调压器的作用），是否缺相。
３.进行频率预调、精调接通同步表，检测电网和待并发电机的差频大小和方向，通过调速开关调整待并机组转速，使待并机与电网的频率接近。
再将同步表选择开关转向待并机，先调整频差，精确调节待并机的原动机转速，使待并发电机的频率比电网频率稍高（约0.3Hz），此时可看到同步表的指针沿顺时针“快”方向缓慢转根据同步表检测相位差，在将要达到“相位一致”时将主开关合闸，合闸指令应有提前量，提前时间为主开关的固有动作时间。
当同步表指针转到上方11点位置时，立即按下待并机的合闸按钮，此时自动空气断路动，约３ｓ转动一圈。
４.捕捉同相点、进行合闸操作器立即自动合闸，待并发电机投入电网就运行。
５.转移负责此时待并机虽已并入电网，但从主配电板上的功率表可以看出，它尚未带负载，为此，还要同时向相反方向调整两机组的调速开关，使刚并入的发电机加速，原运行的发电机减速，在保持电网频率为额定值的条件下，使两台机组均衡负荷。
６.切除同步表最后断开同步表，并车完毕。
三．并车操作注意事项１.频差不能偏大也不可太小频差偏大，比如调节频差周期为2s，虽然是允许频差，但是由于整步表指针旋转比较快，不易捕捉“同相点”，易造成较大冲击而使并车失败。
船舶电气设备及系统-大连海事大学 第13章 同步发电机的并车运行
(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。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/9/5
课件
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。
U U2U1
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
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/9/5
课件
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。
TS
1 f
波形反映出：频差大小，相位关系，电压为零的
点即为同相点
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/9/5
课件
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。
船舶电气设备及系统2013928轮机学院电气及自动化教研室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1322同步表法指针旋转一圈所需要的时船舶电气设备及系统2013928轮机学院电气及自动化教研室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
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项条件：1.发电机组的额定容量相同或相近，不能有明显的容量差异。
2.发电机组的发电电压和频率应相同，方便并联运行。
3.发电机组的相序应一致，避免相序错误造成损坏。
4.各发电机组的励磁系统应保持稳定，以确保输出电压稳定。
5.发电机组的负荷特性应一致，防止出现负载分配不均衡的情况。
步骤：1.检查各发电机组的机油、燃油、电池电量等工作状态，确保正常运行。
2.依次启动各个发电机组，并观察其运行状态，保持稳定。
3.检查各发电机组的输出电压和频率是否一致，必要时进行调整。
4.检查各发电机组的相序是否一致，避免相序错误造成相互损坏。
5.检查各发电机组的负载特性是否一致，避免出现负载分配不均衡的情况。
6.通过并联开关将各发电机组连接在一起，注意保持相序一致。
7.检查并校对发电机组的频率和电压输出，确保稳定和一致。
8.协调发电机组的负载分配，使各发电机组的负荷相对均衡。
注意事项：1.在并车过程中，应严格按照船舶的操作规程进行操作，确保安全可靠。
2.并车前应检查各发电机组的运行状态和工作参数，确保正常运行。
3.在并车过程中，应观察各发电机组的运行情况，及时发现和处理异常情况。
4.并车后应注意监测发电机组的运行状态，确保负载分配均衡，防止过载或欠载。
5.并车后应定期进行维护保养，对发电机组进行检查和维修，保持其良好的工作状态。
6.在并车过程中，应根据需要调整发电机组的励磁参数，确保输出电压稳定。
7.如有需要，可以使用自动并车控制系统来实现并车操作，提高操作效率和可靠性。
并车操作是船舶发电系统重要的一环，正确的并车操作可以确保船舶电力系统的稳定工作。
以上是并车的条件、步骤和注意事项，希望能对您有所帮助。
[电气]谈谈并车的方式!目前船上采用最多的并车方式
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[电气]谈谈并车的方式!目前船上采用最多的并车方式1.手动准同步并车的方法是：将待并发电机的转速通过调节柴油机的油门，使到其频率与电网频率相等，调节发电机的励磁电流，使到发电机的空载电压与电网电压相等，然后观察同步表的指针（顺时针）旋转到接近12点的位置时，按下合闸按钮使到主开关合闸，这样就完成并车任务，之后就要作负荷转移或分配。
2.利用电抗器进行并车，它放宽了准同步并车的条件，也就是通常所说的粗同步并车。
操作方法如下：当待并机组起动后，大致调整一下频率和电压，使到频率与电网频率基本相等、电压差不多相等，就可以按下粗同步按钮进行粗同步并车，待并发电机是通过电抗器并入电网，经过5~10s的延时，确保发电机被拉入同步，通过继电器接通主开关的合闸线圈，使主开关合闸。
3.半自动并车是利用自同步装置检测并车的三个条件，当满足并车三个条件时，该装置发出一个合闸脉冲，只要你按下了合闸按钮，主开关就能合闸完成并车任务。
4.自动并车是利用自动并车装置进行并车，只要将选择开关放在自动并车位置，就能完成自动并车功能。
2.理论上讲讲，只要电压、频率和相位一致的几台发电机组都可以并联运行，实际上也有很多的实例，只是现在采用越来越多的同容量机组并联运行。
并车方式分两种，一种手动，一种自动（通过PMS，即电站管理系统，自动并车只是PMS功能的一部分），手动又分楼上说的准同步、粗同步，只是现在粗同步的很少了，基本上在一些老船上还有，原理和楼上说的相似。
自动又分半自动和自动，半自动中基本上都是靠人为并车，然后PMS自动分配负荷，就是说一般是靠人完成的一半是PMS自动完成的，自动并车就比较舒坦了，配电盘选择开关（此开关一般都装在配电盘上，考虑到优先权的问题）打到自动位置，一切就由PMS自动完成了。
实验三 船舶电站模拟器发电机并车及调整
实验三船舶电站模拟器发电机并车及调整一、实验目的熟悉发电机组单机手动起动运行以及主开关合闸供电操作熟悉发电机组手动并车与解列操作熟悉发电机组自动起动运行、主开关合闸供电操作和自动卸载、分闸和停机操作。
二、实验仪器山东交通学院船舶电站模拟器系统三、实验原理同步发电机理想并车条件应为同步发电机与待并电网（1）相序应一致（2）频率应与电网相同E 应与电网电压U 大小相等，相位相同（3）发电机的激磁电动势在此情况下，待并机组与电网间不会产生冲击电流，这是准整步的理想情况在实际并车条件下，由于理想并车条件不能完全满足，因此应根据手动准同步并车的步骤，根据同步表的显示及发电机调速按钮，控制同步发电机的并车。
四、实验步骤起停机实验1．1#机组先运行，合闸并加上80%负载，并保持COSφ为0.8；检查汇流排的电压、频率是否为额定值（440V、60H Z）以及作出相应调节；2．在2号发电机组的控制屏上起动发电机组。
3．将2号发电机组电压频率调整至440V、60H Z左右。
4．把并车屏上并车选择开关扳至待并发电机上，同时观察同步表指示器S的转向；5．调节待并发电机的频率，使同步表按顺时针转且以3～5秒转一圈时，当转到11点钟时按下待并机合闸按钮，机组合闸并列运行。
6．并车成功后，把并车屏上并车选择开关扳至OFF位置；7．调节2号发电机组（待并机组）调速开关使其往增速方向转动，同时1号发电机组调速开关往减速方向转动，这样将1号发电机组一部分功率转移到2号发电机组（这种调节方法只转移功率而频率能保持不变），最后使两机组功率按额定容量比例分配（各机组所分配的功率比例=该机组额定功率/并联机组额定功率总和）。
8．如果要解列1号发电机组，则将1号发电机组调速开关使其往减速方向转动，同时将2号发电机组调速开关使其往增速方向转动，这样将1号发电机组大部分功率转移到2号发电机组，当1号发电机组功率减小到10%的额定功率时，就可以将1号发电机组分闸。
海上施工船舶发电机配电并车及卸载安全操作规程
海上施工船舶发电机配电并车及卸载安全操作规程
一、发电机配电
（一）配电前，值班轮机员应检查发电机及原动机是否正常。
电压及频率是否符合要求，并稳定在允许范围内。
（二）合闸配电，配电后继续调整电压及频率到额定值。
送电后，应经常检查电流、电压，频率及功率因数等。
密切观察兆欧表或接地指示灯，进行绝缘情况检查。
（三）当发电机负荷变化时，应注意发电机组运转情况。
二、发电机并车
（一）检查运行与待并机电压（电压差不大于10%）、频率（频率差不大于0.5赫兹）及相位（相位差不大于15度）是否正确并一致。
（二）打开同步开关，同时把待并机选择开关放。
第五节船舶同步发电机并联运行分解
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二、船舶同步发电机手动并车和解列
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。 手动准同步并车法：依靠操作人员观察、 判断进行并车操作； 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 整待并机的频率和相位。方法是通过主配电 板的控制屏上“调速开关”调节原动机的转 速使待并机的频率接近运行机的频率（ Δf＜ ±0.5Hz ） 粗同步法：频率条件相同，相位条件较宽。
②相位不等：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）
• 1．自整步作用 • 2．要求：δ＜ ± 15° • 相差太大（180°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）， 导致逆功率跳闸，甚至损坏绕组。
频率不等：会引起有功环流，此环流可使频率相等。 但可能引起过载或逆功率。
同步表的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 频差大小和方向。
1505、1514、1520～1524、1547～1573
接线与操作：接线 如图，接通同步表，调节 待并机油门，使指针朝 “快”的方向以3～5s转 的速度旋转，在“11点” 处合闸。 注意：同步表是短时工作 制(15分钟),并车后应断 电。
同步表外观
③电抗器粗同步并车原理
粗同步： 并车条件适 当放宽。 原理： 并车时先通 过三相空心电 抗器连接，经 过延时（拉入 同步），然后 再合闸。 注意：电抗器X 是短时制。
• • • • • •
并车失败的原因： 1）电网电压、频率波动太大； 2）网上原有发电机处空载状态； 3）并车操作不当； 4）未能及时转移负载。 1575～1578
基于PLC的船舶电站自动并车系统的设计
基于PLC的船舶电站自动并车系统的设计船舶电站自动并车系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动化系统，用于实现船舶电站的并车操作。
本文将介绍船舶电站自动并车系统的设计原理和实施方案。
一、设计原理船舶电站自动并车系统的设计原理是通过PLC控制器控制各种电气设备的运行，实现船舶电站的并车操作。
主要包括以下几个步骤：1.传感器检测：通过传感器检测船舶电站的各种参数，如电源输入电压、电流、频率等。
同时，也可以检测到电站的开关状态、发电机的运行状态等。
2.PLC控制：PLC控制器根据传感器检测到的参数，判断电站的工作状态，并根据需求控制各种电气设备的运行。
例如，当电源输入电压低于设定值时，PLC可以控制启动备用发电机。
3.并车流程：当电源输入电压、频率稳定且达到设定值时，PLC控制器可以启动各个发电机，并逐步将电负荷分配到各个发电机上，实现电站的并车操作。
在并车过程中，PLC可以根据实时的电流和电压信息进行调整，以保证电站的运行稳定。
4.报警和保护：在并车操作中，如果电站中一些电气设备出现故障或者工作异常，PLC可以及时发出警报，并执行相关的保护措施，以避免事故的发生。
二、实施方案船舶电站自动并车系统的实施方案主要包括以下几个方面：1.硬件设计：选择适合船舶环境的PLC控制器、传感器、开关等硬件设备，并进行合理的布置和连接。
同时，也需要根据电站的具体情况设计相应的电气回路，确保系统的安全可靠。
2.软件设计：根据并车系统的需求，编写PLC控制程序，实现各个电气设备的自动控制和并车流程的自动化。
在软件设计中，需要考虑到系统的鲁棒性、实时性和扩展性等方面，以确保系统的稳定运行。
3.测试和调试：在实际使用前，对船舶电站自动并车系统进行全面的测试和调试。
通过仿真和实际操作的方式，验证系统的功能和性能，并进行必要的优化和调整。
4.运行和维护：一旦系统正式投入使用，需要定期进行系统的运行和维护。
包括定期检查传感器的工作状态、PLC控制器的程序运行情况等，以确保系统的可靠性和稳定性。
船舶柴油发电机并机(车)
船舶柴油发电机并车在船上通常有三种情况需要并车操作。
一是需要满足电网负荷的需求，当单机负荷达到80%额定容量时，且负荷仍有可能增加，这时就要考虑并联另一台发电机；二是当进出港靠离码头或进出狭水道等的机动航行状态时，为了船舶航行的安全，需要两台发电机并联运行；三是当需要用备用机组替换下运行供电的机组时，为了保证不中断供电，需要通过并车进行替换。
准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）电压的初相位相同；（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。
由于在发电机组安装时已经对发电机的相序与电网的相序进行测定，保证相序一致的条件。
因此并车操作就是检测和调整待并发电机组的电压、频率和相位，使之在满足上述三个条件的瞬间通过发电机主开关的合闸投入电网。
这样就可以保证在并车合闸时没有冲击电流，并且并车后能保持稳定的同步运行。
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。
一、当频率相等、初相位一致、电压不相等时，两台发电机并车瞬间将在两机组间产生一个无功性质的环流、对两台发电机起到均压作用。
由于发电机在并车瞬间呈现很小的等值电抗，因此当电压差较大时，合闸瞬间会产生很大的冲击电流，对两台发电机和电力系统均不利。
巨大的冲击电流产生的冲击电动力，会损伤发电机电枢绕组、主开关触头，使汇流排变形等。
一般并车操作时，电压差△U不得超过额定电压的10%。
二、待并机组与运行机组电压相等、频率相等，但初相位不同，两台发电机并车瞬间在待并机主开关的动、静触头间会有一电压差，在两机组间会出现滞后电压差90°的环流，此时的环流不再是纯无功性质。
船舶发电机并车实验报告
一、实验目的1. 理解船舶发电机并车的基本原理和操作步骤。
2. 掌握并车过程中各项参数的调节和同步条件。
3. 培养实际操作技能，确保船舶发电系统安全稳定运行。
二、实验原理船舶发电机并车是指将两台或多台发电机通过同步操作，连接在同一电网上，共同为船舶提供电力。
并车过程中，必须满足以下条件：1. 相序相同：确保发电机输出的三相电流分别对应电网的三相电流。
2. 电压相同：通过调节励磁电流，使发电机电压与电网电压相等。
3. 频率相同：通过调节原动机转速，使发电机频率与电网频率相等。
4. 相位角相同：通过串入并车电抗器，使两台发电机之间的相位角接近零。
三、实验器材1. 两台同型号的船舶发电机2. 同步表3. 并车电抗器4. 控制开关5. 电压表、电流表、频率表6. 交流电源四、实验步骤1. 准备工作：- 检查发电机、同步表、并车电抗器等设备是否完好。
- 将发电机与电网断开，确保安全。
- 调整发电机励磁电流，使电压与电网电压基本相等。
2. 并车操作：- 将一台发电机（待并发电机）与电网断开，启动另一台发电机（运行发电机）。
- 通过同步表观察待并发电机与运行发电机的相位角，当接近零时，合上并车开关。
- 通过调节励磁电流，使待并发电机电压与运行发电机电压相等。
- 通过调节原动机转速，使待并发电机频率与运行发电机频率相等。
- 观察同步表，当相位角接近零时，再次合上并车开关，完成并车操作。
3. 并车后检查：- 观察电压表、电流表、频率表等参数，确保并车后发电机运行正常。
- 检查并车电抗器，确保其工作正常。
五、实验结果与分析1. 实验成功：经过多次实验，成功将两台发电机并车，并保持稳定运行。
2. 原因分析：- 实验过程中，严格按照操作步骤进行，确保了并车条件满足。
- 通过同步表实时监测并车过程，及时调整励磁电流和原动机转速，保证了发电机同步。
- 并车后，各项参数稳定，说明并车成功。
六、实验结论1. 船舶发电机并车实验成功，验证了并车原理和操作步骤的正确性。
船舶电气并车程序
船舶电气并车程序并车程序○1起动待并机组。
先检查起动条件：冷却水、滑油、燃油、起动气源或电源，然后起动。
○2起动后检查发电机的三相电压。
是否建立起额定电压，是否缺相。
○3进行频率预调。
通过调速开关调整待并机组转速，使待并机与电网的频率接近。
○4进行整步、合闸操作。
将同步表选择开关转向待并机，先调整频差，使同步表指针3S~5S转一圈；待指针转到接近红色“同相点”时按下合闸按钮。
○5转移负载。
即同时向相反方向调整两机组的调速开关，使新投入机“加速”、原运行机“减速”，直到两机功率表读数相等（同容量）。
○6最后断开同步表，并车完毕。
（4）并车整步时频差、相位差的检测方法由于发电机都有自动恒压装置，只须初始检查电压是否正常而不需要手动调节。
一般情况下相序接线也是正确的。
所以整步操作实际就是调整频差和相位差两个条件。
检测方法：有整步表法和整步灯法，整步灯法又分灯光明暗法（简称暗灯法）和灯光旋转法（简称亮灯法），所以实际是有三种方法。
多数船是同时采用整步表法与明暗法○1整步表法：如图7-5-3所示，整步表指针相对于红色“同相点”的旋转反映的是待并机电压旋转相对于静止的电网电压相量的旋转，因此指针旋转一圈的时间就是频差周期T；指针向“快”的方向旋转即为正频差，f2>f1，向“慢”的方向转即为负频差，f2<f1；指针离开“同相点”的角度，即为相位差角。
因此它可用来检测频差和相位差。
○2灯光明暗法：图7-5-4为灯光明暗法的接线原理。
三盏灯分别跨接在电网和待并机的A、B、C三相的同名相两端。
每个灯两端的电压差，由于电压差ΔU 由零到最大（ΔU=2U）周期性的变化，故三灯同时由暗到最亮的周期性的变化。
明暗一个周期的时间即为频差周期T；最暗时ΔU=0，也即同相位；最亮时ΔU=2U，为180°反相。
因此当灯光每3S~5S明暗一次（频差条件）、当接近灯光暗区的中心时（同相位条件），按下合闸按钮。
○3灯光旋转法：图7-5-5为灯光旋转法的接线原理图。
08 船舶同步发电机的并车
3
同步發電機組的併車方式分為兩類:準同步方式和自 同步方式 1.準同步併車
準同步併車方式是目前船舶上普遍採用的一種併車方式， 要求待併機組和運行機組兩者的電壓、頻率和相位都要 調整到十分接近的時候，才允許和上待併發電機主開關。 採用這一方式進行併車引起的衝擊電流、衝擊轉矩和母 線電壓下降都很小。最嚴重時可與機端三相短路電流相 同，所以併車操作應嚴格而細心，這是準同步併車方式 的缺點。
對發電機G 而言，與其輸出電流 I I H 2 2 同相的 的正方向相同，可分解 為與 U
2
及與U 垂直的無功分量 有功分量I H1 2 。對於發電機G 而言，環流I 的負 I
H2 1 H
才與G 的輸出電流 I 的正方向 值-I H 1 1 相同，如圖3 中虛線所示。 它亦可以 反相的有 分解 為兩個向量，即與U
15
3.假設電壓相等、相位相等，但頻率不相等
如圖 4 所示，當合閘瞬間 t=0 時，兩台發電機的電壓向量是 向量將超前 重合的。但是過△t時間後，因為f1>f2，所以U 2 一個角度 δ ，相位差 δ=2π(f1-f2)△t ，同樣產生一個電壓 U 1 差 U ，其結果與前一情況類似，也會出現環流。如果併車 時兩機組頻率相差不大，但由於自整步的作用，能互相拉 入同步。但如果兩機組間頻率相差太大，則由於自整步的 作用不夠，將造成失步而跳閘，嚴重時可能造成全船斷電。 所以，在併車時希望控制頻差在△f<± 0.5Hz以內，為安全可 靠。
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一.理想的併車條件
理想並車條件是待併機的電壓 u 2U sin(wt ) 與運行機(或 電網)的電壓 u1 2U1 sin(t 1 ) 之間需同時滿足如下列條件: 1)電壓的有效值相等，即U1=U2； 2)頻率相等，即f1=f2； 3)相位或初相角，即δ1=δ2； 4)相序一致。
并车
并车在船上通常有三种情况需要并车操作。
一是需要满足电网负荷的需求，当单机负荷达到80%额定容量时，且负荷仍有可能增加，这时就要考虑并联另一台发电机；二是当进出港靠离码头或进出狭水道等的机动航行状态时，为了船舶航行的安全，需要两台发电机并联运行；三是当需要用备用机组替换下运行供电的机组时，为了保证不中断供电，需要通过并车进行替换。
准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）电压的初相位相同；（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。
由于在发电机组安装时已经对发电机的相序与电网的相序进行测定，保证相序一致的条件。
因此并车操作就是检测和调整待并发电机组的电压、频率和相位，使之在满足上述三个条件的瞬间通过发电机主开关的合闸投入电网。
这样就可以保证在并车合闸时没有冲击电流，并且并车后能保持稳定的同步运行。
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。
一，当频率相等、初相位一致、电压不相等时，两台发电机并车瞬间将在两机组间产生一个无功性质的环流、对两台发电机起到均压作用。
由于发电机在并车瞬间呈现很小的等值电抗，因此当电压差较大时，合闸瞬间会产生很大的冲击电流，对两台发电机和电力系统均不利。
巨大的冲击电流产生的冲击电动力，会损伤发电机电枢绕组、主开关触头，使汇流排变形等。
一般并车操作时，电压差△U不得超过额定电压的10%。
二，待并机组与运行机组电压相等、频率相等，但初相位不同，两台发电机并车瞬间在待并机主开关的动、静触头间会有一电压差，在两机组间会出现滞后电压差90°的环流，此时的环流不再是纯无功性质。
实验二 THLCZ-1船舶同步发电机组的并车
实验二THLCZ－1船舶同步发电机组的并车船舶同步发电机组间的并车应满足一定的并车条件，如不满足理想并车条件，同步发电机的同步过程会根据同步发电机与电网间电压、频率、相角的不同而产生不同的过程及结果一、实验目的1掌握船舶同步发电机组并车的条件及手动准同步并车时的操作步骤及方法，重点掌握同步表的观测方法及发电机转速的调整方法。
二、实验仪器THLCZ-1型船舶电站综合控制系统实验系统三、实验原理同步发电机理想并车条件应为同步发电机与待并电网（1）相序应一致（2）频率应与电网相同E 应与电网电压U 大小相等，相位相同（3）发电机的激磁电动势在此情况下，待并机组与电网间不会产生冲击电流，这是准整步的理想情况在实际并车条件下，由于理想并车条件不能完全满足，因此应根据手动准同步并车的步骤，根据同步表的显示及发电机调速按钮，控制同步发电机的并车。
四、实验步骤起停机实验1．实验系统上电。
2.首先检查发电机处于哪个操纵模式。
将1号发电机控制柜上的控制方式选择开关切至手动位。
3．将励磁给定旋钮调至2.5圈位置，按下“机组起动”按钮。
4．发电机起动后45秒，励磁开关自动合闸1秒，机组电压建立。
若不能正常建压，可按下起励按钮，重新合上外部充磁开关。
将机端电压调至380V。
待机组频率缓慢上升至50Hz，若长时间不能升至50Hz或超过50Hz，可调整控制柜频率控制按钮。
5.此时控制柜上发电机运行、主开关分闸灯亮，主开关合闸灯灭。
6．按下1号机主开关合闸按钮进行合闸供电，则发电机运行、主开关分闸灯灭，主开关合闸灯亮表示合闸成功。
7．检查电网频率与电压，应为50Hz、380V。
8.合上部分负载开关。
此时系统功率因数与无功功率、有功只决定于负载情况，不存在机组间功率问题。
9.停机。
断开所有负载开关后，按下主开关分闸按钮，机组空载高速运行60秒后自动停机。
若断开所有负载开关后，按下停机按钮，机组则立即分闸停机，无高速。
并车实验1．2#机组先运行，带电阻负载1和2及电抗负载，并保持COSφ为0.8；检查汇流排的电压、频率是否为额定值（380V、50H Z）以及作出相应调节；2．在1号发电机组的控制屏上起动发电机组。
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船舶电气并车程序
并车程序
○1起动待并机组。
先检查起动条件：冷却水、滑油、燃油、起动气源或电源，然后起动。
○2起动后检查发电机的三相电压。
是否建立起额定电压，是否缺相。
○3进行频率预调。
通过调速开关调整待并机组转速，使待并机与电网的频率接近。
○4进行整步、合闸操作。
将同步表选择开关转向待并机，先调整频差，使同步表指针3S~5S转一圈；待指针转到接近红色“同相点”时按下合闸按钮。
○5转移负载。
即同时向相反方向调整两机组的调速开关，使新投入机“加速”、原运行机“减速”，直到两机功率表读数相等（同容量）。
○6最后断开同步表，并车完毕。
（4）并车整步时频差、相位差的检测方法
由于发电机都有自动恒压装置，只须初始检查电压是否正常而不需要手动调节。
一般情况下相序接线也是正确的。
所以整步操作实际就是调整频差和相位差两个条件。
检测方法：有整步表法和整步灯法，整步灯法又分灯光明暗法（简称暗灯法）和灯光旋转法（简称亮灯法），所以实际是有三种方法。
多数船是同时采用整步表法与明暗法
○1整步表法：如图7-5-3所示，整步表指针相对于红色“同相点”的旋转反映的是待并机电压旋转相对于静止的电网电压相量的旋转，因此指针旋转一圈的时间就是频差周期T；指针向“快”的方向旋转即为正频差，f2>f1，向“慢”的方向转即为负频差，f2<f1；指针离开“同相点”的角度，即为相位差角。
因此它可用来检测频差和相位差。
○2灯光明暗法：图7-5-4为灯光明暗法的接线原理。
三盏灯分别跨接在电网和待并机的A、B、C三相的同名相两端。
每个灯两端的电压差，由于电压差ΔU 由零到最大（ΔU=2U）周期性的变化，故三灯同时由暗到最亮的周期性的变化。
明暗一个周期的时间即为频差周期T；最暗时ΔU=0，也即同相位；最亮时
ΔU=2U，为180°反相。
因此当灯光每3S~5S明暗一次（频差条件）、当接近灯光暗区的中心时（同相位条件），按下合闸按钮。
○3灯光旋转法：图7-5-5为灯光旋转法的接线原理图。
只有一盏“标志灯”跨接在同名相（如A相）两端，该灯明暗所反映的情况与明暗法完全相同。
另外两盏灯分别交叉跨接在异名相两端。
由于这种连接使三个灯两端的电压差不同相
位的周期性的变化，故三盏灯依次轮流明暗，形成灯光旋转。
当f2>f1时，依
L1——L2——L3的次序顺时针旋转；f2<f1时，依L1——L3——L2的次序逆时针旋转。
可见灯光旋转法能鉴别待并机的频率的“快”或“慢”，这是旋转法的优点。
当灯光3S~5S旋转一周（频差条件）和同名相的“标志灯”暗、两异名相灯同样亮（同相位条件）时，按下合闸按钮。
如果出现灯光明暗法变成旋转法、或灯光旋转法变成明暗法，造成这种现象有两种可能，一是待并机与电网的相序联接错误；另一可能相序是正确的而整步灯接线错误。
如果整步表接线是正确的，相序错误会使整步表指针旋转很快、且不受调速控制；如果仅是整步灯接线错误则整步表应是正常工作的。
（5）并车操作注意事项
○1允许频差不能偏大也不可太小，频差偏大，比如调节频差周期为2S，虽然是允许频差，但由于整步表指针旋转比较快，不易捕捉“同相点”，易造成较大冲击而并车失败。
如果频差太小，指针转一周时间较大（例如10S），拖延并车时间。
所以频差周期调节到3S~5S，既迅速又容易成功。
还要注意，当开始接通整步表时可能会出现：表针只在某一位置振动而不旋转，这表明频率差太大，应试调节待并机频率（加速或减速），以使频差减小、指针能够旋转；或者出现指针呆滞、缓慢迂回、没有确定的转向，这是两频率接近相等，频差几乎为零，此时很难捕捉同相点，为缩短并车时间，应调节待并机加速，达到3S~5S转一圈。
○2尽量避免逆功率。
虽然不论整步表指针是向“慢”（f2<f1）或向“快”（f2>f1）的方向转，只要达到允许频差都可以合闸。
但“慢”的方向易造成逆功率跳闸，所以最好是调节到向“快”（f2>f1）的方向。
这样，合闸后待并机就能立即分担一点负荷。
○3按合闸按钮应有适当的提前相角。
即相对于红色“同相点”担前一个角度（类似于时钟的11点距12点的角度）按下合闸按钮。
这是考虑到自动开关有一定的动作时间，有提前量就可使主触头闭合时恰好是同相位，以尽量减小合闸冲击电流。
○4绝对禁止180°反相合闸。
即不能在指针转到“同相点”反方向180°处合闸，这时冲击电流最大。
不仅造成合闸失败，而且还会引起供电的机组跳闸，造成全船断电。
○5不能大于允许频差下合闸。
如果频差太大（频差周期小于2S）并车，合闸后转速快的机组剩余动能很大，两机所产生的整步力矩可能不足以将其拉入同步，结果将由于失步产生很大冲击而导致跳闸断电。
因为在允许频差下合闸，合闸后是靠整步力矩将两机组拉入同步。
对于频率稍快的发电机产生制动性力矩使其减速，频率稍慢的发电机产生驱动性力矩使其加速，一台机的油门时机组转速瞬时加快，输出电功率增加，电磁反转矩（制动转矩）增大，阻止其加快。
另一台转速稍慢的功率自动减少，电磁反转矩减小（相当于增加了一驱动转矩）而转
速加快。
所以整步操作时，频差周期不应小于2S。
○6合闸时应避开突然扰动。
当即将按下合闸按钮时，如果遇到电网电压幅度或频率突然发生波动应暂缓合闸，待稳定后再操作，不然可能会并车失败。
○7并车完毕及时断开同步表。
因为同步表只允许短时（15 min）通电使用。
总之，不论是由于操作不当或外部扰动，只要是在较大的频差或相位差下合闸都有可能造成并车失败。
（6）手动粗同步并车
手动准同步并车对操作技术要求较高，在船舶交流化发展的初期阶段，长期工作于直流船舶的工作人员对交流电不很熟悉，经常发生由于并车操作不当而使并车失败或造成全船断电，因而出现了粗同步并车方法。
由于这种并车方法对按通的相位条件要求不高，故称为粗同步并车。
粗同步并车也称电抗器并车，其原理是当调节待并机达到允许频差条件后，可在小于180°的任一相位下先在电网和待并机之间接通一限流空心电抗器X（即粗同步电抗器）。
电抗器的作用是将电网与待并机之间的非同步电压差所产生的电流限制在1.5倍额定电流以内，所以即使在任一相位下通过电抗器接通也不会造成大的损害。
同时也是利用这个电流产生整步力矩，将并联机组拉入同步。
拉入同步后再将发电机的主开关合闸，然后断开同步电抗器（电抗器只允许短时使用）。
粗同步并车的操作要掌握如下四点：（1）整步操作的频差条件和准同步并车要求一样，要达到允许频差范围；（2）在允许频差条件下，当整步表的指针转到小于180°的任何位置时，先按下粗同步电抗器按通接钮（如图7-5-6中的SB1或SB2）；（3）观察整步表指针，当指针停在红色标志点处不动时（表明在整步力矩的作用下已拉入同步），方可按下待并机主开关的合闸按钮；（4）最后断开同步表，并车完毕。