第13章同步发电机的并车运行
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2.检测频差、相位差和电压差，当满足允许合闸条件时，适 时地发出合闸指令。
自动并车装置通常可分为两大部分：一部分为频率预调， 一部分为合闸控制。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/3/21
课件
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/3/21
课件
(1) 频差脉动电压
大部分船舶电站都装有PMS船舶电站功率管理系统（PMS） （Power Management System）
自动并车不作为一个独立装置，而是PMS的一个单元或一 部分。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/3/21
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自动并车装置应具有以下功能：
1.检测待并发电机电压与电网电压之间的频差和频差符号， 并根据频差的大小和符号，向待并发电机发出相应的自动整 步的加速或减速信号；
US
2U m
sin
S
0
2
(2) 频率预调
判别待并机频率是高于还是低于 电网频率，从而对待并机减速或 加速、调节频差满足并车要求。
(3) 合闸控制电路
合闸控制电路把电压差允许鉴别的条件，频差允许鉴别 条件与恒定提前时间捕获脉冲通过一个合闸与门,送出 合闸控制信号，使主开关合闸操作。
轮机学院电气及自动化教研室
课件
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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船舶电气设备及系统
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电抗器粗同步并车原理
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。
轮机学院电气及自动化教研室
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§12.3 同步发电机自动并车装置的基本原理
13.3.1 自动准同步并车原理
船舶电气设备及系统
2020/3/21
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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
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/3/21
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本章重点
讨论了同步发电机机准同步并车的 三大条件： 电压相等、频率相等、相位相同。
U U2U1
IPH称为平衡电流
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％。
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
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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。
轮及系统
2020/3/21
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两台发电机并联运行
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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。
.
..
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
。
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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。
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
2020/3/21
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
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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。
指针旋转一圈所需要的时 间为TS＝1/f。
2020/3/21
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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。
频率和电压相同，相位不相同
.
.
.
U U1U2
U
2Usin
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
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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13.3.2 船舶电站自动整步器
采用模块式的船舶电站自动整步器的实例
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船舶应急发电机组
《钢质海船建造及入级规范》规定：
客船及1000总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。 (1)应急电源 船舶应急电源可采用应急发电机组和应急蓄电池组。 小应急电源(蓄电池）的容量应能保证连续供电30分钟。
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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)
自动并车装置通常可分为两大部分：一部分为频率预调， 一部分为合闸控制。
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(1) 频差脉动电压
大部分船舶电站都装有PMS船舶电站功率管理系统（PMS） （Power Management System）
自动并车不作为一个独立装置，而是PMS的一个单元或一 部分。
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自动并车装置应具有以下功能：
1.检测待并发电机电压与电网电压之间的频差和频差符号， 并根据频差的大小和符号，向待并发电机发出相应的自动整 步的加速或减速信号；
US
2U m
sin
S
0
2
(2) 频率预调
判别待并机频率是高于还是低于 电网频率，从而对待并机减速或 加速、调节频差满足并车要求。
(3) 合闸控制电路
合闸控制电路把电压差允许鉴别的条件，频差允许鉴别 条件与恒定提前时间捕获脉冲通过一个合闸与门,送出 合闸控制信号，使主开关合闸操作。
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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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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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13.3.1 自动准同步并车原理
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§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 三大条件： 电压相等、频率相等、相位相同。
U U2U1
IPH称为平衡电流
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％。
频率和初相位相同,电压有效值不相同
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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。
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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。
.
..
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
。
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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。
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
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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。
指针旋转一圈所需要的时 间为TS＝1/f。
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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。
频率和电压相同，相位不相同
.
.
.
U U1U2
U
2Usin
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
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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13.3.2 船舶电站自动整步器
采用模块式的船舶电站自动整步器的实例
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船舶应急发电机组
《钢质海船建造及入级规范》规定：
客船及1000总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。 (1)应急电源 船舶应急电源可采用应急发电机组和应急蓄电池组。 小应急电源(蓄电池）的容量应能保证连续供电30分钟。
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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)