第13章 同步发电机并车运行
同步发电机并联运行的条件
同步发电机并联运行的条件
船舶同步发电机并联运行时，待并发电机组与运行发电机组之间必须满足如下条件:
(1)待并发电机的电压有效值U，与运行发电机的电压有效值U相等，即U，=Us
(2)待并发电机的频率f与运行发电机的频率f相等，即f=f。
(3)待并发电机电压的相位8，与运行发电机电压的相位δ一致，即δ1=δ2。
(4)待并发电机电压的相序与运行发电机的相序相同。
由于船舶发电机在安装时已经对发电机的相序及电网的相序进行了测定，保证了相序一-致的条件，通常船舶发电机的并联运行时，并不检测相序条件。
准同步并车操作就是通过检测和调整待并发电机组的电压、频率和相位，使之在基本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人并联运行。
下面来分析这三个并车条件。
同步发电机并联运行连接示意图和单相等效电路图，G为已在电网运行发电机，G为待并发电机。
《发电机的并车运行》课件
并车运行是实现多台发电机组联 合供电的重要手段，能够提高电 力系统的稳定性和可靠性。
并车运行的目的
提高电力系统的供电能力
提高电力系统的可靠性
通过将多台发电机组并车运行，可以 增加系统的总装机容量，从而提高电 力系统的供电能力。
并车运行可以增强电力系统的容错能 力，当某台机组出现故障时，其他机 组可以继续承担负荷，保证电力供应 不中断。
调整发电机的相位，使其与系统相位 相匹配。
调整发电机的频率，使其与系统频率 相匹配。
进行并车操作
确保发电机已经准备好并车操 作，包括检查发电机的控制和 保护系统是否正常工作。
按照并车操作步骤进行操作， 包括合闸、并车等步骤。
并车后，检查发电机的运行情 况，包括电压、电流、功率等 参数是否正常。
04
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详细描述：某电厂在并车运行操作中，通过严格遵循操作 规程，确保发电机组的安全稳定运行，实现了并车操作的 顺利完成。
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总结词：操作规范
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详细描述：该电厂在并车运行操作中，注重操作规范，严 格按照操作规程进行，避免了因操作不当引起的安全事故 。
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实现负荷均衡分配
在并车运行状态下，系统负荷会被均 衡地分配到各台发电机组上，避免某 台机组过载或欠载的情况发生，确保 系统稳定运行。
并车运行的原理
同步并车
在并车运行时，各台发电机组的电压、频率、相位必须保持一致，才能实现并车。通过调 节各机组的励磁电流和输出电压，使它们逐步接近并最终达到同步状态，然后进行并车操 作。
负荷均衡分配
在并车运行过程中，系统会自动将负荷均衡地分配到各台机组上。通过自动调节各机组的 输出功率，使各机组承担的负荷量大致相等，保证系统稳定运行。
同步发电机并联运行条件及其方法
同步发电机并联运行条件及其方法单机供电的缺点：①不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和牢靠性(发生故障就得停电);②无法实现供电的敏捷性和经济性。
这些缺点可以通过多机并联来改善。
通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。
现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。
并网运行(Parallel Operation)优点：①提高了供电的牢靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
②提高了供电的经济性和敏捷性。
③提高了供电质量，同步发电机并联到电网后，它的运行状况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网全都而不能单独变化。
一、并网条件把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。
在并车时必需避开产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网患病干扰。
并网条件：① 电压有效值应相等即U=U1；② 频率和相位应相等f=f1、j =j1；③ 双方应有全都的相序。
若以上条件中的任何一个不满意则在开关K的两端，会消失差额电压，假如闭合K，在发电机和电网组成的回路中必定会消失瞬态冲击电流。
上述条件中，除相序全都是肯定条件外，其它条件都是相对的，由于通常电机可以承受一些小的冲击电流。
二、并联方法并车的预备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。
通常用电压表测量电网电压，并调整发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。
再借助同步指示器检查并调整频率和以确定合闸时刻。
同步指示器法(1) 灯光明暗法将三只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间。
并车方法为：①通过调整发电机励磁电流使得发电机的端电压等于电网电压；②电压调整好后，假如相序全都，灯光应表现为明暗交替，假如灯光不是明暗交替，则说明相序不全都，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序全都；③通过调整发电机的转速转变其频率，直到灯光明暗交替非常缓慢时，说明和电网频率已非常接近，等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。
发电机并车原理
发电机并车原理一、引言发电机并车是指将多台发电机连接到一个电网中，共同向电网供电。
它在电力系统中具有重要的作用，可以增加供电可靠性和供电容量。
本文将重点介绍发电机并车的原理及其工作机制。
二、发电机并车的原理发电机并车的原理主要涉及两个方面：电流方向及相位同步。
1. 电流方向在发电机并车中，必须确保各个发电机产生的电流方向一致，即集电环、刷环等电流传输部件的连接方式应相同。
一般情况下，发电机通过同步装置连接到电网上，确保其输出电流的方向与电网电流方向一致。
2. 相位同步在发电机并车中，各个发电机的输出电压必须同步，确保产生的电流同步注入电网。
为了实现相位同步，需要使用同步装置，如同步发电机的自动调压器和自动同步器等。
这些设备可以确保发电机的输出电压与电网电压相位一致，使得电流可以合理地流入电网。
三、发电机并车的工作机制发电机并车的工作机制主要分为以下几个步骤：1. 发电机起动首先，每台发电机都需要进行起动操作，使其产生电能。
一般情况下，发电机会使用柴油发动机或水轮机等动力装置进行起动。
在起动过程中，发电机会逐渐达到额定运行速度，并产生正常的输出电压和电流。
2. 检测电网状态在发电机起动之后，需要检测电网的状态，包括电流、电压、频率等参数。
这些参数将用于判断电网的需求，并调整发电机的输出电压和频率等参数。
3. 调整输出参数在检测到电网状态后，发电机将根据电网的需求，通过自动调节装置，调整输出参数。
这包括调节输出电压、频率等，以满足电网的需求。
4. 相位同步在调整输出参数后，发电机需要确保其输出电压与电网电压的相位一致，使得电流可以顺利注入电网。
通过同步装置的作用，发电机可以自动根据电网的相位进行调整，实现相位同步。
5. 平衡负载一旦发电机实现了相位同步，并且输出电压和频率与电网相匹配，就可以将其连接到电网上，共同向电网供电。
多台发电机连接在一起，可以分担负载，提高供电可靠性和容量。
6. 运行监控在发电机并车过程中，需要对每台发电机进行监控，确保其稳定运行，并及时发现并解决故障。
船舶同步发电机的并联运行
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频率预调
自动并车装置需要有一个频差符号自动检 测和调速控制电路来取代上述手动操作， 称为频率预调
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
自动并车 装置分为
✓ 频率预调 ✓ 合闸控制
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频差脉动电压与相位检测原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
U = U2 – U1
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
两台发电机并联运行
频率和初相位相同，电压有效值不相同
• 环流IPH滞后U2对G2去磁效应 • 环流IPH超前U1对G1增磁效应
两机并联运行于同一电压
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
自动准同步并车原理 频率预调
检测频差方向 移相法
当待并机频率低于电网频率（即f <0）
U S 到达最大值时间较 U S 提前
利用两个鉴幅器即可检测出频差方向
U S UW U S
UW
Uf
频率高
UW U S
UW US
频率低
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
同步发电机组并车的条件和操作流程
英文回答：Synchronization of generator units is conditional on the mechanical and electrical parts of the generator units remaining in normal working condition without any malfunctions or anomalies。
The power and frequency of the generator units to be joined should match the grid to be connected， and the power and frequency synchronization should be achieved through adjustments to the generator units ' magnetic and velocity systems。
The generator units of the same vehicle must have a good state of insulation with the main line attached to the network and must first perform a pressure resistance test and an insulation resistance test。
It is also necessary to ensure that the mechanical rotors of the waiting generators are synchronized with those of the grid—connected generators。
Synchronization of generator sets and vehicle operation is only possible if all the above conditions are met。
船舶交流同步发电机并车方法
(1)手动调节待并发电机励磁电流，使其端电压与电网电压相同或稍高一点；
(2)接通整步表(或同步指示灯)。调节待并发电机转速，使其频率略高于电网频率(要求频差在0．5Hz之内，即整步表指针顺时针转一圈或同步指示灯明暗一次的时间在2s以上)；
3)粗同步法
粗同步法是待并发电机的电压、频率、相位与电网的电压、频率、相位接近时，使待并发电机串一电抗器并入电网，并拉入同步的并车方法。此法由于发电机经过电抗器并入电网，可以大大减小并车时因电压差、频率差及相位差所造成的冲击电流，因而对并车条件的要求可以放宽一些。
粗同步法并车操作步骤如下；
粗同步并车的电抗器切除又分为手动及自动两种。这种方法，由于并车条件要求较宽，操作容易，因此很多船舶都用粗同步法并动为并车装置来检测、调节待并发电机的频率、相位(电压可由调压器来保证)，是满足并联条件时自动合闸的一种方法。这种方法方便、准确，对电网的冲击小，但设备复杂，维护技术要求高。它适用于并联发电机组数量多、功率大、要求高的船舶电站。自动准同步并车是自动电站的一个重要环节。
以二台以上并联运行，同时向电网供电。并联运行必需满足一定的条件，而且要按照一定的操作程序进行。
交流同步发电机并联运行条件
交流同步发电机必须满足下列条件，才能并联：
1、相序一致：待并发电机必须与电网相序一致'(检查相序可用相序表)，出厂时，各台发电机的相序都已检查，校对一致了，因此实际并车操作时，不必再检查相序；
(3)当整步表指针即将接近零位(或灯光明暗法接近全暗)时合闸;
(4)增大刚并上的发电机组油门，同时减少原来电网上发电机组的油门,转移负载，使电网上各发电机组合理分配有功负载； ‘
(5)断开整步表(或同步指示灯)。
电机学CAI-同步机(十三章)
5、当旋转极其缓慢，在直接相灯光变暗时合闸
并车完成 优点：此法可看出电机频率比电网高还是低
交叉接法实验现象
准确整步法的优点：投入瞬间电网和电机没有冲击
缺点：整步过程比较复杂费时
自整步法：
步骤： 原动机带至n≈n1 不加If下电枢接入电网（此时励磁绕组通过 电阻短接）
空载运行、功率调节 加If，使发电机的转子牵入同步
§13.1 同步发电机的并联运行
并联运行的优点：
提高电网质量：U=const、f=const，无穷大电网或
无穷大汇流排 减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量
可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂
运行经济性 可以提高电厂建设的效益，根据工农业的发展增加
发电机台数
提高用电可靠性：单机运行方式、大容量负载、故 障检修等情况对电网影响小
节If的大小，就可以改变发电机输出无功
功率的大小和性质。
三、同步发电机的V型曲线
在P=const时，Ia=f(If)的关系曲线 P↑→曲线上移 曲线最低点：Ia最小， cosθ=1，正常励磁 If>If1，过励状态 If<If1，欠励状态。存在
Ia
稳定极限
If1
If
课时小结
1、如何调节同步发电机输出的有功功率？
偏离原先的运行点，而当干扰撤去后,电机又能自行 回到原先的点继续工作，就叫做电机的静态稳定。
分析：如图a点为稳定点，d点为不稳定点
P M 制动
b a d
P1 驱动
c
静态稳定条件 dP 条件： M 0 （曲线上升部分） d E0U dP M 比整功率： Pss cos d xs
3
船舶同步发电机的并联运行
并联运行是指多台发电机组同时 接入电网，共同承担负载的供电
方式。
并联运行需要满足一定的电气条 件，包括电压相等、频率相同、
相位一致等。
并联运行的电气原理基于基尔霍 夫定律和欧姆定律，通过电路的 串联和并联实现电能的传输和分
配。
并联运行的稳定性分析
并联运行的稳定性是指多台发电机组在并联运行时，能够保持稳定运行状态的性能。
并联运行中的负载不均衡问题
总结词
详细描述
负载不均衡问题是船舶同步发电机并 联运行中的另一个关键问题，可能导 致部分发电机过载或运行效率低下。
在多台发电机并联运行时，由于负载 分配不均，可能会导致部分发电机过 载，而其他发电机仍处于轻载或空载 状态。这种不均衡的负载分配不仅会 影响发电机的使用寿命，还可能降低 整个电力系统的运行效率。
为确保并联运行的稳定性，需要对各发电机的输出进行实时监测和控制，以保持 电压、频率和相位的均衡。此外，应定期对发电机进行维护和检查，确保其性能 稳定。
船舶同步发电机与辅助设备的并联运行实例
在船舶同步发电机与辅助设备（如变压器、电动机等）的 并联运行中，需要特别注意各设备的电气特性和运行参数 。例如，变压器的变比、电动机的功率和电压应与发电机 相匹配。
船舶同步发电机的并联运 行
• 引言 • 船舶同步发电机的并联运行原理 • 船舶同步发电机的并联运行特性 • 船舶同步发电机的并联运行实例 • 船舶同步发电机的并联运行问题与解
决方案 • 总结与展望
01
引言
船舶同步发电机的概述
船舶同步发电机
船舶电力系统中的主要电源，通过柴 油机或燃气轮机驱动，为船舶提供稳 定的电力。
通过并联运行，可以更加合理地分配 负载，避免单台发电机过载运行，从 而降低能耗。
同步发电机并车条件
同步发电机并车条件1. 嘿，你知道同步发电机并车不？就像两个人一起推车，得劲儿往一处使才行呢。
这第一个条件就是电压相等。
你想啊，如果电压不一样，就好比一个大力士和一个小瘦子一起推车，一个劲儿大一个劲儿小，车肯定走得歪歪扭扭的，搞不好还得出乱子。
比如说，在工厂里，如果两台发电机电压不相等并车，那机器可能就会一会儿转得飞快，一会儿又慢下来，这产品质量肯定没法保证呀。
2. 同步发电机并车啊，还有个条件叫频率相同。
这频率就像人的心跳一样，得是一个节奏。
要是不一样，就像两个人跳舞，一个跳快四步，一个跳慢三步，那还能好好跳吗？根本没法配合呀。
我给你举个例子，在电站里，如果两台发电机频率不同就并车，那电网就会像抽风了一样，电灯可能一闪一闪的，电器说不定也会被搞坏，这可太糟心了。
3. 再说说相序一致这个条件。
相序就像是排队的顺序，大家得按规矩来。
要是相序不一致，就好像一群人排队，有的正着排，有的倒着排，那不就乱套了吗？就像在建筑工地上，要是相序乱了并车，那些大型机械可能就不听使唤了，本来要吊起的东西可能就会掉下来，这多危险啊。
4. 同步发电机并车，电压的相位得相同。
这相位啊，就像是跑步时候的起跑点。
如果相位不一样，就好比两个人赛跑，一个在起跑线，一个已经跑出去一段了，这比赛还能公平吗？在医院里，如果相位不同的发电机并车，那些精密的医疗设备可能就会出故障，这可关系到病人的生命安全呢，可不能马虎。
5. 咱们说这同步发电机并车的条件，就像一群小伙伴要一起完成一件大事，大家得各方面都协调好。
电压相等就像大家的力气得一样大。
我有个朋友在发电厂工作，他就跟我说过，要是电压不等，就像一群人抬东西，有人抬得高有人抬得低，那东西能平稳抬走才怪呢。
6. 频率相同这个条件啊，就像大家唱歌得在一个调上。
你能想象一个合唱团，有人唱高音调，有人唱低音调，那唱出来的歌得多难听吗？在船舶上的发电机也是这样，如果频率不同就并车，船上的设备可能就会像喝醉了酒一样晃悠，这航海可就危险喽。
柴油发电机组并联运行
并联运行是一种常见的电力运行 方式，用于提高电力系统的可靠 性和稳定性。
并联运行的特点
提高电力系统的可靠性和稳定性
01
通过并联运行，当一台发电机组出现故障时，其他机组可以继
续运行，确保电力系统的稳定。
优化资源配置
02
通过并联运行，可以实现各机组之间的负载分配，使资源得到
更加合理的利用。
需要配置并车装置
在并列运行之前，应 该先检查发电机的控 制面板、电源和电缆 是否正常连接，并且 接触良好。
06
柴油发电机组并联运行常 见问题及解决方案
发电机组无法并联运行
总结词
当柴油发电机组并联运行时，如果无法实现同步并机，会导致整个系统无法正常运行。
详细描述
造成发电机组无法并联运行的原因可能包括机械故障、电气故障或控制系统故障。机械故障可能包括发动机故障 、齿轮箱故障等；电气故障可能包括发电机绕组故障、励磁系统故障等；控制系统故障可能包括调速器故障、断 路器故障等。
同步发电机并联运行
将一台同步发电机的输出通过断路器连接到母线上，母线 电压与同步发电机电压之间的相角差为0，实现并联运行 。
相角差的影响
相角差会影响并联运行时母线电压的稳定性，如果相角差 较大，会导致母线电压波动较大，影响整个系统的稳定性 。
并联运行的条件
同步发电机并联运行的条件是相角差为0，频率和电压幅 值相同。如果条件不满足，会导致并联运行失败，甚至损 坏设备。
并联控制系统可以实现对发电机组的自动启动、停机、负载分配等功能，提高整 个发电机组系统的效率和可靠性。
负载分配装置
负载分配装置是用于将电力系统中的负载合理分配给各台发 电机组的设备，以实现负载的均衡分配和电能的优化利用。
31电机学-同步发电机的并联运行02
同步发电机的并联运行➢无限大电网无限大电网：现代电网的电压和频率可以看作是不变的，即U=常数，f＝常数，称为无限大电网，所以无限大电网实际上相当于一个内阻抗等于零的恒频、恒压电源。
➢并联投入条件1.发电机的电压幅值等于电网电压幅值，而且波形一致。
2.投入时，发电机的电压相位与电网电压相位一致。
3.发电机的频率等于电网的频率。
4.发电机的相序必须与电网相序一致。
§11-2 同步发电机并联投入的条件和方法➢并联投入方法整步过程：把发电机投入到电网所进行的操作过程称为整步过程（或称并车)。
整步方法：准整步和自整步。
准整步：把发电机调整到完全合乎并联投入条件，然后投入电网，这种方法叫准整步。
自整步：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向(和定子旋转磁场的转向一致)把发电机拖动到接近同步速旋转，把励磁绕组通过一限流电阻短路(不加励磁)，然后把发电机投入电网，并立即加上励磁，依靠定、转子间形成的电磁力矩，把转子自动地拉入同步。
同步发电机的并联运行§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式P 1= ( pm+ pfe+ pad) +PMP 2=PM-PcuaP2= mUI cosϕE 0 U cos ϕ + Ir a = E δ cos ϕ'P M= mE δ I cos ϕ'图11-7 隐极同步发电机电动势相量图 jI x s E δ jI x σ UI r aϕ' I➢ 转矩方程式T 1 = T 0 + T MP 1 = p fe + p m + P M Ω1 Ω1 Ω1Ω = 2π n 1 = 2π f (机械弧度/ 秒) 1 60 p同步发电机的并联运行§11-4 同步发电机的功角特性功角特性是同步电机并网运行的基本特性之一。
通过功角特性，可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率，还可以用它来分析静态稳定等问题。
功率角：指励磁电动势E 0和电网电压U 这两个向量之表示。
同步电机3
（三）若È0与Ù大小不等，或相位不同，把发电机投入机 与电网中产生一定的冲击电流。最严重时，该电流可达
额定电流的20-30倍。
(四) 相序相同
È0与Ù大小不等 相位不同
综上所述，为了避免投入并联时引起电流、功率和转矩的 冲击，最好同时满足上述五个条件。
Ff1→E0；忽略漏抗，Fδ→Eδ≈U。 功角θ≈θi：是励磁磁动势Ff1和定 子合成等效磁动势Fδ两个空间相 量之间的夹角。
电网
发电机
2）理论分析：
采用直接接法，每组灯上电压相同 U& U&2 U&1
假设发电机与电网的电压幅值相同，而频率不同
假定U2 U1, f2 f1 若f2 f1 U&2相对U&1角速度：2 1
1 2f1
2 2f2
U&2、U&1重合：U 0 U&2、U&1反相：U 2U1
•Tem—发电机电磁转矩、制动转矩
表明：发电机负载运行时，从原动机输入到发电机的转矩T1， 应克服阻力转矩、制动转矩和对应于负载的阻力转矩Tem做功， 从而通过发电机将机械能转换成电能输出。
6.4.3 功角特性
在许多场合下，常常用发电机的励磁电动势E0，端电压U、E0 和U之间的功率角θ以及电机的参数来表示电磁功率。 稳态功角特性：同步发电机并入电网后，当E0和U保持不变时， Pem=f(θ)。 功角特性是同步电机的基本特性之一。通过它可以研究同步电 机接在电网运行时发出的有功功率，并进一步揭示机组的稳定性 和阐明发电机状态与电动机状态之间的联系和转化。 下面先研究不计电枢电阻时的功角特性。
※思考：同步发电机的并联和变压器的并联有何异同？
相同点：相序一致、电压相等、f 接近 不同点：
同步发电机的并联运行(2)
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
3）优点：合闸时没有冲击电流。 4）缺点：操作较复杂。 5）现代发电厂通常装有更精密、便于观察的同步
指示器或相应的自动化装置，以减少并联投入 时发生误操作。
方法
2.自整步法：满足部分并网条件的投入方法。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法 2）灯光旋转法 ■不满足并网条件时灯光旋转法的现象及其调节
c.相序不同：三个相灯同时亮或暗。需对调发电机或
电网的任意两根接线。
d.相位不等：不交叉的相灯不是最暗。需微调转速。
■方法
a.调节发电机的转速改变频率，直到灯光旋转十分缓
慢时，说明频率已十分接近；
U 3
U CG
U BS
U CS
U AG U1
U AG U AS
G S
U CS
U CG
U BS
U BG
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
1）暗灯法 ■不满足并网条件时暗灯法的现象及其调节 a. 频率不等：相灯呈现同时暗、同时亮的交替变化，
频率相差越大，明暗相间的时间就越短。需调节 原动机转速以改变发电机频率，直至明暗相间的 时间很长。
c.如果相序一致，灯光应表现为明暗交替。如果灯
光不是明暗交替，则说明相序不一致，应调整发 电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相 序一致；
d.等待灯光完全熄灭的瞬间（相位相同），即可合
闸并车。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
第章船舶同步发电机的并联运行
二 船舶同步发电机的准同步并车
1 准同步并车条件 三相交流同步发电机准同步并车时，最理想的情况 是满足如下三个条件： 1）侍并机组的电压与运行机组（或电力网）的电压大 小相等： 2）待并机组的频率与运行机组（或电力网）的频率数值相等； 3）待并机组电压的初相位与运行机组（或电力网）电 压的相位一致。
由鉴幅器实现检测
在同一个脉动电压瞬时值Us 和
时，有两个与之对应的
角（
q
q ’），其中只有 q才是越前于重合时刻的相角，符合要求。
因此，在设计电路时应考虑在鉴幅器的输出电路后一级加一个 单向微分电路，使之只能检出单向的脉冲，也就是越前相角信
号，只有负脉冲（即恒定越前相角信号）得以输出去触发合闸 控制回路。
1）灯光明暗法：
将三个（也可以只用两个）指示灯L1、L2、L3、在 开关的两端分别接在发电机和电网的对应相上。 每个指示灯两端的电压就是每一对应相之间的电 压差U，在并车条件的讨论中己说明过，当存在 电压差、频率差和相位差时，在发电机主开关两 端都会出现电压差，三个指示灯都会发亮。因为 灯泡上所加电压的大小是随相位差而变的，所以 三个指示灯随着相位 差的变化而同时忽亮忽暗。 频差越大，灯泡亮、暗变化越快：频差较小时， 灯泡亮、暗变 化变慢。 同步标志：
（3）捕捉合闸时刻，要考虑主开关固有动作 时间，相应地提前发指令。
组成：见框图
二 脉动电压及其与自动并车
条件的关系
1 脉动电压的形成
所谓脉动电压指待并发电机电压频率与电网电压频 率不一致但相差不大，并发电机电压与电网电压幅 值相等，这样的两个交流电压之差。
同步发电机的并联运行
同步发电机的并联运行一、并联运行的必要条件二台同步发电机投入并联运行的必要条件：（1）发电机的频率与待并机组或电网频率相同，即FⅡ=FⅠ（2）发电机和电网的波形相同即三相正弦交流电（3）发电机和电网的电压大小及相位相同。
（4）发电机和电网的相序一致.一般情况下，条件(2)有设计制造年时来保证，不会出现问题。
条件（4）是最关键的最重要的条件，若条件（4）不满足是绝对不允许投入并联运行的，否则，将造成重大设备事故。
具体并联操作时，条件（2）可不考虑，条件（4）是电机出厂前由厂家对转向和相序作了标定。
只要接线时不搞错，一般不会出现问题。
当然，在没有完全把握时，可在并网前确认一下相序为好，以保万无一失。
于是，并网只要注意条件（1）和（3）就可以了。
二、投入并联运行的方法投入并联运行的方法很多，主要有自同步法和准确同步法，即同步表法。
主要由操作人员将电机的电压频率整定到符合并联运行的条件，为了判断该条件，常采用一种专门的同步指示装置（同步表MZ－10，100V）。
最简单的同步指示装置是灯光法，采用三组同步指示灯来检验合闸条件。
同步指示灯有两种接线方法：1.直接法（灯光明灭法）；2.交叉灯光法。
1注意：当控制回路电源缺相时，同期表指针将大幅度偏摆。
调整电压整定电位器使同期表上的电压指示在中间位置。
调整转速微调电位器，使频率指示在中间位置。
同期表S指示顺时针转动最慢，当指针指示在12点时为同步点。
并联运行的操作：a.并联时，先将控制屏同步检测转换开关置于“并”位置，调节电压整定电位器和转速微调电位器，使待并机组的电压、频率与电网或另一机机组的电压、频率相同，将并车方式开关置于“自动”位置，按自动并车按钮并保持一段时间，直到待并机组并车成功。
如自动并车功能失灵，可将并车方式开关置于“手动”位置，并观察同步表，当其指针逆时针转动最慢到垂直向上位置时，即可按合闸按钮，使待并机组与电网或另一机组并联。
b.当机组与电网并联运行时，并联成功后，调节转速调节电位器和电压整定电位器，使机组在功率因数0.8-0.9（滞后），有功功率在一定值下运行。
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船舶电气设备及系统
2018/11/12
两台发电机并联运行
下面将对三种条件逐一分析
实际接线图
'' 并车瞬间发动机等值电抗 x1'' , x2
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
2018/11/12
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。
2t 1t (2 1 )t 2 ( f 2 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。 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
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 轮机学院电气及自动化教研室 。
U 2U sin
A2
2 A1 0
U1 2U sin
2
B1 240 C 2 120
240 120 120 U 2 2U sin 2U sin 2 2
B2 240 C1 120
U 3 2U sin
•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
U U1 U 2
U 2U sin 2
.
.
.
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
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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。
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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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2018/11/12
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。 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％。
120
2
uL
uL3
uL1
uL2
U1 2U sin
2
L1
120 U 2 2U sin 2 U 3 2U sin
L3
L2
120
2
2t 1t (2 1 )t 2 ( f 2 f1 )t
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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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船舶电气设备及系统 同步表法
2018/11/12
13.2.2
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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2) 频率和电压相同，相位不相同
2018/11/12
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。
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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。
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§13.1 并车的条件及分析
并联运行的条件为：
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)