第2章+船舶同步發(fā)電機并聯(lián)運行

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1、第二章船舶同步發(fā)電機并聯(lián)運行為了滿足船舶供電的可靠性和經(jīng)濟性，船舶電站一般均裝設(shè)有兩臺或兩臺以上的同步發(fā)電機組作為主電源。規(guī)范亦要求至少設(shè)置兩臺船舶主發(fā)電機。兩臺或兩臺以上的發(fā)電機通過公用母線向全船負荷供電，這就是通常所說的船舶發(fā)電機組的并聯(lián)運行?；蛘哒f并聯(lián)運行是指同時向同一負荷供電。把船舶發(fā)電機組投入并聯(lián)運行的操作過程稱為并車。通常有三種情況需要并車操作。1）滿足電網(wǎng)負荷的需求。當單機負荷達到80％左右額定容量時，且負荷仍有可能增加，這時就要考慮并聯(lián)另一臺發(fā)電機；2）當船舶處于進出港、靠離碼頭或進出狹窄水道等的機動航行狀態(tài)時，為了航行的安全，需要兩臺

2、或更多發(fā)電機并聯(lián)運行；3）當準備用備用機組替換下運行供電的機組時，為了保證不中斷供電，需要通過并車進行替換。船舶同步發(fā)電機采用多機組并聯(lián)運行的優(yōu)點是：1）提高了發(fā)電機組的工作效率2）維護、檢修發(fā)電機組方便3）保證供電的高可靠性和連續(xù)性同步發(fā)電機組的并車方式分為兩大類：自同步并車方式準同步并車方式自同步并車是一種簡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程是：原動機將未經(jīng)勵磁的待并發(fā)電機的轉(zhuǎn)速帶到接近同步轉(zhuǎn)速時，將發(fā)電機主開關(guān)合閘

3、，并立即給發(fā)電機加上勵磁，依靠機組間自整步作用而拉人同步，使待并發(fā)電機與電力系統(tǒng)并聯(lián)運行。準同步并車方式是目前船舶上普遍采用的一種并車方式，要求待并機組和運行機組兩者的電壓、頻率和相位都調(diào)整到十分接近的時候，才允許合上待并發(fā)電機主開關(guān)。準同步并車方式采用這一方式進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，對船舶電力系統(tǒng)不會產(chǎn)生不利的影響。采用此方法并車時，對操作者的素質(zhì)要求較高，由于某種原因造成非同步并車時，則沖擊電流很大，最嚴重時其沖擊電流與機端三相短路電流相同，所以并車操作應(yīng)嚴格而細心，這也是準同步并車方式的不足。目前，船上采用的準同步

4、并車方法主要有：①手動準同步并車②粗同步電抗器并車③半自動準同步并車④自動準同步并車第一節(jié)船舶同步發(fā)電機準同步并車1理想的準同步并車條件（1）待并發(fā)電機的電壓與運行發(fā)電機（或電網(wǎng)）的電壓大小相等；（2）待并發(fā)電機的頻率與運行發(fā)電機（或電網(wǎng)）的頻率數(shù)值相等；（3）待并發(fā)電機電壓的初相位（初相角）與運行發(fā)電機（或電網(wǎng)）電壓的初相位（初相角）一致。（4）待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)(或運行機)電壓的相序一致；2規(guī)范對準同步并車條件的規(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)負載比較平穩(wěn)的情況下，通常船舶發(fā)電機的調(diào)壓器是能夠滿足

5、這一條件的，因為一般船舶發(fā)電機的調(diào)壓器靜態(tài)電壓調(diào)整率為±2.5%，如果發(fā)電機調(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）并車操作時一般相位差在±15?以內(nèi)。3）并車操作時一般頻差在±1%額定頻率值以內(nèi)被認為是允許的，即要求：Δf≤±1%fe。對于50HZ的船舶電站，則并車操作時一般頻差在±0.5HZ以內(nèi)被認為是允許的。如果不滿足理想的準同步并車的三個條件而強行并車，會產(chǎn)生什么后果。并車瞬間發(fā)動機等值電抗實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)電機電壓，即U1＜U2。在這種情況下投入G2時，主開關(guān)DW2兩端存在電壓差?U。1

6、)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滯后U2對G2去磁效應(yīng)，環(huán)流IPH超前U1對G1增磁效應(yīng)，最終使兩機并聯(lián)運行于同一電壓。頻率和初相位相同,電壓有效值不相同兩臺發(fā)電機的電壓不等所產(chǎn)生的無功性質(zhì)環(huán)流，對兩臺發(fā)動機起均壓作用，因此，IPH稱為平衡電流，由于發(fā)電機并車瞬間呈現(xiàn)出的等值電抗很小，因此在電壓差較大情況下進行并車，合閘瞬間會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兩臺發(fā)電機組之間的電壓差不能超過額定電壓的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)

7、待并發(fā)電機電壓U2的相位超前于電網(wǎng)電壓U1的角度為δ。兩發(fā)電機間仍存在電壓差?U。合閘后在兩機組之間產(chǎn)生環(huán)流。2號機，輸出有功功率，對原動機為阻力矩，減速。1號機，吸收有功功率，對原動機驅(qū)動力矩，加速。自整步力矩拉入同步。去磁效應(yīng)一致，電壓仍相等并車時要求相位差一般應(yīng)在?15?之內(nèi)。合閘瞬間兩臺發(fā)電機電壓和相位相同，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時合閘，將不會產(chǎn)生環(huán)流；在t>0時合閘，將出現(xiàn)相位差，產(chǎn)生環(huán)流，若頻差

8、不大，最終通過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