单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,哈尔滨工程大学自动化学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 舰船同步发电机投入并联工作,第一节 概述,第二节 手动准同步方法,第三节 电抗同步方法,第四节 自动准同步原理,第一节 概述,通常船舶主电站由两台或两台以上型号、规格相同的发电机组成。,多台发电机并联运行状态的实现方法：,第一台发电机起动后无条件接入电网，,从第二台发电机起，依次起动，须经“投入并联的操作接入电网。,“投入并联也叫“并车。,并车条件,待并发电机输出电压的幅值与电网电压幅值相等；,待并发电机输出电压的频率与电网频率相等；,待并发电机输出电压的相位与电网电压的相位相等。,简言之，要求两发电机的电压瞬时值完全相等。,并车条件,假设：,待并发电机的瞬时电压为：,电网的瞬时电压为：,条件,暂态过程,定义：待并发电机主开关闭合瞬间的电路状态。,电路变换过程,首先进入次暂态过程，电枢回路的阻抗从次暂态电抗 渐变为 ，进入暂态，再渐变为 ，进入稳态。,当发电机转子无阻尼绕组时，无次暂态，仅从 渐变为 。,并车条件分析-等值电路,1,U,应限制在发电机额定电压的,10,以内。,2,并车的相位条件是,15,电角度。,3,允许频差在额定频率的,1,以内。,实用的并车条件,电压幅值偏差在,10%,以内，,频率偏差在,1%,以内，,相位差在,15,电角度以内。,并车方法分类,准,(,确,),同步法,直接按上述三条件实现并车的方法。,可分为手动准同步法和自动准同步法两种。,电抗同步法或粗同步法,通过增加并车电抗器及相应附属电器使并车条件适当放宽，操作较为简捷的一种并车方法。,这是目前我国船舶广泛应用的一种并车方法。,第二节 手动准同步方法,定义：,由操作人员观察仪表、指示器并相应手动调整有关参数，使待并发电机满足准同步并车三条件，并在恰当时刻完成待并发电机接入电网,(,待并发电机的主开关闭合，也叫合闸,),的操作，叫做手动准同步并车,(,操作,),。,手动准同步并车步骤是:,第一步，起动待并发电机，加上励磁，建立电压。,第二步，观察电压表。,电压表有两个，一个指示待并发电机输出电压，另一个指示电网(汇流排)电压。,判断两电压表指示的电压偏差是否在 10%以内，假设两者偏差过大，那么应手动调整待并发电机调压器的有关旋钮或手柄，使Ug接近Un。,第三步，观察频率表。,频率表有两个。,判断频率偏差是否在 1%以内。假设偏差过大，那么应手动调整待并发电机的原动机转速。,实船操作时，调整待并发电机的参数时，通常使Ug略大于Un，fg略大于fn。,第四步，检测相位差。检测相位差有两类指示器,一类为指示灯。即灯光明暗法和灯光旋转法。,另一类指示器是同步表，也叫整步表或同步指示器。,(1)灯光明暗法,U=0,，指示灯不发光。,(2)灯光旋转法,灯,1,灭，灯,2,和灯,3,亮度相同，表示,=0,。,(3)同步表法,=0,，指针指示钟表,12,时位置上。,同步表法接线图,第五步，选择恰当时刻合闸。,开关固有动作时间,主开关从接受合闸指令到真正闭合电路有一个时间延滞,t,s,。,大小约在,0.1,S,这个数量级。,为了使合闸时刻,=0,，发合闸指令应取一定的时间或相位差提前量。,结论,并车操作包括观察仪表，调整(电压和频率)及选择恰当时刻合闸；,全过程能否快速、理想地完成，取决于操作人员的素质和经验；,为了降低操作难度，保证人工操作的平安性，产生了电抗器并车的方法(粗同步并车法)。,第三节 电抗同步方法,原理：,放宽了准同步并车的条件，其中电压条件不变，频率条件放宽到,f,在,3%,以内，相位条件放宽到,180,，即,几乎不受限制。,因此，又称为粗同步并车方法。,粗同步并车过程,当起动待并发电机G,并建立电压后，检测并车条件(放宽了的)，假设满足条件，首先合上S2，使G通过并车电抗器LS接入电网。电抗器限制了并车冲击电流，保证了投入并联的平安性。经一定时间的整步作用，再合上Q，并且翻开S2，完成整个并车操作。,二、并车电抗器,作用：,限制并车条件放宽后可能出现的过大的并车冲击电流。,要求：,在通过大电流的条件下，电抗值应能稳定不变。,电抗器必须有较大的电抗值；,电抗器值计算,忽略发电机电枢电阻及并车电抗器电阻；,设两发电机次暂态电抗相同，为 ；,开关,S2,闭合瞬间产生环流的直流分量仅持续几十毫秒，因此并车电抗器主要用来限制冲击电流的交流分量。,冲击电流的交流分量,为,-,为电网或发电机每相额定电压有效值,;,-,为并车瞬间存在的相位差,;,-,并车电抗器,LS,的电抗值。,考虑最恶劣的相角条件，即,采用标幺值,(,相对单位制,),时,式中,:,-,线电压额定值，,V;,-,发电机额定相阻抗值,，,;,-,发电机额定线电流，,A,。,所以：,几点说明：,尽管并车电杭器是根据=180条件计算的，但我们已经知道角越大，自整步作用就越小，而有可能使发电机长时间不能到达同步。因此，实际粗同步操作时，限制在90以内才能保证并车的成功。,并车电杭器有标准产品，系统设计时可按计算值选用。,不同类型、不同功率的发电机组并车时，应根据使用要求规定并车方向，考虑相应的措施。为平安起见，粗同步并车电抗器应按功率小的机组设计。,并车接触器的选择步骤：,(1)初步选定接触器型号，从相应产品目录或资料中查出接触器触头热容量值 ，单位为,(2)取并车电抗器工作时间top=(68)s，作为接触器的持续接通时间，求出接触器允许短时冲击电流值I1(单位kA),(3)按 原那么，确定接触器额定容量。,自动准同步原理,自动准同步并车装置的功能,检测准同步并车的条件是否满足。,条件满足时，允许发合闸指令，应含有适当提前量。,当频率条件不满足时，应能根据频率差的方向及大小向待并发电机组发出调整信号。,当电压条件不满足时，由发电机自动电压调整装置进行自动调整。,相角条件是动态条件，不满足要求时不必调整，只需等待一段时间。,并车方法,模拟量并车方法：根据交流电压的模拟信号来检测并车条件，实现自动并车操作的方法。,数字量并车方法：利用计算机技术，根据数字信号实现的自动并车方法。,模拟量方法,待并发电机电压瞬时值为,电网电压瞬时值为,差频电压,差频电压瞬时值,锯齿波差频电压,用差频锯齿波鉴别差频符号,两相位鉴别法,移相鉴别原理和波形图,并车合闸指令的提前量,提前量由主开关固有动作时间决定。,有两种使提前量等于主开关固有动作时间的方法：恒定提前时间法和恒定提前相角法。,恒定提前相角的实现,恒定提前相角电路原理及波形,恒定提前时间法,自动准同步并车装置原理框图,数字量方法,频率差检测,数字量方法,频率调整,相位差检测与合闸控制,相位差检测流程图,