船舶电站指导书机电汇总.docx
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船舶电站指导书机电汇总
重庆交通大学航海学院
船舶电站操作指导书
轮机模拟器实验室
实验一发电机单机运行时的手动合闸与供电方式的转换
一、实验目的
掌握发电机单机手动合闸的方法,了解发电机的起压过程,明确主发电机、应急发电机和岸电三者间的联锁关系。
二、实验内容
应急发电机供电,柴油发电机起动的热工条件已满足,且其机旁控制按钮已放在“REMOTE”位置。
1.单机手动起动
(1)将发电机的“手动/自动(MANU/AUTO)”选择开关放在“MANU”位置,备用机组选择开关(STANDBYGENSELECTION)放在“MANU”位置;
(2)观察并确认:
“DC24V”指示灯亮;
“控制电源故障(CONTROLSOURCEFAIL)”指示灯暗;
发电机主开关断开;
发电机“准备起动(READYTOSTART)”灯亮;
按下发电机控制屏上的“起动(START)”按钮,起动柴油机。
2.单机手动合闸
(1)通过发电机控制屏上的电压表观察建压过程。
若空载电压小于60V,可能是发电机无剩磁,此时应按下发电机控制屏上的“充磁(PRE-EXITATION)”按钮进行充磁;
(2)待柴油机在低速下运行3分钟(模拟时间为30秒)左右,在同步屏上调节发电机的调速开关(GOVNOR),使频率逐渐上升至60HZ,然后按下“主开关合闸(ACBCLOSE)”按钮;
(3)待发电机控制屏上“ACBCLOSE”指示灯亮后,在同步屏上观察电网电压与频率值;
(4)合闸成功后,在组合起动屏上合上淡水泵(CENTERCOOLINGF.W.PUMP)和海水泵(COOLINGS.W.PUMP)开关,观察发电机功率表和电流表的指示;
(5)在CRT上检查并记录下列参数:
转速、冷却水出口温度、滑油温度、滑油压力、燃油压力及排气温度。
(6)若合闸失败,则有声光报警,应进行消声消闪操作。
3.岸电连接的操作
(1)将应急发电机的控制方式选择开关置于“手动(MANU)”位置,然后将主发电机开关分闸;
在岸电箱上选择相序1(SEQUENCE1)或相序2(SEQUENCE2)。
若“相序正确(PHASESEQUCORRECT)”灯亮,则将岸电箱上的开关合闸,然后在主配电板上合上岸电供电开关,观察同步屏上的电压表、频率表指示;
若“相序错误(PHASESEQUWRONG)”灯亮,则更换相序选择,待相序正确后再接通岸电。
(2)在岸电接通的情况下,手动起动一台主发电机并合闸,观察合闸及供电情况。
将应急发电机控制方式选择开关置于“自动(AUTO)”位置,然后将主发电机开关分闸,重复
(1)中的操作,观察合闸及供电情况。
三、实验要求
初始工况设置正确,发电机单机手动合闸步骤清楚、正确,能判断发电机的起压过程,主发电机、应急发电机和岸电三者间的联锁关系。
四、实验时间安排
实验第一天上午进行
五、实验报告
满足哪些条件,“READYTOSTART”灯会亮?
主发电机、应急发电机和岸电之间应满足怎样的连锁关系?
实验二发电机组调速特性(调频特性)测试
一、实验目的
掌握测试发电机组调速特性的步骤与方法;了解调速特性的意义和作用。
发电机在调速系统的作用下,输出功率与频率的关系曲线。
特性曲线的倾斜程度,频率有下降值与功率的增加值之比f/p,称为调差系数。
规范:
当突卸全负载,或突加60%全负载,稳定后再加余下40%负载,调速器应达到:
瞬时调速率不大于10%;稳定调速率不大于5%;稳定时间不大于7s.
二、实验内容
发电机组调速特性的测试
发电机单机手动运行,带10%额定功率负载(功率因素为0.8)。
1.将发电机调速开关向“RAISE”方向调节,观察转速增加、频率升高的现象(不要使频率超过63HZ)。
2.将发电机调速开关向“LOWER”方向调节,观察转速下降、频率降低的现象(不要使频率低于57HZ)。
3.将频率调整在60HZ,在CRT上逐次增加20%单机额定功率、(功率因数为0.8)的负载,直至负载达到100%单机额定功率,观察并记录发电机有功功率及相应的频率值。
4.绘出调速特性曲线。
三、实验要求
正确设置初始工况,测试发电机组调速特性的步骤与方法正确;了解调速特性的意义和作用。
四、实验时间安排
实验第一天下午进行
五、实验报告
1.绘出调速特性曲线
2.发电机组的调速特性是如何定义的?
3.了解发电机组调速特性的目的是什么?
4.对调速特性的斜率有什么要求?
实验三发电机调压特性测试
一、实验目的
掌握发电机调压特性测试的步骤与方法;了解调压特性和意义和作用;
了解发电机电压与输出电流和功率因数之间的关系。
调压特性:
感性负载去磁,容性增磁(无功电流增加,发电机电枢端电压增加),影响发电机端电压的主要因素是无功电流,励磁机的主要作用是恢复和保持端电压。
发电机无功电流与端电压的关系曲线称为调压特性。
规范要求:
交流发电机组当负载及其功率因数为额定值时,原动机的转速调整为额定转速,当发电机的负载在自满载到空载,再自空载到满载的范围内均匀或急剧变化,并使功率因数保持额定值,而原动机转速达到稳定时,发电机的稳态电压变化率应不超过额定电压的±2.5%;动态指标:
突加和突卸50%额定电流及功率因数不超过0.4(滞后)的对称负载的情况下,其瞬态电压变化率不超过额定电压的±15%,而电压恢复到与最后稳定值相差3%以内所需要时间不超过1s.
二、实验内容
发电机调压特性的测绘
发电机单机运行,带10%额定功率的负载(功率因素为0.8)。
1.将各机组的“手动/自动”选择开关均设定在“MANU”位置;
2.在CRT上逐次增加20%额定电流(功率因素为0.4)的负载,直至发电机电流接近额定值,观察并记录发电机电流、电压值。
3.绘出调压特性曲线。
三、实验要求
正确设置初始工况,发电机调压特性测试的步骤与方法清楚正确,了解调压特性和意义和作用;了解发电机电压与输出电流和功率因数之间的关系。
四、实验时间安排
实验第一天下午进行
五、实验报告
1.发电机的调压特性是如何定义的?
规范对调压特性有什么要求?
2.调压特性对并车有何影响?
3.调压特性对无功功率分配有何影响?
实验四发电机突加、突卸负载的测试
一、实验目的
掌握发电机突加、突卸负载试验的方法、步骤和目的。
二、实验内容
发电机负载的突加和突卸;根据实验结果确定调压器动态特性。
发电机单机空载运行,电压和频率均为额定值。
1.将发电机机组“手动/自动”选择开关设定在“MANU”位置。
2.在CRT上突加60%的额定电流及功率因素不超过0.4(滞后)的对称负载,观察电压值变化情况(应不低于额定电压的85%)。
3.在CRT上突减60%的额定电流及功率因素不超过0.4(滞后)的对称负载,观察电压值变化情况(应不高于额定电压的120%)。
4.观察突加、突卸负载后,电压是否在1.5S内恢复到稳定值(与电压稳定值之差小于3%)。
三、实验要求
正确设置初始工况,发电机突加、突卸负载试验的方法、步骤正确,明白测试目的。
四、实验时间安排
实验第二天上午进行
五、实验报告
(1)发电机突加、突卸负载试验的目的是什么?
(2)若发电机的动态电压调整率太大,对电网正常运行有何影响?
(3)若恢复时间过长,对电网正常运行有何影响?
实验五发电机手动准同步并车与负载均分
一、实验目的
掌握手动准同步并车的方法和步骤;了解并车条件;掌握手动负载转移与均分的方法及要求。
二、实验内容
手动起动待并机组;手动调整待并机组频率;手动准同步并车;手动负载转移与均分。
发电机单机带70%额定功率负载运行,待并机热工条件已满足。
1、手动准同步并车
(1)将各发电机组的“手动/自动”选择开关扳至“MANU”位置;
(2)手动起动待并机,使电压达到额定值、频率稍高于额定值;
(3)将同步表“SYNCHRONIZESELECT”开关转到待并机的编号位置(开始计时),观察待并机与运行机间的频率差与相位差;
(4)调节待并机的调速开关,使同步表上的LED光点顺时针方向缓慢旋转(约1.7s以上旋转一周);
(5)当同步表上的光点超前同步点约两个灯时,果断按下合闸按钮;
(6)并车成功后,断开同步表。
2、手动负载转移及均分
(1)将新并上的机组的调速开关向“RAISE”方向调节,同时将原运行机组的调速开关向“LOWER”方向调节,使负载功率逐渐向新并上的机组转移,调整过程中应保持电网频率恒定;
当两台机组功率基本相等时,停止调节。
三、实验要求
正确设置初始工况,了解并车条件;手动准同步并车的方法和步骤清楚正确;掌握手动负载转移与均分的方法及要求。
四、实验时间安排
实验第二天上午进行
六、实验报告
1.并车时若频差过大,会造成什么后果?
相位差过大呢?
2.为什么并车时要让待并机频率稍高于电网频率?
3.为什么并车完成后要及时切除同步表?
实验六并联运行发电机组的手动解列与停机
一、实验目的
掌握发电机手动解列和手动停机的方法、步骤及要求。
二、实验内容
手动转移并联运行机组的负载;手动解列发电机组;手动停机。
两台机组并联运行且负载已均分(各带30%额定功率负载)。
1.手动负载转移
(1)将待解列机组的“手动/自动”选择开关设定在“MANU”位置上;(开始计时)
(2)将待解列机组的调速开关转向“LOWER”位置以逐步减少负载,同时将另一台发电机的调速开关转向“RAISE”位置以逐步增加负载,转移过程中要使电网频率保持恒定;
(3)观察两台机组负载状态,当解列机组功率小于5%额定功率时,停止转移负载。
2.手动解列
(1)按下待解列机的主开关分闸按钮,将机组解列;
(2)机组解列后,电网电压和频率会略有下降,此时可手动调节运行机组的调速开关,使频率稳定在额定值上。
3.手动停机
(1)调节解列机组的调速开关,使发电机频率降至频率表的最低指示值;
按解列机组的“停车(STOP)”按钮,使机组停车。
三、实验要求
正确设置初始工况,明白解列的要求,发电机手动解列和手动停机的方法、步骤清楚正确。
四、实验时间安排
实验第二天下午进行
五、实验报告
1.哪些情况下需要解列发电机组?
2.在解列发电机组必须要做的工作是什么?
3.为什么解列机组只带5%单机额定功率负载时才允许分闸?
实验七增载时备用发电机组的自动起动、自动并车及自动均分负载
一、实验目的
熟悉备用机组自动起动的条件,了解自动并车、自动调频调载的基本原理,了解重载询问的功能和基本原理。
二、实验内容
电网负载增加时备用机组的自动起动、自动并车、自动转移及均分负载;
重载询问增机试验。
发电机单机运行,带50%额定功率负载。
1、备用机组的自动起动、自动并车、自动均分负载
(1)将发电机组的“手动/自动”选择开关均设定在“AUTO”位置;
(2)将“备用机组选择(STANDBYGENSELECTION)”开关对准备用机组的编号位置;
(3)在主配电板上逐步增加运行机组负载至约80%单机额定功率,使“重载(HEAVYLODA)”灯闪光(开始计时);
(4)观察备用机组的自动起动过程,注意自动起动开始时的时刻及结束时刻;
(5)在自动起动完成后,观察备用机组和电网的电压与额率值。
然后接通同步表,观察同步表光点的转向与速转;
(6)观察自动合闸过程并估算自动合闸时间;
(7)观察自动均分负载过程,并记录负载均分结果和电网频率值;
(8)若在备用机投入电网过程(ACB还未合闸)中,出现负载减少(如空压机、泵等自动停车或将冷藏箱开关手动分闸),则备用机自动停止增机。
2、重载询问增机试验
(1)将电站恢复成初始状态,随后将440V馈电屏上侧推器(BOWTHRUSTER)的合闸方式选择开关(BREAKERCLOSEMODE)放在“自动”位置,然后按下“重载查询(HEAVYLOADREQUEST)”按钮;
(2)电网功率无余量,备用机组立即自动起动、自动并车,侧推器开关在“允许合闸(HEAVYLOADALLOW)”灯亮后自动合闸,随后两台发电机组自动均分负载;
按下侧推器的“分闸(ACBOPEN)”按钮并卸去部分负载,使两台发电机各自承担约40%额定功率的负载,然后按下侧推器的“重载查询”按钮,观察所发生的过程。
三、实验要求
正确设置初始工况,熟悉备用机组自动起动的条件,了解自动并车、自动调频调载的基本原理,了解重载询问的功能和基本原理。
四、实验时间安排
实验第三天上午
五、实验报告
1.为何增机条件通常设置为“发电机负载大于80%(或75%)单机额定功率”?
2.除了重载外,还有哪些情况能自动增机?
实验八减载时运行机组的自动解列与自动停车
一、实验目的
熟悉并联运行机组自动解列的条件和过程,了解发电机组自动解列的基本原理。
二、实验内容
电网负载减少使并联运行机组自动解列、自动停车。
两台机组并联运行,各机组分别带50%单机额定功率的负载。
1.将两台发电机组的“手动/自动”选择开关设定在“AUTO”位置;
2.将“STANDBYGENSELECTION”开关设定在待解列机组的编号位置上;
3.逐渐减小电站负载,使其从单机额定功率的100%逐渐减至70%(开始计时);
4.通过功率表观察待解列机组向运行机组转移负载的过程,记录待解列机
组分闸时的负载功率和延时时间(模拟延时时间为1分钟)。
5.若在解列过程中出现负载增加(如空压机、泵等自动起动或将冷藏箱开关手动合闸),则解列机自动停止转移负载,返回自动均分负载运行状态,停止解列。
6.机组解列后,经延时(模拟延时时间为1分钟),柴油机自动停机。
三、实验要求
正确设置初始工况,熟悉并联运行机组自动解列的条件和过程,了解发电机组自动解列的基本原理。
四、实验时间安排
实验第三天上午
五、实验报告
1.为什么通常将解列条件设置为“电网负载小于70%单机额定功率”?
2.如果自动解列失灵,如何手动完成解列过程?
实验九发电机单机运行发生故障时的自动换车过程
一、实验目的
了解运行机组故障时备用机组自动起动、自动并车和自动均分负载的基本原理和过程。
二、实验内容
设定运行发电机组原动机故障;观察备用机组自动起动、自动并车和自动均分负载的过程。
发电机单机运行,带50%额定功率负载。
1.将备用机组的“MANU/AUTO”选择开关放在“AUTO”位置,并将备用机组选择开关转向备用机组的编号位置;
2.在CRT上设置运行机组的故障,可选择下列故障中的任意一种:
(1)排气高温>520℃
(2)冷却水出口高温>95℃
(3)滑油高温>80℃
3.系统发声光报警后,进行消声消闪操作;
4.备用机组自动起动,观察起动过程及起动后建立的电压与频率;
5.备用机组自动并车,打开同步表观察自动并车过程,记录并车完成后两台机组功率表的读数;
6.两台机组自动转移负载,观察自动转移负载的过程,负载大部分转移到刚投入运行的机组(故障机组只带5%单机额定功率负载);
7.故障机组自动解列,经延时后自动停机;
8.在CRT上设置运行机组两种故障中的任意一种:
(1)滑油低压<0.08Mpa;
(2)柴油机超速,转速>860rpm(115%额定转速)。
观察发生的过程,并与步骤2中故障设定后的过程比较。
三、实验要求
正确设置初始工况,了解运行机组故障时备用机组自动起动、自动并车和自动均分负载的基本原理和过程。
四、实验时间安排
实验第三天下午
五、实验报告
1.为什么步骤2中选择的故障发生后,系统发出报警而不立即跳闸停机?
2.自动换车过程与自动增机过程或自动减机过程有什么不同?
3.如果备用发电机不能自动起动,应如何操作?
4.在自动换车过程中,为什么自动并车后不自动均分负载?
实验十并联运行发电机组自动调压与无功功率自动均分
一、实验目的
了解调压特性的调整方法;掌握调压特性对并联运行发电机之间无功功率分配的影响。
二、实验内容
发电机调压特性的调整;观察无功功率分配的结果。
两台机组并联运行,各机组分别承担10%额定功率负载(功率因素为
0.8),发电机组控制方式为“手动”。
1.在CRT上调节两台运行机组调频特性的斜率,使两者一致;
2.在CRT上调节两台运行机组调压特性的斜率,使两者一致;
3.观察并记录电压表、电流表及功率表的读数;
4.在CRT上突加60%额定电流、COSф=0.4的负载,观察并记录两台发电机组的电压表、电流表及功率表的读数;
5.判断静态电压调整率、动态电压调整率和恢复时间是否满足要求,判断无功功率分配是否均匀;
6.在CRT上改变调压特性的斜率,使两者不一致(调频特性的斜率保持不变);
7.重复(4)的步骤,观察并记录调压特性斜率改变后电流表、电压表及功率表的读数,与斜率未改变时的读数比较,得出相应的结论;
8.将两台机组的调压特性复原。
三、实验要求
四、实验时间安排
实验第三天下午
五、实验报告
1.无功功率在什么条件下可用电流表指示值反映?
2.在实船上,如何改变发电机的调压特性?
3.发电机调压特性的斜率与机组间无功功率的分配有何关系?
实验十一发电机过电流保护、自动分级卸载与短路保护
一、实验目的
掌握发电机过电流保护、分级卸载保护和短路保护的基本原理及实现方法;
二、实验内容
设定发电机过电流和短路故障;观察过电流保护、分级卸载保护和短路保护的实现过程。
发电机单机运行,并带70%额定功率(cosф=0.8)的负载。
1.将发电机组的“手动/自动”选择开关打在“MANU”位置;
2.逐渐增加发电机负载,使发电机电流达到110%额定电流(开始计时);
3.发电机分两次自动卸去次要负载,注意两次延时的不同(分别约5S和10S)及负载重要性的差别,观察发电机频率与电压的变化;
4.在CRT上分两次突加负载,使发电机电流分别达到120%和140%额定电流,记录主开关跳闸的不同的延时时间,绘出过载反时限特性曲线;
5.在CRT上突加电流,使发电机电流达到250%额定电流,延时(0.2~0.6)S后主开关自动跳闸。
三、实验要求
发电机过电流保护、分级卸载保护和短路保护的基本原理及实现方法;
四、实验时间安排
第三天下午
五、实验报告
1.为什么过载保护需要采用反时限特性?
2.自动分级卸载的作用是什么?
如果卸载后还是过载,可能是什么原因?
此种情况下发电机如何进行保护?
3.如何判断发电机发生了外部短路故障?
4.为什么短路保护在发电机电流小于5倍额定电流时还需延时,这对发电机有没有损害?
实验十二无功功率分配装置故障
一、实验目的
1.了解无功功率分配不均的现象及判断方法;
2.了解无功功率分配不均对并联机组的影响;
3.掌握排除无功功率分配不均故障的措施。
二、实验内容
观察无功功率分配不均现象;排除无功功率分配不均故障。
两台机组并联运行,各带50%单机额定功率、功率因数为0.4的负载;两台发电机电压表读数相同,功率表读数基本相同。
1.由教师设置故障,使两台发电机的电流表指示不一致,差值超过总电流的20%;
2.根据故障现象判断并说明故障性质;
3.在CRT上排除故障,使两台发电机电流趋于一致,同时保持电网电压为额定值。
三、实验要求
了解无功功率分配不均的现象及判断方法;了解无功功率分配不均对并联机组的影响;掌握排除无功功率分配不均故障的措施
四、实验时间安排
实验第四天上午
五、实验报告
1.怎样判断并联运行发电机组的无功功率分配情况?
2.两台发电机并联运行时各自电流相差太大有何危害?
3.如何保证无功功率分配均匀?
实验十三发电机欠压及逆功率保护
一、实验目的
熟悉‘96’规范对欠压保护和逆功率保护的要求,掌握发电机欠电压和逆功率保护基本原理及实现方法。
二、实验内容
观察欠压和逆功率保护实现过程。
发电机单机运行,带40%额定功率的负载,控制方式为“手动”。
1.在CRT上将发电机电压设置为70%额定电压,发电机延时自动跳闸,记录延时时间。
2.按下“ACBTROUBLERESET”按钮,将发电机主开关手动复位后重新起动发电机,合闸恢复电站供电,在CRT上设置电压突然为零,观察发电机主开关瞬时跳闸。
3.手动起动另一台机组,手动合闸并入电网。
4.同时反方向调节两台发电机组的调速开关,使一台机组出现逆功率(其值为15%单机额定功率),该机组将延时自动跳闸,记录延时时间。
观察并记录另一台机组的功率表读数。
5.采取必要的措施。
三、实验要求
熟悉欠压保护和逆功率保护的要求,掌握发电机欠电压和逆功率保护基本原理及实现方法。
四、实验时间安排
实验第四天上午
五、实验报告
1.为什么欠压保护要延时跳闸?
欠压如果不跳闸有什么危害?
2.如何判断欠压故障?
3.为什么失压要瞬时跳闸?
4.单机运行时会不会出现逆功率?
5.为什么逆功率保护要设置延时?
实验十四逆功率故障
一、实验目的
熟悉发电机逆功率故障的现象;了解发生逆功率时应采取的合理措施;了解逆功率对电网负载与运行机组的影响。
二、实验内容
并联运行机组逆功率故障的设定;观察逆功率保护实现过程。
两台机组并联运行,各带30%额定功率负载,两台机组均处于手动操作状态。
1.设置故障,使一台发电机的有功功率负载突然增大,另一台发电机的有功功率负载指示突然减小到零以下,即出现逆功率(其值约为额定功率的15%)。
2.观察两台发电机控制屏上的仪表读数,确定故障性质。
3.待一台发电机主开关跳闸后,观察运行发电机是否超过80%单机额定功率,如果超过,则手动起动另一台备用发电机组,进行并车,然后及时转移负载。
三、实验要求
发电机逆功率故障的现象;发生逆功率时应采取的合理措施;了解逆功率对电网负载与运行机组的影响。
四、实验时间安排
实验第四天上午
五、实验报告
1.哪些情况会导致逆功率故障的发生?
2.逆功率故障对电网有何影响?
3.逆功率故障对发电机组有何影响?
4.发生逆功率故障后应采取什么措施?
实验十五发电机主开关跳闸故障
一、实验目的
了解自动化电站对发电机组的综合保护功能及其基本原理。
二、实验内容
设定发电机组故障;观察发电机保护实现过程。
两台发电机各带40%额定功率负载并联运行。
1.将发电机组的“手动/自动”开关放在“手动”位置;
2.由教师在CRT上设置故障,使一台发电机主开关异常跳闸;
3.分析故障原因,确定故障性质;
4.使电站恢复到初始状态;
5.由教师在CRT上设置汇流排短路故障,使发电机主开关跳闸;
6.观察报警指示,分析故障原因,确定故障性质;
7.采取必要措施,尽快恢复供电。
三、
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