船舶发电机并车的条件步骤及注意事项
第13章 船舶同步发电机的并联运行

轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/4/4
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同步指示灯法
灯光明暗法 灯光旋转法
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船舶电气设备及系统
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1) 灯光旋转法
2020/4/4
f2>f1时,灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L2L3 L1
f2<f1时,灯泡轮流熄灭的顺序为: L1L3L2 L1
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船舶电气设备及系统
2020/4/4
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1) 频差脉动电压与相位检测原理
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滤波后为正选脉动电压:
US
TS1
TS 2
TS 3
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频差大
频差小
频差更小
US
2U m
sin
S
0
2
S 2 Vft
TS
1 Vf
波形反映出:频差大小,相位关系,电压为零的点即为同相点
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船舶电气设备及系统
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(3) 合闸控制电路
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。
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船舶电气设备及系统
2020/4/4
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30min,所以,并车操作过程不宜 太长,并车成功后应及时切除。
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第2章 船舶同步发电机并联运行

2019/7/24
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⑶进行频率预调
通过调速开关调整待并发电机转速,使待并机 与电网的频率接近。
⑷观察同步表
接通同步表并将选择开关转向待并机,调整频差, 使同步表指针旋转一周所需时间在3 s~ 5 s左右。
⑸合闸操作
待指针向“快”的方向转到接近红色“同相点” (相 当于手表“11点”与“12点”之间的位置)时,果断 按下合闸按钮。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/7/24
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当待并发电机起动并建压后,其电压是否与电 网电压相等,可以通过配电板上的电压表来检 测。通常无需特别调整,目前船用自励恒压发 电机的调压器完全能够满足电压在允许偏差之 内的要求。
手动准同步并车通常采用灯光法和整步表法 来检测并车条件。
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船舶电站及其自动化系统
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合闸的时刻: 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30min,所以,并车操作过程不宜 太长,并车成功后应及时切除。
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第二章 船舶同步发电机并联运行
为了满足船舶供电的可靠性和经济性,船 舶电站一般均装设有两台或两台以上的同 步发电机组作为主电源。
规范亦要求至少设置两台船舶主发电机。
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船舶电站及其自动化系统
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两台或两台以上的发电机通过公用母线向 全船负荷供电,这就是通常所说的船舶发 电机组的并联运行。或者说并联运行是指 同时向同一负荷供电。
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项资料

船舶发电机并车的条件、手动并车的程序、并车操作注意事项一.待并发电机的电压U2与运行发电机(或电网)的电压U1之间需满足以下条件:1.△U=|U1-U2|≤10%U2.△f=|f1-f2|≤±0.5Hz或△T=1/△f≥2s3.δ=|δ1-δ2|≤±15°即电压的有效值偏差在±10%以内;频率偏差在±1%以内(或频差周期大于2秒);相位差在±15°电角度以内。
二.手动并车程序:1.启动待并发电机组先检查启动条件:冷却水、滑油、燃油、启动气源或电源,然后启动待并机的原动机,使其加速到接近额定转速。
2.启动后检查发电机的三相电压用电压表测待并发电机和电网的电压,观察待并机的电压,看是否建立起额定电压(一般可不必进行调整,因有自动调压器的作用),是否缺相。
3.进行频率预调、精调接通同步表,检测电网和待并发电机的差频大小和方向,通过调速开关调整待并机组转速,使待并机与电网的频率接近。
再将同步表选择开关转向待并机,先调整频差,精确调节待并机的原动机转速,使待并发电机的频率比电网频率稍高(约0.3Hz),此时可看到同步表的指针沿顺时针“快”方向缓慢转根据同步表检测相位差,在将要达到“相位一致”时将主开关合闸,合闸指令应有提前量,提前时间为主开关的固有动作时间。
当同步表指针转到上方11点位置时,立即按下待并机的合闸按钮,此时自动空气断路动,约3s转动一圈。
4.捕捉同相点、进行合闸操作器立即自动合闸,待并发电机投入电网就运行。
5.转移负责此时待并机虽已并入电网,但从主配电板上的功率表可以看出,它尚未带负载,为此,还要同时向相反方向调整两机组的调速开关,使刚并入的发电机加速,原运行的发电机减速,在保持电网频率为额定值的条件下,使两台机组均衡负荷。
6.切除同步表最后断开同步表,并车完毕。
三.并车操作注意事项1.频差不能偏大也不可太小频差偏大,比如调节频差周期为2s,虽然是允许频差,但是由于整步表指针旋转比较快,不易捕捉“同相点”,易造成较大冲击而使并车失败。
第十三章 船舶同步发电机的并联运行

机械功率,可使该发电机输出的有功功率增加;与此同时,将引起另
一台并联机组输出的有功功率自动减少。此外,由于输入的机械功率
的增加使转速升高,而另一台机组因输出的有功功率的减少也使转速
上升,结果将使电网的频率有所升高。如果单独减少一台机组输入的
机械功率,则变化与上述相反。只有同时向相反方向调节两并联机组
图13-7是船舶电站3台发电机同步表接线图。
第十三页,共22页
二、同步表法 同步表是一种用来检测待并 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为
TS=1/f。
第十四页,共22页
合闸的时刻: 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30min,所以,并车操作过程不宜太 长,并车成功后应及时切除。
励磁电流,则其变化与上述相反。只有同时反方向调节两发电机的励 磁电流,才能保持电网的电压不变。
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第三节船舶同步发电机的并联运行条件分析
准确同步并车方式是目前船舶上普遍采用的一种并车方法 。为了使并联运行的交流同步发电机保持稳定地工作,每台 并联运行的发电机必须满足如下4个条件:
(1)待并机组的相序与运行机组(或电网)的相序一致;
第十三章 船舶同步发电机的并联运 行
第一页,共22页
第一节 概述
现代船舶大多采用交流电站,随着船舶吨位、电气化、自 动化程度的提高,电站容量也日益增加。为了满足船舶供 电的可靠性和经济性,一般的船舶电站均配置了两台以上 的同步发电机组做为主电源,并且这两台以上的发电机可 以通过公用母线向全船负荷供电,这就是通常所说的发电
发电柴油机并电操作规程

发电柴油机并电操作规程一、并车条件船用同步发电机并车时,必须满足下列条件:1 电压条件待并发电机的电压与运行发电机的电压大小相等。
2 频率条件待并发电机的频率与运行发电机的频率数值相等。
3 相位条件待并发电机的电压相位与运行发电机的电压相位一致。
并车操作就是要检测和调整待并发电机的电压、频率和相位,使之在满足上述三个条件的瞬间合上主开关(简称合闸),使待并发电机投入运行。
二、发电机的并电操作方式(一)基本手动功能(手动)1、选择基本手动功能时,将功能选择开关置于手动功能位置。
2 、首台发电机的投入选择工作发电机组后,在机旁或集控实启动柴油机,待电压建立起来以后,电压表指示电压正确,频率表指示频率正确,“主开关分闸指示”灯亮。
按下岸电分闸按钮,使岸电停止向汇流排供电,再按下主发电机主开关合闸按钮,主发电机投入供电,“主开关合闸指示”灯亮,正常供电。
提示:当岸电向汇流排供电时,按下主发电机合闸按钮会使岸电自动分离。
3、第二和第三台发电机的投入当汇流排由主发电机供电时,投入其余主发电机时,需经过整步操作才能将其余机组并网发电。
启动待并发电机组,待电压建立起来以后,电压表指示电压正确,频率表指示正确,“主开关分闸指示”灯亮。
在第4屏上,通过并车选择开关,正确选择待并机组。
此时整步表电源指示灯亮,红色指示灯旋转,指示频率和相位偏差。
旋转速度越快,频率相差越多。
白色并车指示灯明暗闪烁,闪烁频率越快,频率相差越多。
手动调节待并车柴油机转速,待整步表上绿色同步指示灯亮(白色并车同步监测指示灯完全熄灭),按下待并发电机合闸按钮,并车操作完成。
并车成功后,增加新并入发电机组柴油机油门,减少原运行发电机组柴油机油门,进行负载转移,通过观察功率表,平均分配各发电机负载。
第三台投入并车的操作与第二台并车的方法一样。
注意:当整步表上绿色同步指示灯不亮时,按下待并发电机合闸按钮,主开关不合闸。
当整步成功后,应及时将并车选择开关至于0位,整步表不能长期工作。
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项

船舶发电机并车的条件、手动并车的程序、并车操作注意事项一.待并发电机的电压U2与运行发电机(或电网)的电压U1之间需满足以下条件:△U=|U1-U2|≤10%U△f=|f1-f2|≤±0.5Hz或△T=1/△f≥2sδ=|δ1-δ2|≤±15°即电压的有效值偏差在±10%以内;频率偏差在±1%以内(或频差周期大于2秒);相位差在±15°电角度以内。
二.手动并车程序:1.启动待并发电机组先检查启动条件:冷却水、滑油、燃油、启动气源或电源,然后启动待并机的原动机,使其加速到接近额定转速。
2.启动后检查发电机的三相电压用电压表测待并发电机和电网的电压,观察待并机的电压,看是否建立起额定电压(一般可不必进行调整,因有自动调压器的作用),是否缺相。
3.进行频率预调、精调接通同步表,检测电网和待并发电机的差频大小和方向,通过调速开关调整待并机组转速,使待并机与电网的频率接近。
再将同步表选择开关转向待并机,先调整频差,精确调节待并机的原动机转速,使待并发电机的频率比电网频率稍高(约0.3Hz),此时可看到同步表的指针沿顺时针“快”方向缓慢转根据同步表检测相位差,在将要达到“相位一致”时将主开关合闸,合闸指令应有提前量,提前时间为主开关的固有动作时间。
当同步表指针转到上方11点位置时,立即按下待并机的合闸按钮,此时自动空气断路动,约3s转动一圈。
4.捕捉同相点、进行合闸操作器立即自动合闸,待并发电机投入电网就运行。
5.转移负责此时待并机虽已并入电网,但从主配电板上的功率表可以看出,它尚未带负载,为此,还要同时向相反方向调整两机组的调速开关,使刚并入的发电机加速,原运行的发电机减速,在保持电网频率为额定值的条件下,使两台机组均衡负荷。
6.切除同步表最后断开同步表,并车完毕。
三.并车操作注意事项1.频差不能偏大也不可太小频差偏大,比如调节频差周期为2s,虽然是允许频差,但是由于整步表指针旋转比较快,不易捕捉“同相点”,易造成较大冲击而使并车失败。
船舶发电机并车的条件步骤及注意事项

船舶发电机并车的条件步骤及注意事项条件:1.发电机组的额定容量相同或相近,不能有明显的容量差异。
2.发电机组的发电电压和频率应相同,方便并联运行。
3.发电机组的相序应一致,避免相序错误造成损坏。
4.各发电机组的励磁系统应保持稳定,以确保输出电压稳定。
5.发电机组的负荷特性应一致,防止出现负载分配不均衡的情况。
步骤:1.检查各发电机组的机油、燃油、电池电量等工作状态,确保正常运行。
2.依次启动各个发电机组,并观察其运行状态,保持稳定。
3.检查各发电机组的输出电压和频率是否一致,必要时进行调整。
4.检查各发电机组的相序是否一致,避免相序错误造成相互损坏。
5.检查各发电机组的负载特性是否一致,避免出现负载分配不均衡的情况。
6.通过并联开关将各发电机组连接在一起,注意保持相序一致。
7.检查并校对发电机组的频率和电压输出,确保稳定和一致。
8.协调发电机组的负载分配,使各发电机组的负荷相对均衡。
注意事项:1.在并车过程中,应严格按照船舶的操作规程进行操作,确保安全可靠。
2.并车前应检查各发电机组的运行状态和工作参数,确保正常运行。
3.在并车过程中,应观察各发电机组的运行情况,及时发现和处理异常情况。
4.并车后应注意监测发电机组的运行状态,确保负载分配均衡,防止过载或欠载。
5.并车后应定期进行维护保养,对发电机组进行检查和维修,保持其良好的工作状态。
6.在并车过程中,应根据需要调整发电机组的励磁参数,确保输出电压稳定。
7.如有需要,可以使用自动并车控制系统来实现并车操作,提高操作效率和可靠性。
并车操作是船舶发电系统重要的一环,正确的并车操作可以确保船舶电力系统的稳定工作。
以上是并车的条件、步骤和注意事项,希望能对您有所帮助。
第02章-船舶同步发电机的并联运行

它是脉动电压的数学表达式。脉动电压的瞬时值波 形为实线部分,虚线表示脉动电压振幅变化的曲 线。
在自动并车装置中,最有实际意义的是 脉动电压振幅变化的规律。
通过对Us整流(取正半波)、滤波(滤掉(w1+w2) 的谐波部分)后,由1、2两端获得的电压波形就 是脉动电压振幅变化曲线的正半波部分。其数学 表达式为 Us=2Um sin(w1-w2)t/2=2Um sinwst/2=2Um sin/2
当灯光亮、暗变化较慢,并且灯泡完全熄灭时, 恰好是相位完全一致的时候,也就是并车操作中 需要捕捉的合闸时刻。
2)灯光旋转法:
将指示灯按图(b)接线。 当待并发电机的频率f1高于电网频率fw时,它们之间相对 运动的角速度为2(f1一fw )。如图(c)所示,若令电网电 压矢量静止,则待并发电机电压矢量以频差角速度 ws= 2(f1一fw )。反时针方向旋转。
3) 同步表进行准同步并车:
同步指示灯只是做为一种辅助并车指示,实船上主 要采用整步表来指示待并机与电网的电压相位差、 频率差及其方向。
粗同步并车法:
采用电抗器限制冲击电流,保证拉入同步的一种并 车法。(条件放宽) 并车电抗器:功能:限流,按 =180时并车,将IPH 限制在Ie(1.2----1.8Ie) (因为粗同步电抗器也是按短时工作制设计的,所 以并车完成后,一定要切除,否则电抗器就可能被 烧毁。)
(3)捕捉合闸时刻,要考虑主开关固有动作 时间,相应地提前发指令。
组成:见框图
二 脉动电压及其与自动并车
条件的关系
1 脉动电压的形成
所谓脉动电压指待并发电机电压频率与电网电压频 率不一致但相差不大,并发电机电压与电网电压幅 值相等,这样的两个交流电压之差。
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船舶发电机并车的条件、手动并车的程序、并车操作注意事项一.待并发电机的电压U2与运行发电机(或电网)的电压U1之间需满足以下条件:
1.△U=|U1-U2|≤10%U
2.△f=|f1-f2|≤±0.5Hz或△T=1/△f≥2s
3.δ=|δ1-δ2|≤±15°
即电压的有效值偏差在±10%以内;频率偏差在±1%以内(或频差周期大于2秒);相位差在±15°电角度以内。
二.手动并车程序:
1.启动待并发电机组
先检查启动条件:冷却水、滑油、燃油、启动气源或电源,然后启动待并机的原动机,使其加速到接近额定转速。
2.启动后检查发电机的三相电压
用电压表测待并发电机和电网的电压,观察待并机的电压,看是否建立起额定电压(一般可不必进行调整,因有自动调压器的作用),是否缺相。
3.进行频率预调、精调
接通同步表,检测电网和待并发电机的差频大小和方向,通过调速开关调整待并机组转速,使待并机与电网的频率接近。
再将同步表选择开关转向待并机,先调整频差,精确调节待并机的原动机转速,使待并发电机的频率比电网频率稍高(约0.3Hz),此时可看到同步表的指针沿顺时针“快”方向缓慢转
根据同步表检测相位差,在将要达到“相位一致”时将主开关合闸,合闸指令应有提前量,提前时间为主开关的固有动作时间。
当同步表指针转到上方11点位置时,立即按下待并机的合闸按钮,此时自动空气断路动,约3s转动一圈。
4.捕捉同相点、进行合闸操作器立即自动合闸,待并发电机投入电网就运行。
5.转移负责
此时待并机虽已并入电网,但从主配电板上的功率表可以看出,它尚未带负载,为此,还要同时向相反方向调整两机组的调速开关,使刚并入的发电机加速,原运行的发电机减速,在保持电网频率为额定值的条件下,使两台机组均衡负荷。
6.切除同步表
最后断开同步表,并车完毕。
三.并车操作注意事项
1.频差不能偏大也不可太小
频差偏大,比如调节频差周期为2s,虽然是允许频差,但是由于整步表指针旋转比较快,不易捕捉“同相点”,易造成较大冲击而使并车失败。
如果频差太小,指针转一周时间较长(列如10s),则会拖延并车时间。
所以频差周期调节到3~5s为宜,既迅速又成功。
还要注意:1.当接通整步表时可能会出现表针只在某一位置震动而不旋转的情形,这表明频率差太大,应试调节待并机频率(加速或减速),以使频差减小、指针能够转移;2.如果指针呆滞、缓慢迂回、
没有确定的转向,这说明两频率接近相等,频差几乎为零,此时很难捕捉同相点。
为缩短并车时间,应调节待并机使之加速3~5s转一圈。
2.尽量避免逆功率
虽然不论整步表指针是向“慢”(f2<f1)或向“快”(f2>f1)的方向转,只要达到允许频差都可以合闸。
但“慢”的方向易造成逆功率跳闸,所以最好是调节到向“快”(f2>f1)的方向。
这样,合闸后待并机就能立即分担一点负荷。
3.按合闸按钮应有适当的提前量
并车时应考虑有适当的提前量,以保证主开关触头闭合时恰好是同相位,尽量减小合闸冲击电流。
发电机主开关的固有动作时间:对于电磁铁合闸机构一般可按0.1s计,电动机合闸机构可按0.3s计,再分别加上手按按钮的操作时间,可按0.1s计。
即电磁铁合闸的主开关提前两应为0.2s,电动机合闸的主开关提前量应为0.4s。
对于顺时针旋转为快的同步表,若同步表指针按钟表分针计算,则同步表转一圈为3s时,电磁铁合闸应在56min的时刻,电动机合闸应在52min的时刻。
因此,实际合闸操作时,只要同步表指针转一圈的时间在3~5s间,合闸提前量可掌握在:1.电磁铁合闸操作机构可在57min时刻合闸;2.电动机合闸操作机构可在53.5min时刻合闸。
4.绝对禁止180°反向合闸
不能在指针转到“同相点”反向180°处合闸,这时冲击电流最
大,不仅可能照成合闸失败,而且还会引起供电的机组跳闸,造成全船断电。
5.不能在大于允许频差时合闸
如果频差太大(频率周期小于2s)时并车,合闸后转速快的机组剩余动能很大,两机所产生的整部力矩可能不足于将其拉入同步,结果将由于失步产生很大冲击而导致跳闸断电。
因为在允许频差下合闸,合闸后是靠整步力矩将两机组拉入同步。
对于频率稍快的发电机产生制动性力矩可使其减速,频率稍慢的发电机产生驱动性力矩可使其加速,因此合闸后很快可进入同步运行。
这与单独调节一台并联发电机有功功率的情况类似,当加大一台机的油门时,机组转速瞬时加快,输出电功率增大,电磁反转矩减小(相当于增加了以驱动转矩)而转速加快。
所以整部操作时,频差周期不应小于2s。
6.合闸时应避开突然扰动
在按下合闸按钮前,如果遇到电网电压幅度或频率突然发生波动应暂缓合闸操作,待稳定后再操作,不然可能会使并车失败。
7.并车完毕及时断开同步表
因为同步表是按短时工作制设计的,所以只允许短时(15min)通电使用。
总之,不论是由于操作不当或外部扰动,只要是在较大的频差或相位下合闸都有可能造成并车失败。
船舶发电机并车失败的原因及并车时应注意的问题
1.电网参数波动太大:并车时,若负载剧烈变动(例如多台起货机正在工作),引起电网功率(电流),频率、电压大幅度波动,就难以使待并发电机电压、频率、相位与电网的电压、频率、相位一致。
因此,当并车合闸时,会产生巨大的冲击电流而使主开关跳闸。
有时由于负
载变化太大,各台发电机无法及时合理分配负载,而使逆功率继也器动作,造成并车失败。
因此,应当避免在负载剧烈波动时并车,或者并车时断开剧烈波动的负载,待并车完毕后再接通负载。
2.操作不当,未满足并联运行条件:在粗同步并车中,常误以为采用并车电抗器就可以随意并车。
实际上当相位差大于90度合闸时,此时虽有并车电抗器限制电流,但冲击电流仍可使发电机主开关跳闸。
因此,采用粗同步法并车时,应将待并发电机与电网的频差限制在0.5Hz之内、相位差在90度以内。
实际操作时,最好使待并发电机的频率稍高于电网频率,其电压相位超前电网电压相30度之内合闸。
3.空载并车:电网上原有发电机处于空载状态时,若再并上一台发电机,它们难以稳定工作,电网稍有波动,就会形成逆功率运行,引起跳闸。
另外,从经济的观点来看,也应避免两台发电机空载并联运行。
一般来说,电网上运行的发电机应带50%以上额定负载方可并联另一台发电机。
4.并车装置或均压线不正常:有时可能由于并车装置有故障或均压线接错而使并车失败。
对于新建造或经过大修的发电机,要重新检查相序及均压线的极性是否正确,所有接线端钮是否固紧;对于已经工作一段时期的电站,则应检查并车装置,如电抗器、电抗器接触器、均压线接触器、主开关的主副触头的接触是杏良好。
经过检查,确认完全正常后再并车。