第13章 同步发电机并车运行

U U2 U1
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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船舶电气设备及系统
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％。
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
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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船舶电气设备及系统
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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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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
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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。
•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
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并车时要求相位差一般应在15之内。
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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)
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2) 频率和电压相同，相位不相同
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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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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。
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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。
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 。
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。
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。