船舶同步发电机自动并车装置的基本原理及实现
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第 １ ２卷 第 １ 期
２ ２生 ０１
中 国
水
运
Ｎ ｏ．１ ２ ２ ０１
１月
Ｃｈｉ ａ １ Ｗａ ３ ｔｅｒ ｒａ ｐｏｒ Ｔ ｎｓ ｔ
船 舶 同 步发 电机 自动 并 车 装 置 的 基 本 原理 及 实现
王 玲 珍 ，袁
摘
强
（ １舟 山 中远 船 务 工 程 有 限 公 司 ，浙 江 舟 山 ３ ６ ０ ；２浙 江 海 洋 学 院 海 运 学院 ，浙 江 舟 山 ３ ６ ０ ） １００ １００
＾
（ ａ）
Ｕ 【 Ｕ ２
。
－
（ ｂ）
Ｔ ｓ
＾
ｓ Ｕ１ Ｕ ＝ 一２
：
“
｜ ０
｜ 。—
Ｉ ＿
ｓ ｆ
—
（） ｃ
图 １ 模 拟 式 自动 并 车 装 置 原 理 框 图 收 稿 日期 ：２ １ — １ １ ０ １１ — ５
图 ２ 正 弦 波 频 差 脉 动 电压 电 路 及 波形
动 电压 的 周 期 （ 管 变 化 周 期 ） 表 明 了 频 差 的 大小 灯
— 。
从频差脉动 电压获得频差和相 位差的信 息 ，图 ２ （ ）为一个 ａ
简 单 的频 差 脉 动 电 压获 取 电路 。 把 待 并 机 电压 与 运 行 机 电压
（ 名相）相减整流滤波可得 ： 同
式 中 ：ｕ 电压 幅 值 ，且 １ ＝Ｕ２ ＝Ｕ ；
ｃ ｏ
ｓபைடு நூலகம்
： ｌ Ｊ一 角频 差 ； —ｏ ２ ： 。一 一 初 相 位 差 。
如 图 ２ （ ） 所示 。 ｂ
（ ） 待 并 机 和 在 网机 频率 一 致 ； ２ （ ） 待 并机 和在 网机 相 位 一 致 。 ３ 只 有 这 样 ，才 能 保 证 并 车 时 无 大 的冲 击 电 流 ， 并 且 并 联 后 保 持 稳 定 的 同步 进 行 。 否 则 ，将 产 生较 大 的 冲击 电 流 ，严 重 时 将 造 成 整 个 船 舶 电 力 系 统 崩 溃 ， 中 断全 船 供 电 。
中 图分 类号 ：Ｕ６ ５ １ ６ ．ｌ
前 言
一
、
自动并车 装置 自动完成手动并车操作 的全过程 ，它 由频 率预 调、并车 条件 监视和提前时 间或提前相角捕获 电路 等组
成 ，其 原 理 框 图 如 图 １所 示 。它 可 分 为 两 大 部 分 ， 一部 分 为 频 率 预 调 ，一 部 分 为 合 闸控 制 。
合 闸 控 制 电路 由 电压 差 允 许 鉴别 、频 率 差 允 许 鉴 另 和 恒 日
定提前时 间或相角提前 时间或相 角捕获 电路等组成 。电压允
：ｏ ｏ ，Ｕ。 周期 的 — 。但 这 种 正 弦 波 的脉 动 电压 存 在 ： 许 鉴 别 的 方 法 很 简 单 ，只 要 在 ＝０ 时刻 ， 正 弦 波 的 脉 冲 电 。 压 ｕ。 一 定值 （ 个值 与允 许值 Ａ ≤± ０ ） 过 这 Ｕ １％ ，就说 明 电 压 差 满 足 并 车 要 求 ，作 为 允 许 合 闸 的 一 个条 件 。
要 ：论述船 舶电站 自动并车装 置对 并车信号检测 的基本要求、 信 号 检 测 的原 理 以及 并 车 条 件 的 实 现 。
文献标识码：Ａ
文 章编 号 ： １ ０ — ９ ３ （ ０ ２ １ ０ ９ － ３ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ — ０ １ ０
关 键 词 ：船 舶 电站 ； 自动 并车 条 件 ；信 号检 测 ； 同步 发 电机
１ 频 差 脉 动 电压 ．
船 舶 电站 是 由原 动机 、发 电机 、测量 仪 表 、控 制 设 备 、开
关电器及保护装置组合而成 ，它是整个船舶的核心。船舶 电力
负 荷 随船 舶 工 作 情 况 的变 动 而 经常 变 动 ， 航 行 工 况与 停 泊 无 如 装 卸工 况 的负 荷 差别 很 大 。对 发 电机 而 言 ，一 般都 设 计 在 接 近 满 负荷 使 用 时 具 有 最高 的效 率 。因 此 ，船 舶 电站 总 是 由 台以 上 的发 电机 组 成 。在 小 负荷 时 ，适 宜 于 单 机运 行 （ 电 网上 运 在 行 的发 电机 简称 在 网机 ） 而 负 荷 大 时 ， 需 将 备 用 发 电机 （ ， 则 简
作者 简介 ：王玲珍 （ ９ ２ ） １ ８ 一 ，女 ，浙 江金华 人 ，舟山中远 船务工程有限公司助理工程 师 ，从事船舶 电气及 自动化研究 。
９ ２
中 国 水 运
第 １ ２卷
图 ２ （）中显 示 ８ｏ ０ ｃ 为 。时图的波形 ， ＝ 对应的是 ｏ
三 、 自动 并 车检 测 条件 的 实现
Ｕｓ： ２ ｓｎ ｉ
称 自动并车） 是船舶 电站 自动化 的主要 功能 之一 。随着微 电
子 技 术 和 危 机 控 制 技 术 不 断 成 熟 ，大 部 分 船 舶 电站 走 装 有 Ｐ Ｓ （ ｏ ｒＭ ａ ａ ｅ ｅ ｔＳ ｓ ｅ ） 自动 并车 不作 为一 Ｍ Ｐ ｗｅ ｎ ｇ ｍ ｎ ｙ ｔｍ 。
从 灯 光 法 可 知 ，加 在 灯 泡 两 端 的 电压 是 随 频 差 而 变 化 的 脉 动 电压 。脉 动 电 压为 零 时 ，灯 熄 灭 ，说 明两 相 位 相 同 ，脉
１
称待并机 ）起动后并入电网并联发 电，即采用两台或两 台以上
的 发 电机 并 联 运 行给 船 舶 电力 负荷 供 电 ， 而 保证 船 舶 电力 系 从 统在 不 同工 况 下 连 续 可靠 地 、 高效 率 地 工 作 …。 在 船 舶 电站 中 ，将 发 电机 组 自动 并 入 电 网并 联 运 行 （ 简
个独立装置 ，而是船舶 电站 功率 管理 系统 （ ＭＳ Ｐ ）的一个单
元 或一部分 。 二 、 自动 并 车信 号 检 测 的原 理 把 待 并 发 电机 组 准 确 地 并 入 电网 ，进 行 自动 准 同 步 并 车 必 须 满 足 以下 三 个 条 件 ｌ： ２ 】
（ ） 待 并机 和在 网机 电压 一 致 ； １
２ ２生 ０１
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船 舶 同 步发 电机 自动 并 车 装 置 的 基 本 原理 及 实现
王 玲 珍 ，袁
摘
强
（ １舟 山 中远 船 务 工 程 有 限 公 司 ，浙 江 舟 山 ３ ６ ０ ；２浙 江 海 洋 学 院 海 运 学院 ，浙 江 舟 山 ３ ６ ０ ） １００ １００
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图 １ 模 拟 式 自动 并 车 装 置 原 理 框 图 收 稿 日期 ：２ １ — １ １ ０ １１ — ５
图 ２ 正 弦 波 频 差 脉 动 电压 电 路 及 波形
动 电压 的 周 期 （ 管 变 化 周 期 ） 表 明 了 频 差 的 大小 灯
— 。
从频差脉动 电压获得频差和相 位差的信 息 ，图 ２ （ ）为一个 ａ
简 单 的频 差 脉 动 电 压获 取 电路 。 把 待 并 机 电压 与 运 行 机 电压
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式 中 ：ｕ 电压 幅 值 ，且 １ ＝Ｕ２ ＝Ｕ ；
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如 图 ２ （ ） 所示 。 ｂ
（ ） 待 并 机 和 在 网机 频率 一 致 ； ２ （ ） 待 并机 和在 网机 相 位 一 致 。 ３ 只 有 这 样 ，才 能 保 证 并 车 时 无 大 的冲 击 电 流 ， 并 且 并 联 后 保 持 稳 定 的 同步 进 行 。 否 则 ，将 产 生较 大 的 冲击 电 流 ，严 重 时 将 造 成 整 个 船 舶 电 力 系 统 崩 溃 ， 中 断全 船 供 电 。
中 图分 类号 ：Ｕ６ ５ １ ６ ．ｌ
前 言
一
、
自动并车 装置 自动完成手动并车操作 的全过程 ，它 由频 率预 调、并车 条件 监视和提前时 间或提前相角捕获 电路 等组
成 ，其 原 理 框 图 如 图 １所 示 。它 可 分 为 两 大 部 分 ， 一部 分 为 频 率 预 调 ，一 部 分 为 合 闸控 制 。
合 闸 控 制 电路 由 电压 差 允 许 鉴别 、频 率 差 允 许 鉴 另 和 恒 日
定提前时 间或相角提前 时间或相 角捕获 电路等组成 。电压允
：ｏ ｏ ，Ｕ。 周期 的 — 。但 这 种 正 弦 波 的脉 动 电压 存 在 ： 许 鉴 别 的 方 法 很 简 单 ，只 要 在 ＝０ 时刻 ， 正 弦 波 的 脉 冲 电 。 压 ｕ。 一 定值 （ 个值 与允 许值 Ａ ≤± ０ ） 过 这 Ｕ １％ ，就说 明 电 压 差 满 足 并 车 要 求 ，作 为 允 许 合 闸 的 一 个条 件 。
要 ：论述船 舶电站 自动并车装 置对 并车信号检测 的基本要求、 信 号 检 测 的原 理 以及 并 车 条 件 的 实 现 。
文献标识码：Ａ
文 章编 号 ： １ ０ — ９ ３ （ ０ ２ １ ０ ９ － ３ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ — ０ １ ０
关 键 词 ：船 舶 电站 ； 自动 并车 条 件 ；信 号检 测 ； 同步 发 电机
１ 频 差 脉 动 电压 ．
船 舶 电站 是 由原 动机 、发 电机 、测量 仪 表 、控 制 设 备 、开
关电器及保护装置组合而成 ，它是整个船舶的核心。船舶 电力
负 荷 随船 舶 工 作 情 况 的变 动 而 经常 变 动 ， 航 行 工 况与 停 泊 无 如 装 卸工 况 的负 荷 差别 很 大 。对 发 电机 而 言 ，一 般都 设 计 在 接 近 满 负荷 使 用 时 具 有 最高 的效 率 。因 此 ，船 舶 电站 总 是 由 台以 上 的发 电机 组 成 。在 小 负荷 时 ，适 宜 于 单 机运 行 （ 电 网上 运 在 行 的发 电机 简称 在 网机 ） 而 负 荷 大 时 ， 需 将 备 用 发 电机 （ ， 则 简
作者 简介 ：王玲珍 （ ９ ２ ） １ ８ 一 ，女 ，浙 江金华 人 ，舟山中远 船务工程有限公司助理工程 师 ，从事船舶 电气及 自动化研究 。
９ ２
中 国 水 运
第 １ ２卷
图 ２ （）中显 示 ８ｏ ０ ｃ 为 。时图的波形 ， ＝ 对应的是 ｏ
三 、 自动 并 车检 测 条件 的 实现
Ｕｓ： ２ ｓｎ ｉ
称 自动并车） 是船舶 电站 自动化 的主要 功能 之一 。随着微 电
子 技 术 和 危 机 控 制 技 术 不 断 成 熟 ，大 部 分 船 舶 电站 走 装 有 Ｐ Ｓ （ ｏ ｒＭ ａ ａ ｅ ｅ ｔＳ ｓ ｅ ） 自动 并车 不作 为一 Ｍ Ｐ ｗｅ ｎ ｇ ｍ ｎ ｙ ｔｍ 。
从 灯 光 法 可 知 ，加 在 灯 泡 两 端 的 电压 是 随 频 差 而 变 化 的 脉 动 电压 。脉 动 电 压为 零 时 ，灯 熄 灭 ，说 明两 相 位 相 同 ，脉
１
称待并机 ）起动后并入电网并联发 电，即采用两台或两 台以上
的 发 电机 并 联 运 行给 船 舶 电力 负荷 供 电 ， 而 保证 船 舶 电力 系 从 统在 不 同工 况 下 连 续 可靠 地 、 高效 率 地 工 作 …。 在 船 舶 电站 中 ，将 发 电机 组 自动 并 入 电 网并 联 运 行 （ 简
个独立装置 ，而是船舶 电站 功率 管理 系统 （ ＭＳ Ｐ ）的一个单
元 或一部分 。 二 、 自动 并 车信 号 检 测 的原 理 把 待 并 发 电机 组 准 确 地 并 入 电网 ，进 行 自动 准 同 步 并 车 必 须 满 足 以下 三 个 条 件 ｌ： ２ 】
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