同步发电机的并车运行PPT学习教案

1、会计学1 同步发电机的并车运行同步发电机的并车运行 13.1 并车的条件及分析并车的条件及分析 13.2 l 教学目的：使学生了解各种并车装置性能和特点教学目的：使学生了解各种并车装置性能和特点 ；掌握手动并车的原理和操作。；掌握手动并车的原理和操作。 l 教学重点：掌握同步并车的条件，手动并车的原教学重点：掌握同步并车的条件，手动并车的原 理和操作。理和操作。 l 教学难点：自动并车装置的基本原理。教学难点：自动并车装置的基本原理。 第1页/共40页 第2页/共40页 第3页/共40页 12 ,x x 第4页/共40页 假设电网电压低于待并发电机电压，即假设电网电压低于待并发电机电压，即U1

2、U2。在这种。在这种 情况下投入情况下投入G2时，主开关时，主开关2两端存在电压差两端存在电压差 U。 UUU . 21 1) 频率和初相位相同，电压有效值不相同频率和初相位相同，电压有效值不相同 环流环流IPH滞后滞后U2对对G2去去 磁效应，电压下磁效应，电压下 降；环流降；环流IPH超前超前U1对对 G1增磁效应，电压上增磁效应，电压上 升。最终使两机并联升。最终使两机并联 运行于同一电压。运行于同一电压。 频率和初相位相同,电压有效值不相 同 第5页/共40页 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。 两台发电机的电压不等所产生的无功性质两台发电机的电压不等所产生的

3、无功性质 环流，对两台发动机起均压作用，环流，对两台发动机起均压作用， 因此，因此，IPH称称 为平衡电流，由于发电机并车瞬间呈现出的等为平衡电流，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。车，合闸瞬间会差生很大的冲击电流。 第6页/共40页 假设待并发假设待并发 电机电压电机电压U1的相位的相位 超前于电网电压超前于电网电压U2 的角度为的角度为。两发。两发 电机间仍存在电压电机间仍存在电压 差差 U。合闸后在。合闸后在 两机组之间产生环两机组之间产生环 流。流。 第7页/共40页 压仍相

4、等。压仍相等。 . 2 . 1 . UUU 2sin 2 UU 第8页/共40页 此时并车要求：此时并车要求： 15 相差太大，两机间产生冲击电流（相差太大，两机间产生冲击电流（ 180最大，最大， 0最小）和冲击力矩，不最小）和冲击力矩，不 能牵入同步，且产生振荡（转子相对摆能牵入同步，且产生振荡（转子相对摆 动），导致逆功率跳闸，甚至损坏绕组动），导致逆功率跳闸，甚至损坏绕组 。 第9页/共40页 3) 并车时电压和相位相同，但频率不相同并车时电压和相位相同，但频率不相同 第10页/共40页 2121 21 () 2 () ttt ff t 第11页/共40页 要求：要求：控制两台发电机的

5、频差 ff 0.5Hz0.5Hz（T=1/fT=1/f）。频差小。频差小 （不是越小越好、难调）则自整步作（不是越小越好、难调）则自整步作 用使两机牵入同步；频差大则无法牵用使两机牵入同步；频差大则无法牵 入同步。通常以入同步。通常以0.25Hz0.25Hz最好。最好。 第12页/共40页 补充说明：补充说明： l相序不一致相序不一致会会引起很大的环流烧坏发引起很大的环流烧坏发 电机，该条件一般电机，该条件一般( (除检修）可满足，航除检修）可满足，航 行并车不必检测。行并车不必检测。 l合闸合闸：最理想合闸时机是待并发电机的最理想合闸时机是待并发电机的 电流为零时。电流为零时。并车时任何一个

6、条件不满足并车时任何一个条件不满足 都会产生冲击电流，相位和频率条件不满都会产生冲击电流，相位和频率条件不满 足还会产生冲击转矩。足还会产生冲击转矩。 第13页/共40页 检测这两个并车条件（频率和相位）的方法有检测这两个并车条件（频率和相位）的方法有 调压器可保证电压条件，并车时只要调整待并机调压器可保证电压条件，并车时只要调整待并机 的频率和相位。但是，不应在电网负载波动较大时的频率和相位。但是，不应在电网负载波动较大时 进行并车。进行并车。 第14页/共40页 第15页/共40页 1) 1) 灯光旋转法灯光旋转法 nf f2 2f f1 1时，灯泡轮流熄灭的顺序为时，灯泡轮流熄灭的顺序为

7、: L: L1 1L L2 2L L3 3 L L1 1 nf f2 2f f1 1时，灯泡轮流熄灭的顺序为时，灯泡轮流熄灭的顺序为: L: L1 1L L3 3L L2 2 L L1 1 第16页/共40页 2sin 2 UU 1 2sin 2 UU 21 0 AA 12 240120 BC 2 240120120 2sin2sin 22 UUU 21 240120 BC 3 120 2sin 2 UU 第17页/共40页 结论：结论： 频差大于，灯光顺时针旋转；频差大于，灯光顺时针旋转； 频差小于，灯光逆时针旋转；频差小于，灯光逆时针旋转； 灯光明暗旋转快说明频差大、慢说灯光明暗旋转快说明

8、频差大、慢说 明频差小；明频差小； L1灯光明暗度说明相位差的大小。灯光明暗度说明相位差的大小。 1 2sin 2 UU 2 120 2sin 2 UU 3 120 2sin 2 UU L1 L2L3 uL1uL2uL3 uL 2121 21 () 2 () ttt ff t 第18页/共40页 灯泡明暗的快慢取决于频差的大小灯泡明暗的快慢取决于频差的大小, ,指示灯明暗一次所指示灯明暗一次所 需的时间需的时间T TS S1/1/ f f称为频差周期。称为频差周期。 第19页/共40页 性能：性能： A灯光很亮说明待并机与电网相位差很大、熄灭灯光很亮说明待并机与电网相位差很大、熄灭 说明相位差

9、很小或为零，灯光明暗度说明相位差的大小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。灯光明暗变化快说明频差大、慢说明频差小。 合闸合闸： 调待并机的调速开关（即调油门），使灯光明暗调待并机的调速开关（即调油门），使灯光明暗 变化慢（周期为变化慢（周期为35秒），灯光熄灭后（接近灯暗区中秒），灯光熄灭后（接近灯暗区中 心）（心）（U为为30%Ue灯灭，从熄灭到亮为暗区），合闸灯灭，从熄灭到亮为暗区），合闸 并车。并车。 缺点缺点 ：灯光明暗不能说明灯光明暗不能说明f2是快还是慢。是快还是慢。 合闸时刻：合闸时刻：当灯泡当灯泡3 35 5秒明暗一次

10、时秒明暗一次时, ,约在接近灯暗区间的中心约在接近灯暗区间的中心 时。时。 第20页/共40页 同步表是一种用来同步表是一种用来 检测待并发电机与检测待并发电机与 电网（汇流排）电电网（汇流排）电 压的频率和相位差压的频率和相位差 大小及其方向的仪大小及其方向的仪 表，又称整步表。表，又称整步表。 13.2.2 13.2.2 同步表法同步表法 指针旋转一圈所需要的时间指针旋转一圈所需要的时间 为为T TS S1/1/ f f。 第21页/共40页 同步表按短时工作制设计，一般持续工作时间不大于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，间隔时间为30min，所以，并

11、车操作过程不，所以，并车操作过程不 宜太长，并车成功后应及时切除。宜太长，并车成功后应及时切除。 合闸的时刻合闸的时刻: 同步表向同步表向“快快”的方向的方向3 35 5秒旋转一秒旋转一 周，在指针接近表盘的中点（同相位点）时合闸。周，在指针接近表盘的中点（同相位点）时合闸。 第22页/共40页 图13-7 船舶电站3台发电机同步表接线图 第23页/共40页 电抗器粗同步并车原理 电流通常被限制在额定电流的1.21.4倍。并车的条件为： 电压差U10Un,频差f （11.5）Hz,相位差0), ), 到达最大值到达最大值 时间较时间较 提前，而待并机频率低于提前，而待并机频率低于 电网频率电网

12、频率( (即即 f0), ), 到达最大值时到达最大值时 间较间较 提前提前, ,利用两个鉴幅器即可检利用两个鉴幅器即可检 测出频差方向。测出频差方向。 W U W U W U S U S U f U f U f U W U W U S U S U S U S U S U S U &鉴幅器 & 鉴幅器 S U S U 加速 减速 W U W U S U S U 频率高 频率低 第33页/共40页 (3) 合闸控制电路合闸控制电路 合闸控制电路把电压差允许鉴别的条件，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频差允许鉴别条件与恒定提前时间( (主开主开 关合闸时间关合闸

13、时间) )捕获脉冲通过一个合闸与门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。送出合闸控制信号，使主开关合闸操作。 第34页/共40页 采用模块式的船舶电站自动整步器的实例 13.3.2 船舶电站自动整步器船舶电站自动整步器 第35页/共40页 船舶应急电源可采用应急发电机组和应急蓄电池组。船舶应急电源可采用应急发电机组和应急蓄电池组。 钢质海船建造及入级规范钢质海船建造及入级规范规定：规定： 客船及客船及10001000总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。总吨以上的货船在一般情况下均应设有应急电源。 (1)(1)应急电源应急电源 船舶应急发电机组船舶应急发电机

14、组 小应急电源小应急电源( (蓄电池）的容量应能保证连续供电蓄电池）的容量应能保证连续供电3030分钟。分钟。 第36页/共40页 一般位于防撞舱壁以后、舱壁甲板以上和机舱以外的艇甲一般位于防撞舱壁以后、舱壁甲板以上和机舱以外的艇甲 板上。要求带动应急发电机的原动机应具有较好的独立性板上。要求带动应急发电机的原动机应具有较好的独立性 和机动性。和机动性。 (2) (2) 应急发电机组应急发电机组 第37页/共40页 应急发电机必须设有自动起动装置，以应急发电机必须设有自动起动装置，以 保证在主电源不能供电的情况下能自动保证在主电源不能供电的情况下能自动 起动，并自动合闸向应急电网供电，而起动，并自动合闸向应急电网供电，而 一旦主电网恢复供电，则应急发电机立一旦主电网恢复供电，则应急发电机立 即自动停止工作。应急柴油发电机组的即自动停止工作。应急柴油发电机组的 起动方式一般采用起动电动机带动，起起动方式一般采用起动电动机带动，起 动电动机的电源由应急蓄电池组提供。动电动机的电源由应急蓄电池组提供。 (3)(3)应