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第二章船舶同步发电机的并联运行一概述并联运行:两台或两台以上的发电机通过公用母线向全船负荷供电,这就是通常所说的并联运行。多机组并联优点:1〕船舶工况变化较多,因而用电量变化也很大,例如船舶在停泊和装卸货两种不同工况工作时,用电量可能相差8倍甚至更多,采用两台以上较小容量的发电机用以根据负荷的大小改变运行方式,使发电机经常处于最正确运行状态〔发电机在额定负载下运行具有最高的效率〕2〕维护检修的方便3〕可靠性高
分类:准同步法和自同期法。准确同期法〔准同步法〕准确同期法是目前船舶上普遍采用的一种并车方法,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。通常船上采用的手动并车、粗同步电抗器并车或自动并车都属于此种并车方法。?自同期法:原动机将未经励磁的发电机的转速带到接近同步转速,即将发电机主开关合闸,并立即给发电机加上励磁,依靠机组间自整步作用而拉入同步,使发电机与电力系统并联运行。
二船舶同步发电机的准同步并车1准同步并车条件三相交流同步发电机准同步并车时,最理想的情况是满足如下三个条件:1〕侍并机组的电压与运行机组〔或电力网〕的电压大小相等:2〕待并机组的频率与运行机组〔或电力网〕的频率数值相等;3〕待并机组电压的初相位与运行机组〔或电力网〕电压的相位一致。并车操作就是检测和调整待并发龟机组的电压、频率、和相位,使之在满足上述三个条件的瞬间通过发电机主开关的合闸投入电网。这样就可以保证在并车合闸时没有冲击电流。并且并列后能保持稳定的同步运行。4〕相序一致,安装已满足
下面我们就逐点来分析为什么要满足这三个条件?如果不满足,会有什么后果。1假设待并机组与运行机组频率相等,初相位相同,但电压大小不等,并设待并机电压大于运行机组〔电网〕电压,因此在DW开关动、静触头之间就有电压△U,如果此时合闸,在两台发电机之间就会产生环流IPH,对两台发电机将产生均压的作用。IPH=△U/j(X1+X2)IPH------相位滞后△U90?------为无功性质的电流环流IPH对两台发电机产生均压作用(1)?IPH与I2同相。由电枢反响的理论可知,发电机F2相当于增加了一个感性的负载电流,它产生去磁性质的电枢反响,使发电机的端电压减小。(2)???对于运行发电机F1来说,IPH与I1反相,即一IPH与I1同相,相当于使发电机F1增加了一个容性电流输出,其电枢反响的性质是增磁效应。因此将使F1的端电压增大,最后使两台发电机并联运行于同一电压U,而U1<U<U2。
综上所述,当频率相同、初相位相同、电压不等时,两台发电机并车将在两机组间产生一无功性质的环流、这一环流对两台发电机起均压的作用,所以又称平衡电流。但是,由于发电机在并丰瞬间呈现的等值电抗很小,因此当电压差较大时进行并车操作,在合闸瞬间会产生很大的冲击电流。它比稳定后的环流大得多。这是因为稳定后的环流根本上由两台发电机的同步电抗所确定,同步电抗比发电机在并车瞬间呈现的等值电抗大得多。过大的冲击电流对于发电机和电力系统都是很不利的,IPH过大:〔1〕电磁力?IPH的平方,易损坏汇流排;〔2〕冲击扭矩太大;〔3〕跳闸〔并车失败〕因此标准中一般规定,并车操作中电压差不得大于10%。
2〕假定待并机组与运行机组的电压相等,频率相等但初相位角不同,?0不为零。如果此时合闸,那么在刀开关Dw的动静触头之间仍然会有一电压差△U,仍然会产生平衡电流IPH,但它与U1、U2的夹角不再为90?,而是?/2,因此这一平衡电流IPH不再是纯无功性质。对待并发电机F2而言,我们可以将IPH分解成两个分量〔有功分量IPHP、无功分量IPHq〕IPHP与U2同相,说明该有功分量使对待并发电机输出有功功率〔发电机作用〕,转速下降;对于运行发电机F1而言,一IPH与I1同相,我们可以将-IPH分解成两个分量〔有功分量IPHP’、无功分量IPHq’〕,IPHP’与U1反相,有功分量使发电机F1吸收有功功率〔电动机作用〕,转速上升,最终并联机组到达相位一致进入同步运行,称“牵人同步〞过程,此作用叫做自整步作用。?
无功分量IPHq、IPHq’所引起的电枢反响性质是去磁效应〔均滞后各自电压90?,相当于增加了一个感性负载〕,使电网电压稍小一些,由于这两个无功电流大小相等,作用的结果不会造成两台发电机电压差异。?同理,相位差不应太大〔IPH??0〕标准规定,一般相位差在15?以内。?3〕假定待并机
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