船舶同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行

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1、第二章船舶同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行為了滿足船舶供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，船舶電站一般均裝設(shè)有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的同步發(fā)電機(jī)組作為主電源。規(guī)范亦要求至少設(shè)置兩臺(tái)船舶主發(fā)電機(jī)。兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)通過(guò)公用母線向全船負(fù)荷供電，這就是通常所說(shuō)的船舶發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行?；蛘哒f(shuō)并聯(lián)運(yùn)行是指同時(shí)向同一負(fù)荷供電。把船舶發(fā)電機(jī)組投入并聯(lián)運(yùn)行的操作過(guò)程稱為并車。通常有三種情況需要并車操作。1）滿足電網(wǎng)負(fù)荷的需求。當(dāng)單機(jī)負(fù)荷達(dá)到80％左右額定容量時(shí)，且負(fù)荷仍有可能增加，這時(shí)就要考慮并聯(lián)另一臺(tái)發(fā)電機(jī)；2）當(dāng)船舶處于進(jìn)出港、靠離碼頭或進(jìn)出狹窄水道等的機(jī)動(dòng)航行狀態(tài)時(shí)，為了航行的安全，需要兩臺(tái)或更多發(fā)電機(jī)并聯(lián)

2、運(yùn)行；3）當(dāng)準(zhǔn)備用備用機(jī)組替換下運(yùn)行供電的機(jī)組時(shí)，為了保證不中斷供電，需要通過(guò)并車進(jìn)行替換。船舶同步發(fā)電機(jī)采用多機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)是：1）提高了發(fā)電機(jī)組的工作效率2）維護(hù)、檢修發(fā)電機(jī)組方便3）保證供電的高可靠性和連續(xù)性同步發(fā)電機(jī)組的并車方式分為兩大類：自同步并車方式準(zhǔn)同步并車方式自同步并車是一種簡(jiǎn)單的并車方式由于船舶電力系統(tǒng)容量小，采用自同步并車不能保證電能質(zhì)量，因此船舶電力系統(tǒng)一般不采用自同步并車方式，這種方式僅在陸地電力系統(tǒng)中使用。自同步并車方式它的操作過(guò)程是：原動(dòng)機(jī)將未經(jīng)勵(lì)磁的待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速帶到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，將發(fā)電機(jī)主開關(guān)合閘，并立即給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，依靠機(jī)

3、組間自整步作用而拉人同步，使待并發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行。準(zhǔn)同步并車方式是目前船舶上普遍采用的一種并車方式，要求待并機(jī)組和運(yùn)行機(jī)組兩者的電壓、頻率和相位都調(diào)整到十分接近的時(shí)候，才允許合上待并發(fā)電機(jī)主開關(guān)。準(zhǔn)同步并車方式采用這一方式進(jìn)行并車引起的沖擊電流、沖擊轉(zhuǎn)矩和母線電壓的下降都很小，對(duì)船舶電力系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。采用此方法并車時(shí)，對(duì)操作者的素質(zhì)要求較高，由于某種原因造成非同步并車時(shí)，則沖擊電流很大，最嚴(yán)重時(shí)其沖擊電流與機(jī)端三相短路電流相同，所以并車操作應(yīng)嚴(yán)格而細(xì)心，這也是準(zhǔn)同步并車方式的不足。目前，船上采用的準(zhǔn)同步并車方法主要有：①手動(dòng)準(zhǔn)同步并車②粗同步電抗器并

4、車③半自動(dòng)準(zhǔn)同步并車④自動(dòng)準(zhǔn)同步并車第一節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并車1理想的準(zhǔn)同步并車條件（1）待并發(fā)電機(jī)的電壓與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）的電壓大小相等；（2）待并發(fā)電機(jī)的頻率與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）的頻率數(shù)值相等；（3）待并發(fā)電機(jī)電壓的初相位（初相角）與運(yùn)行發(fā)電機(jī)（或電網(wǎng)）電壓的初相位（初相角）一致。（4）待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)(或運(yùn)行機(jī))電壓的相序一致；2規(guī)范對(duì)準(zhǔn)同步并車條件的規(guī)定1）并車操作中電壓差不得大于額定電壓的10％，即：ΔU≤±10％Ue。在電網(wǎng)負(fù)載比較平穩(wěn)的情況下，通常船舶發(fā)電機(jī)的調(diào)壓器是能夠滿足這一條件的，因?yàn)橐话愦鞍l(fā)電機(jī)的調(diào)壓器靜態(tài)電壓調(diào)整率為±2.5%

5、，如果發(fā)電機(jī)調(diào)壓器正常，完全可以滿足并車操作電壓差不大于±10％Ue的要求。2）并車操作時(shí)一般相位差在±15?以內(nèi)。3）并車操作時(shí)一般頻差在±1%額定頻率值以內(nèi)被認(rèn)為是允許的，即要求：Δf≤±1%fe。對(duì)于50HZ的船舶電站，則并車操作時(shí)一般頻差在±0.5HZ以內(nèi)被認(rèn)為是允許的。如果不滿足理想的準(zhǔn)同步并車的三個(gè)條件而強(qiáng)行并車，會(huì)產(chǎn)生什么后果。并車瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)等值電抗實(shí)際接線圖單相等效電路圖假設(shè)電網(wǎng)電壓低于待并發(fā)電機(jī)電壓，即U1＜U2。在這種情況下投入G2時(shí)，主開關(guān)DW2兩端存在電壓差?U。1)頻率和初相位相同，電壓有效值不相同頻率和初相位相同,電壓有效值不相同環(huán)流IPH

6、滯后U2對(duì)G2去磁效應(yīng)，環(huán)流IPH超前U1對(duì)G1增磁效應(yīng)，最終使兩機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于同一電壓。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的電壓不等所產(chǎn)生的無(wú)功性質(zhì)環(huán)流，對(duì)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)起均壓作用，因此，IPH稱為平衡電流，由于發(fā)電機(jī)并車瞬間呈現(xiàn)出的等值電抗很小，因此在電壓差較大情況下進(jìn)行并車，合閘瞬間會(huì)差生很大的沖擊電流。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同并車操作時(shí)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間的電壓差不能超過(guò)額定電壓的10％。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同2)頻率和電壓相同，相位不相同假設(shè)待并發(fā)電機(jī)電壓U2的相位超前于電網(wǎng)電壓U1的角度為δ。兩發(fā)電機(jī)間仍存在電壓差?U。合閘后在兩機(jī)組

7、之間產(chǎn)生環(huán)流。2號(hào)機(jī)，輸出有功功率，對(duì)原動(dòng)機(jī)為阻力矩，減速。1號(hào)機(jī)，吸收有功功率，對(duì)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩，加速。自整步力矩拉入同步。去磁效應(yīng)一致，電壓仍相等并車時(shí)要求相位差一般應(yīng)在?15?之內(nèi)。合閘瞬間兩臺(tái)發(fā)電機(jī)電壓和相位相同，只是頻率不同，如果f2>f1，則將超前δ角。3)并車時(shí)電壓和相位相同，但頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同電壓和相位相同,頻率不相同若在t=0時(shí)合閘，將不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流；在t>0時(shí)合閘，將出現(xiàn)相位差，產(chǎn)生環(huán)流，若頻差不大，最終通過(guò)自整步力矩拉入同步。若頻差較大，難以拉入同步，且隨著相位差的變化，產(chǎn)生較大環(huán)流和