第2章+船舶同步发电机并联运行

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1、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。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。把船舶发电机组投入并联运行的操作过程称为并车。通常有三种情况需要并车操作。1）满足电网负荷的需求。当单机负荷达到80％左右额定容量时，且负荷仍有可能增加，这时就要考虑并联另一台发电机；2）当船舶处于进出港、靠离码头或进出狭窄水道等的机动航行状态时，为了航行的安全，需要两台

2、或更多发电机并联运行；3）当准备用备用机组替换下运行供电的机组时，为了保证不中断供电，需要通过并车进行替换。船舶同步发电机采用多机组并联运行的优点是：1）提高了发电机组的工作效率2）维护、检修发电机组方便3）保证供电的高可靠性和连续性同步发电机组的并车方式分为两大类：自同步并车方式准同步并车方式自同步并车是一种简单的并车方式由于船舶电力系统容量小，采用自同步并车不能保证电能质量，因此船舶电力系统一般不采用自同步并车方式，这种方式仅在陆地电力系统中使用。自同步并车方式它的操作过程是：原动机将未经励磁的待并发电机的转速带到接近同步转速时，将发电机主开关合闸

3、，并立即给发电机加上励磁，依靠机组间自整步作用而拉人同步，使待并发电机与电力系统并联运行。准同步并车方式是目前船舶上普遍采用的一种并车方式，要求待并机组和运行机组两者的电压、频率和相位都调整到十分接近的时候，才允许合上待并发电机主开关。准同步并车方式采用这一方式进行并车引起的冲击电流、冲击转矩和母线电压的下降都很小，对船舶电力系统不会产生不利的影响。采用此方法并车时，对操作者的素质要求较高，由于某种原因造成非同步并车时，则冲击电流很大，最严重时其冲击电流与机端三相短路电流相同，所以并车操作应严格而细心，这也是准同步并车方式的不足。目前，船上采用的准同步

4、并车方法主要有：①手动准同步并车②粗同步电抗器并车③半自动准同步并车④自动准同步并车第一节船舶同步发电机准同步并车1理想的准同步并车条件（1）待并发电机的电压与运行发电机（或电网）的电压大小相等；（2）待并发电机的频率与运行发电机（或电网）的频率数值相等；（3）待并发电机电压的初相位（初相角）与运行发电机（或电网）电压的初相位（初相角）一致。（4）待并发电机的电压与电网(或运行机)电压的相序一致；2规范对准同步并车条件的规定1）并车操作中电压差不得大于额定电压的10％，即：ΔU≤±10％Ue。在电网负载比较平稳的情况下，通常船舶发电机的调压器是能够满足

5、这一条件的，因为一般船舶发电机的调压器静态电压调整率为±2.5%，如果发电机调压器正常，完全可以满足并车操作电压差不大于±10％Ue的要求。2）并车操作时一般相位差在±15以内。3）并车操作时一般频差在±1%额定频率值以内被认为是允许的，即要求：Δf≤±1%fe。对于50HZ的船舶电站，则并车操作时一般频差在±0.5HZ以内被认为是允许的。如果不满足理想的准同步并车的三个条件而强行并车，会产生什么后果。并车瞬间发动机等值电抗实际接线图单相等效电路图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。1

6、)频率和初相位相同，电压有效值不相同频率和初相位相同,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，最终使两机并联运行于同一电压。频率和初相位相同,电压有效值不相同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，因此，IPH称为平衡电流，由于发电机并车瞬间呈现出的等值电抗很小，因此在电压差较大情况下进行并车，合闸瞬间会差生很大的冲击电流。频率和初相位相同,电压有效值不相同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％。频率和初相位相同,电压有效值不相同2)频率和电压相同，相位不相同假设

7、待并发电机电压U2的相位超前于电网电压U1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。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。自整步力矩拉入同步。去磁效应一致，电压仍相等并车时要求相位差一般应在15之内。合闸瞬间两台发电机电压和相位相同，只是频率不同，如果f2>f1，则将超前δ角。3)并车时电压和相位相同，但频率不相同电压和相位相同,频率不相同电压和相位相同,频率不相同电压和相位相同,频率不相同若在t=0时合闸，将不会产生环流；在t>0时合闸，将出现相位差，产生环流，若频差

8、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