第13章发电机的并车运行

第十三章发电机的并联运行 重点 发电机的并联运行条件的分析 难点 并联运行条件不满足时的影响及结果 发电机并联运行 目的 1 保证供电可靠性和连续性 2 能保证机组轮换进行检修 情况 1 电网负荷的需要 当单机负荷达到80 额定容量时 2 进出港靠离码头 进出狭水道等机动航行 3 机组替换时 准同步并车条件 相序 电压 频率 相位 要求 相序在安装时得到一致 其它则须调控 并联条件不满足的分析相序不同 并联时至少两相短路 电压不等 会引起无功环流 此环流可使电压相等 起均压作用 通过电枢反应 电压差不能大于10 额定电压 相位不等 会引起有功环流 此环流可使相位相等 起自整步作用 通过转矩调节使两机组一加速一减速可使相位相等 相位差 应在 15 以内 频率不等 会引起有功环流 此环流可使频率相等 起自整步作用 但可能引起过载或逆功率 频率差应在 0 5Hz以内 并联的条件及分析 一 待并机 运行机 无功环流 输出电流 对两台机起均压作用 对待并机产生去磁的电磁反应 对运行机产生增磁的电磁反应 二 待并机 运行机 大小环流 可分为有功分量 整步作用 无功分量 对各自发电机起去磁的电磁反应使电压下降 三 待并机 运行机 环流 输出电流 1 并网合闸时 同步发电机电压有效值与电网电压有效值之间允许稍有差别 2 同步发电机并联合闸时 两台发电机的频差要求尽可能为零 1 交流同步发电机并联运行合闸条件中 一致是必须严格保证的A 相序B 电压有效值C 频率D 相位2 发电机并联合闸时 电压不相等将会引起功环流 其作用最终使电压趋于 A 有 一致B 有 稳定C 无 一致D 无 稳定3 发电机并联合闸时 频率不相等将会引起功环流 其作用最终使频率趋于 A 有 一致B 有 稳定C 无 一致D 无 稳定4 发电机并联合闸时 相位不相等将会引起功环流 其作用最终使相位趋于 A 有 一致B 有 稳定C 无 一致D 无 稳定 5 实际手动并车时 不能太小 否则并车时间将可能很长 A 电压差B 频差C 相位差D 负载 13 2同步发动机手动并车 灯光法 又分 灯光明暗法 和 灯光旋转法 是据指示灯亮 暗变化情况进行并车操作的方法 准同步并车 在满足并车条件下合闸称为准同步并车 由自动装置完成准同步并车则称为自动准同步并车 并车操作 一般只调节转速满足频差和相位要求 电压条件由自动调压装置完成 整步过程 调整待并机的频率 使其满足频差和相位条件的操作过程 手动准同步并车方法 灯光法 和 同步表法 同步表 同步指示灯 1 灯光旋转法 1 性能A f2 f1 三灯熄灭的顺序为L1 L2 L3 L1 f2 f1 三灯熄灭的顺序为L1 L3 L2 L1 B 灯光明暗旋转快说明频差大 慢说明频差小 L1灯光明暗度说明相位差的大小 2 合闸调待并机的调速开关 f2快减速 f2慢加速 使灯光旋转慢 周期为3 5秒 熄灭的顺序为L1 L2 L3 L1 快向 顺时针 防逆功率 接近L1灯熄灭区中心 L2 L3两灯同样亮时 合闸并车 1 电路 2 性能A 灯光很亮说明待并机与电网相位差很大 熄灭说明相位差很小或为零 灯光明暗度说明相位差的大小 B 灯光明暗变化快说明频差大 慢说明频差小 2 灯光明暗法 3 合闸调待并机的调速开关 即调油门 使灯光明暗变化慢 周期为3 5秒 灯光熄灭后 接近灯暗区中心 U为30 Ue灯灭 合闸并车 4 缺点灯光明暗不能说明f2是快还是慢 操作 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 短时工作制 15分钟 同步表外观 二 同步表法 电磁式接线 同步表 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 同步表指针是按差频角速度旋转的 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 四 电抗器粗同步并车原理 1 同步发电机手动并车实际操作的关键是 调整待并机的频率 2 采用灯光明暗法作为并车指示时 3个指示灯中只有1个为同名相指示灯 3 同步发电机并车操作时 同步表指针顺时针方向转动 说明待并机频率较高 4 同步发电机采用准同步并车操作比采用粗同步并车操作更容易 5 同步发电机并车用电抗器一般采用空心式电感线圈 且为短时工作制 1 自整步作用是指 合闸后并联运行的发电机能够自动 A 调整转速B 调整相位C 调整电压D 进入同步2 采用灯光明暗法检测并车条件时 有盏灯为同名相指示灯 A 3B 2C 1D 03 采用灯光旋转法检测并车条件时 有盏灯为同名相指示灯 A 3B 2C 1D 04 采用灯光明暗法进行同步指示 并车后有盏指示灯亮 A 3B 2C 1D 05 采用灯光旋转法进行同步指示 并车后有盏指示灯亮 A 3B 2C 1D 06 采用同步表进行同步指示 并车后同步表的指针指在上 A 11 点位置B 12 点位置C 1 点位置D 任意的位置7 检修后 原为灯光明暗法同步指示变成旋转法指示 原因可能是 A 指示灯接错线B 指示灯损坏C 发电机反转D 主开关损坏8 粗同步并车电抗器不能太大 否则 A 自整步作用小B 冲击电流大C 功率因数低D 输出容量减小9 粗同步并车电抗器不能太小 否则 A 自整步作用小B 冲击电流大C 功率因数低D 输出容量减小10 同步表是时工作制 粗同步并车电抗器是时工作制 A 短 长B 短 短C 长 长D 长 短 13 3同步发电机自动并车装置的基本原理 本节主要内容有两部分 1 自动准同步并车原理2 自动整步器主要是学习自动并车装置的组成原理和各个部分的作用 作用 代替人工并车操作又称自动整步器 是船舶电站自动化装置一部分 功率管理系统 PowerManagementSystem PMS 基本功能 1 频差预调 检测待并机和电网之间频差大小和符号 即方向 并向待并机发出相应转速调节信号 2 合闸控制 检测频差 相位差和电压差 满足合闸条件时发出合闸指令 与 逻辑 一 自动并车装置基本原理 获得 将电网电压和待并机电压相减 得到幅值大小随时间变化信号 幅值的包络线是正弦波 可经滤波获得包络线 再全波整流 得到频差电压信号Us 频差电压 待并机和电网电压的差值电压的包络线 是脉动正弦波 为了得到线性关系 可变换成三角波 作用 用来判断频差大小和相位差为零的时刻 频差电压信号的获得 频差电压 待并机和电网电压的差值电压的包络线 是脉动正弦波 为了得到线性关系 可变换成三角波 作用 用来判断频差大小和相位差为零的时刻 获得 将电网电压和待并机电压相减 得到幅值大小随时间变化信号 幅值的包络线是正弦波 可经滤波获得包络线 再全波整流 得到频差电压信号Us 待并发电机与电网的频差减小 Us的周期变长 发电机与电网的相位差为零时 Us信号正好为零 同相位点 由于正弦波Us幅值大小与相位差不成线性关系 且幅值受电网和发电机电压变化影响 因此可将正弦波变成三角波 用触发器获得电网与待并发电机频差电压的矩形波 再通过积分电路获得三角波 频差电压的说明 频率差符合的鉴别方法 移相法 如图13 10将电网电压通过移相电路变成两个不同相位的电压和 当待并机的频率高于电网的频率时 首先与重合 即同相点 输出减速信号 当待并机的频率低于电网的频率时 首先与重合 即同相点 输出加速信号 频差预调 调速控制电路 定脉宽和定频率两种 由伺服电动机发出的调速脉冲电压的宽度与频差大小相匹配 二 自动整步器 是日本造的船舶电站自动化控制系统 GAC 2S 方框图中的自动并车装置部分组成 两部分 频率预调部分 EIH 222 EIH 212 合闸控制部分 EIH 221 EIH 215 功能 根据频差信号的大小和方向 通过伺服电机使待并机增减速 待并发电机组起动完成后 当EIH 215接到并车指令时 首先向EIH 212发出整步控制信号 由EIH 212向EIH 221和EIH 222发出工作指令 EIH 222检测频差的大小和符号 方向 向EIH 212发出使待并发电机组加速或减速信号 并由EIH 212控制待并发电机组的调速器马达执行相应的调节 EIH 221也是对电网和待并发电机进行检测 并判断合闸的时刻 当满足合闸条件时刻到来时向EIH 215发出信号 使主开关合闸 如果频差太大 EIH 212自动向EIH 215发出禁止合闸信号 如果频差太小 则通过EIH 212发出 呆滞扰动 信号 加速 增大频差 使合闸条件能够较快到来 自动整步器的原理 1 自动准同步并车装置 通常以电压信号作为控制待并机加减 速的依据 A 电压差B 相位差C 频差D 转差2 自动准同步并车装置 呆滞扰动环节的作用是使 A 频差变大B 频差变小C 电压差变大D 电压差变小3 有些自动准同步并车装置 可以提供的安全保护功能之一是 能够发出信号 A 自动停车B 自动跳闸C 禁止起动D 禁止合闸 11 9 1 自动并车装置的基本功能是什么 频差电压为整步能提供什么信息 答 自动并车装置的基本功能是 检测频差的大小和方向 并据此发出对待并机的调节信号 当检测到满足合闸条件时 发出合闸控制信号 频差电压能为整步提供的信息有 带并机和电网之间 电压的相位差大小及其方向 调节机构可根据频差电压对待并机进