船舶同步发电机的并联运行

同步发电机并车运行123并车的条件及分析同步发电机的手动并车同步发电机自动并车装置的基本原理课程导入Courseintroduction

本章重点讨论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课程导入Courseintroduction

并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

并联运行的条件待并发电机的电压与电网（或运行机）电压的相序一致待并发电机的电压与电网电压的有效值相同（U2=U1）12待并发电机的电压频率与电网电压的频率相同（f2=f1）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）34两台发电机并联运行实际接线图单相等效电路图对三种条件逐一分析并车瞬间发动机等值电抗并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和初相位相同，电压有效值不相同

U=U2

–U1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并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和初相位相同，电压有效值不相同环流IPH滞后U2对G2去磁效应环流IPH超前U1对G1增磁效应两机并联运行于同一电压并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和初相位相同，电压有效值不相同IPH→平衡电流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并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

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％两台发电机并联运行频率和初相位相同，电压有效值不相同发电机并车瞬间呈现出的等值电抗很小在电压差较大情况下进行并车，合闸瞬间会产生很大的冲击电流并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和电压相同，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并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和电压相同，相位不相同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，加速并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行频率和电压相同，相位不相同自整步力矩拉入同步去磁效应一致，电压仍相等

U=U1

–U2

U=2U

sinδ2并车时要求相位差一般应在

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之内并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行并车时电压和相位相同，频率不相同合闸瞬间两台发电机电压和相位相同t=0时经过

t时间后只是频率不同，如果f2>f1，则将超前δ角并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行并车时电压和相位相同，频率不相同t=0时合闸，将不会产生环流t=0时经过

t时间后t>0时合闸，将出现相位差，产生环流并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

两台发电机并联运行并车时电压和相位相同，频率不相同t=0时经过

t时间后若频差不大，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并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

并车时一般要求将两台发电机的频差控制在

0.5Hz之内两台发电机并联运行并车时电压和相位相同，频率不相同t=0时经过

t时间后δ=ω2t–ω1t=(ω2–ω1)t=2π

(f2–f1)t并车的条件及分析Conditionsandanalysisofparalleloperation

同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

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准同步并车由手工完成这个过程手动准同步并车操作由自动装置来完成自动并车操作整步表法灯光法同步指示灯法连接方法分为明暗法旋转法同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光旋转法接线图f2＞f1f2＞f1灯泡轮流熄灭的顺序L1

L2

L3

L1灯泡轮流熄灭的顺序L1

L3

L2

L1同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光旋转法接线图合闸时刻使灯光向“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同样亮时同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光旋转法同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光旋转法L1L2L3uL1uL2uL3uL同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光明暗法（灯光熄灭法）(a)接线图(b)电压向量图频差的大小灯泡明暗的快慢指示灯明暗一次所需的时间TS＝1/

f频差周期同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步指示灯法灯光明暗法（灯光熄灭法）(a)接线图(b)电压向量图合闸时刻当灯泡3～5秒明暗一次时约在接近灯暗区间的中心时同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步表法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→TS＝1/

f同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步表法合闸时刻同步表向“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）时合闸同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步表法并车操作过程不宜太长并车成功后应及时切除按短时工作制设计持续工作时间不大于15min间隔时间：30min同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步表法船舶电站3台发电机同步表接线图同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步表法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倍并车的条件电压差

U<10％Un频差

f<（1～1.5）Hz相位差δ<180

（一般应<90

）时合闸同步发电机的手动并车Manualparalleloperation

同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理大部分船舶电站都装有PMS船舶电站功率管理系统（PMS）（PowerManagementSystem）PMS的一个单元或一部分一个独立装置自动并车自动准同步并车原理自动并车装置的功能检测待并发电机电压与电网电压之间的频差和频差符号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1同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理自动并车装置的功能检测频差、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2同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理自动并车装置分为频率预调合闸控制同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频差脉动电压与相位检测原理同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples波形反映滤波后→正选脉动电压自动准同步并车原理频差脉动电压与相位检测原理频差大频差小频差更小频差大小相位关系电压为零的点即为同相点同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频差脉动电压与相位检测原理船舶电网电压波动较大→客观存在现象判断δ0=0就会出现错误电压U1≠U2US

≠0US=0由波形图可见，当δ0=0时，输出电压=0脉动电压存在的问题1同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频差脉动电压与相位检测原理无法从中获得频差方向无法判断待并机频率高于还是低于电网频率由波形图可见，当δ0=0时，输出电压=0脉动电压存在的问题2脉动电压与相位差δ的关系是正弦关系，而不是线性关系3同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频差脉动电压与相位检测原理US与δ的关系成线性关系不受电压差和波形失真的影响三角波频差脉动电压克服正弦脉动电压的缺陷同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频率预调借助同步灯或同步表旋转方向来判断待并机的频率是高于或低于电网频率决定待并机加速或减速、调节频差满足并车要求并抓取相位差为零的时刻手动并车时同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动并车装置需要有一个频差符号自动检测和调速控制电路来取代上述手动操作，称为频率预调自动准同步并车原理频率预调同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频率预调频率高频率低检测频差方向移相法取电网电压，其中事先移相成为待并机电压与和的脉动电压分别和当待并机频率高于电网频率（即

f>0）到达最大值时间较提前同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频率预调频率高频率低检测频差方向移相法当待并机频率低于电网频率（即

f<0）到达最大值时间较提前利用两个鉴幅器即可检测出频差方向同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理频率预调频率高频率低检测频差方向移相法&鉴幅器&鉴幅器加速减速同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples自动准同步并车原理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（主开关合闸时间）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√同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples船舶电站自动整步器采用模块式船舶电站自动整步器的实例同步发电机自动并车装置的基本原理Basicprinciples规定船舶应急发电