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船舶电站
第七章 船舶电站
第一节 船舶电力系统
一、船舶电力系统的组成及其基本参数
1.船舶电力系统的组成
船舶电力系统是由电源、配电装置、电力网及用电负载组成,如图7-1-1所示。
图7-1-1 船舶电力系统单线图
(1)电源:
包括发电机组和蓄电池组。
主发电机组是船舶的主电源,主发电机不能供电时由应急发电机组或蓄电池组向船舶重要航行设备和应急照明系统供电。
直流船舶电力系统用直流发电机组,交流船舶电力系统用交流发电机组。
发电机组的原动机用得最多的是柴油机,其次是汽轮机,应急发电机均采用柴油发电机。
近年来又有节能型主机轴带发电机、主机废气透平发电机等作为航行期间的电源。
(2)配电装置:
分为总配电盘、分配电盘(动力、照明分配电盘)、应急配电盘、蓄电池充放电盘及岸电箱。
(3)电力网:
是全船电缆电线的总称。
其作用是联接电源和负载以传送电能。
(4)负载:
照明设备,甲板电力拖动机械(如锚机、舵机、起货机等),舱室电力拖动机械(如各类泵、空压机、空调、通风机,冷藏装置等),通信导航设备(如无线电收发报机、电罗经、雷达、无线电测向仪等)以及船内通信、广播和生活用电等设备。
2.系统基本参数
(1)电流种类(即电制):
直流或交流。
(2)额定电压等级:
我国交流船舶主电网额定电压为380V;照明电压220V;直流船舶额定电压有220V或110V。
电源额定电压约比电网电压高5%,如发电机为400V,照明变压器为230V。
国外建造的交流船舶电网电压有440V的。
(3)额定频率等级:
我国为50Hz。
电网电压为440V的额定频率为60Hz船舶电力系统参数与陆上一致,便于接用岸电和采用陆用派生电器设备系列。
二、船舶电网的组成、制式及分类
1.船舶电网的组成
由船舶电缆、导线和配电装置并以—定的联接方式组成的整体,称为船舶电网。
发电机产生的电能通过船舶电网分配给各处的用电设备,通常把主配电盘与分配电盘之叫的网络称为一次配电网络,而分配电盘到各用电设备之间的网络称为:
二次配电网络。
2.电网的制式
船舶交流电网有三种线制,即三相绝缘的三相三线制系统、中性点接地的三相四线制系统和以船体为中线回路的中性点接地的三相三线系统,如图7-1-2所示。
大多数船舶采用中性点不接地的三相三线制系统。
这种系统供电安全可靠,因为动力与照明系统经变压器隔离,两者之间没有直接电的联接,相互影响小。
特别是易出绝缘故障的照明系统对动力系统的影响大为减小。
同时,发生单相接地时不会产生短路电流而跳闸,也不影响三个线电压的对称关系,能最大限度地保持连续供电。
3.船舶电网的分类
(1)动力电网:
供电给电动机负载和大的电热负载的供电网络。
负载可由主配电盘、分配电盘或分电箱供电。
图7-1-2 船舶交流电网线制
(2)正常照明电网:
由主变压器供电的照明网络;可通过主配电盘的照明负载屏供电给照明分配电盘、分电箱到照明灯具。
(3)应急电网:
主电网失电时的应急供电网络。
它向特别重要的辅机、应急照明、各种信号灯以及通信和导航设备供电。
在正常情况下,应急电网可通过联络开关由主配电盘供电。
(4)小应急电网:
由24V蓄电池组供电的网络。
向小应急照明、主机操纵台、主配电盘前后、锅炉仪表及助航仪设备等供电。
(5)弱电网:
向全船无线电设备、各种助航设备、船内通信设备以及信号报警系统供电的网络。
第二节 主配电板的组成与功能
主配电盘一般是由发电机控制屏、并车屏和负载屏及联接母线组成。
1.发电机控制屏:
用来控制、调节、监视和保护发电机组。
每台发电机都有自己的控制屏。
控制屏面板上部装有发电机的电流表、电压表、频率表、三相功率表及功率因数表(或千乏表),用于监视发电机的运行参数和负荷状态。
电压表和电流表下面各设有三相测量转换开关,用于检查三相电流和电压的对称性。
面板中部有发电机主开关的合闸和脱扣按钮及手动合闸手柄(有的装在面板里面)、原动机的调速操作开关(用于调节发电机的频率)。
发电机的主开关是框架式万能空气断路器,装在屏的里面,既是开关又是发电机的保护装置。
屏里面设有仪用电流互感器、电压互感器及逆功率继电器等。
没有专用并车屏的,将并车整步用的整步表、整步灯及其转换开关等装在各发电机控制屏中位于中间的控制屏上。
2.并车屏:
对于发电机机组较多主配电盘较大的,为并车操作方便设专用并车屏。
将整步表整步指示灯及其转换开关都装在并车屏的面板上,还装有用于检测电网和待并机频率的频率表及其转换开关。
同时在并车屏上也装有各发电机的调速开关、合闸和脱扣按钮等,可在控制屏和并车屏两处分别操作。
有粗同步并车的船舶,将同步电抗器及其控制和操作器件也置于并车屏中。
3.负载屏:
负载屏用来分配电能,并对各馈电线路进行控制、监视和保护。
将电能馈送至重要的或大容量负载、分配电盘和分电箱。
每一馈电线路在负载屏上都设有一个自动开关进行控制和保护,这些自动开关大多为装置式(或称塑壳式)自动空气断路器。
负载屏上常设有电流表,并通过转换开关可测各馈电线路的负载电流。
照明负载集中于独立的屏上,称为照明负载屏,上装有照明变压器开关和电流表、电压表及其转换开关等。
负载屏上通常设有用于连续监测电网绝缘的绝缘电阻表和绝缘指示灯等。
负载屏上还装有主配电盘与应急配电盘之间的联络开关、与岸电箱相连的岸电开关及相序指示灯。
由主配电盘直接供电的设备:
有舵机、锚机、消防泵、航行灯、无线电电源板、电罗经、电航仪器电源箱、苏伊士运河灯等重要负载,还有空压机、锅炉鼓风机等大容量负载。
特别重要的设备,如舵机、航行灯等采用两条互相独立的馈电线进行双路供电。
从主配电盘左右舷引出或从主配电盘及应急配电盘分别引出。
3.汇流排(或联接母线):
是主配电盘所有屏公用的联接导体。
安装在主配电盘里面、并横贯主配电盘的三条扁铜排。
它们分别为交流的A(绿色)、B(黄色)、C(褐色)三相。
有的汇流排由隔离开关分为两段或几段,断开隔离开关可进行部分设备的停电检修而不中断重要设备的供电。
第三节 应急电源系统
一、应急电源系统的组成及功用
我国《钢质海船建造及人级规范)规定,客船及1000总吨以上的货船在一般情况下均府设有应急电源。
应急电源必须独立于主电源。
如果应急电源是发电机组,则必须有蓄电池作临时应急电源。
1.应急电源系统的组成
应急电源系统包括应急发电机组、应急配电盘和应急蓄电池组及其充放电板。
组成应急电源系统的所有设备,还应包括作定期功能试验的一些设备。
通常称应急发电机为大应急电源,称临时应急蓄电池组为小应急电源。
2.应急电源的职能
当船舶主电源失去供电能力时,应急电源应向应急用电设备供电,应急电源必须独立于主电源。
应急电源可供使用的功率应能充分供应在应急情况下为安全所需的所有重要设备(如必要的照明、救生、通讯、消防等安全设施)的用电。
3.对应急电源的连续供电时间和供电范围的要求
(1)小应急蓄电池组容量应能保证指定的供电负载正常工作30min。
(2)应急电源容量应能保证对应急用电设备连续供电的时间有如下规定:
航区 客船 货船
≥5000总吨 1000~5000总吨
无限航区 36h 6h 3h
国内沿海航行 3~12h 2h 2h
(3)根据《钢质海船建造及人级规范》规定,应急电源的供电范围:
①航行灯及各种信号灯
②应急照明:
救生艇等救生设备存放处、登艇点及其舷外,梯道、出入口及脱险通道:
超过16人的居住舱室和公共舱室,机器处所,集控室,主、应急电站,操舵间,驾驶室及海图室,无线电室,应急消防设备存储处。
③通信联络:
探照灯、号笛,无线电设备,通用报警器、二氧化碳施放告警器。
④消防灭火:
探火及火灾报警系统,尹动失火报警按钮,应急消防泵,消防自动喷水系统。
⑤其他:
固定式潜水泵,舵机,应急空压机。
°
(4)小应急电源主要是向上述需要应急照明处所的小应急电网的照明供电。
二、应急发电机和应急配电盘
应急发电机组和应急配电盘构成船舶应急电站,应急发电机和应急配电盘安装在艇甲板的同一舱室内。
1.应急发电机组:
由于柴油机有较好的独立性和机动性,应急时能迅速投入运行,因此应急发电机组均采用柴油发电机组。
交流应急发电机一般为相复励自励恒压同步发电机。
心急发电饥绀采用电动起动,均配有自动起动装置,既可手动起动也可自动起动,平时置于自动起动状态。
当主电网失电时,经延时确认即可自动起动、自动合闸向应急电网供电。
通常冷车起动时,可能一次起动一定成功,所以自动起动装置一般都是在30s内控制起动三次,三次起动失败停车并发出报警,当主电网恢复供电,应急发电机主开关自动跳闸,起动控制装冒门动关油门停机:
应急发电机的原动机设有冷却水温和滑油压力报警。
应急发电机组及其白动起动装置应定期进行试验,以使其经常保持良好的备用状态。
2.应急配电盘:
是由发电机控制屏和负载屏组成。
屏上各开关设备的控制和保护功能以及各仪表监测功能与主发电机的控制屏基本相同。
因它是独立运行的,故不设并车设备和逆功率保护、负载屏仅向全船应急负载供电。
负载屏也分动力屏和照明屏,应急照明负载通过照明变压器供电。
3.充放电板:
足蓄电池组充电、放电及其控制、监视和保护的装置。
充电电源,在交流船上多为桥式二极管或晶闸管整流器装置,并有交流电源开关及熔断器和向24V蓄电池组充电的总开关,以及监视充放电的直流电压表和电流表。
非整流充电电源必须设有逆电流继电器保护,防止蓄电池向充电的直流发电机放电。
放电回路,有小应急照明放电回路、操纵仪器和无线电通信设备放电回路。
小应急照明每一分路设有短路保护熔断器,但不设分路开关,所有回路均由一接触器进行总的控制,当主、应急电网均失电时,该接触器接通小应急电网。
其他设备则分别用控制开关送电。
4.应急电源与主电源的联锁关系
应急配电盘由独立馈线经联络开关与主配电盘联接,可看作是主电网的一个组成部分。
应急电网平时可由主配电盘供电,只有当主电源失电时,联络开关,才自动断开,由应急发电机组独立供电。
(1)应急电源与主电源之间的电气联锁:
为防止发生应急电源和主电源非同步并联投入供电,故要求在心急发电机和主发电机之间应有联锁控制环节,即当主发电机正常供电时,自动断开应急发电机的自动起动电路,使应急发电机不能自动起动运行。
一旦主电网失电,应急发电机纽的自动起动装置经延时确认是持续断电,则在30s内应急发电机自动起动,并自动合闸投入供电。
并禁止通过联络开关向主配电盘供电,因此只有联络开关处于断开状态应急发电机的自动开关才能合上闸。
当主发电机恢复供电时,应急发电机自动跳闸,然后自动(或手动)停机。
图7-3-1为其联锁电路,KA为联锁继电器。
当主发电机供电时,其主开关QF的常开辅触头闭合,KA线圈有电,KA常闭触头断开,使应急发电机的自动起动装置不能工作,并断开应急发电机主开关的失压线圈电路,使其不能合闸。
只有主电网完全失电后应急发电机才能自动起动及合闸。
(2)小应急电源与主发电机、应急发电机之间的联锁关系:
当主电源失电,小应急立即㈠动投入向小应急照明供电,直至应急发电机组投入供电或主发电机恢复供电时小应急自动退出:
三、船用蓄电池
1.蓄电池类型
蓄电池(或二次电池)是一种可以充电并反复使用的电源。
蓄电池是船上最可靠的电源,主要用作应急电源、应急柴油发电机组和救生艇柴油机的起动电源、无线电台应急电源,也是船内通信设备,如电话、广播、信号报警等系统的正常电源。
图7-3-1 主、应急发电机和岸电间的联锁环节
船用蓄电池有两种类型:
酸性蓄电池(或铅酸蓄电池)和碱性蓄电池。
酸性蓄电池按用途可分为起动用、牵引车辆用、固定型及其他用途的等四种系列。
酸性蓄电池历史悠久、用途广泛、价格低廉。
船用蓄电池多为酸性蓄电池。
碱性蓄电池有镉-镍、铁-镍、锌-银、镉-银等品种。
碱性蓄电池工作电压平稳、可大电流放电、机械强度高和使用寿命长,但价格较高。
2.蓄电池的工作原理
蓄电池是利用电池极板上的活性物质的电-化学反应实现电能与化学能之间的相互转换。
蓄电池放电时消耗活性物质,将化学能转换为电能;充电时活性物质得以恢复,将电能转换为
化学能,是储能装置。
(1)酸性蓄电池:
负极为海绵状铅(Pb),电解液为密度1.20~1.29的稀硫酸溶液(H2SO4),正极的活性物质为二氧化铅(PbP2)。
放电时两极活性物质逐渐变成硫酸铅,而电解液的硫酸减少、水增多,因此电解液比重下降;充电时则相反。
电极反应可用下式表示
Pb+2H2SC4+PbO2=PbSO4+2H2O+PbSO4
酸性蓄电池组的单体蓄电池的额定电压为2V,蓄电池组额定电压有6V和12V两种类型,额定容量从40~150A.h。
充放电循环周期数100~400。
各种型号的酸性蓄电池使用方法(充放电制度、电解液比重等)不c尽相同。
如起动用的6V蓄电池组的放电终止电压为5~25V,12V的放电终止电压为10.5V,其单体蓄电池的放电终止电压为1.75V。
(2)碱性蓄电池:
镉-镍、铁-镍碱性蓄电池,负极活性物质分别为海绵状镉、铁,正极活性物质都采用羟基氧化镍(NiOOH),电解液是比重为1.18°~1.28的氢氧化钾(KOH)溶液。
电极反应可用下式表示
Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
碱性蓄电池的单体额定电压为1.25V,放电终止电压8h放电率为1.1V、5h放电率为1.0V、1h时放电率为0.5V。
3.蓄电池容量Q:
蓄电池的容量就是蓄电池的蓄电能力。
等于放电电流/(安培)与放电时间t(h)的乘积,以安培•小时(A•h)表示,即Q=I×t(A•h)。
酸性蓄电池以10h放电率作为容量标准;碱性蓄电池以8h放电率作为容量的标准。
4.蓄电池在船上的使用:
可采用两种方式,即充放电方式和浮充电方式。
一般船舶都采用充放电方式,蓄电池大部分时间处于放电状态或备刚状态,因此需要定期充电以补充能量。
(1)充放电方式有三种充电方法,即
①恒流充电:
整个充电过程的充电电流始终保持不变;
②恒压充电:
整个充电过程的充电电压始终保持不变;
③分段恒流充电:
充电初期充电电流较大,当极板上有气袍冒出,单体屯池电压约升至2.4V时,改用小电流充电。
酸性蓄电池在船上多采用分段恒流充电方法。
碱性蓄电池多采用恒流充电,宜以8h率的放电制和7h率的充电制为最佳。
也可大电流快速充电,而不影响电池的充放电寿命。
若发生过放电(放电到极限电压以下)或极板硫化,应进行过充电,即在正常充电后再用小电流继续充电1h。
(2)浮充电方式是充电电源、蓄电池、负载三者保持接通,电源一方面为负载供电,一方面为蓄电池充电,以补充放电和自放电所消耗的电能。
5.蓄电池的日常维护
(1)保持表面清洁,防止电解液外溢,接线夹和接线柱馀以凡土林以防锈蚀。
(2)定期(1.5~20天)检查液面高度,应保持在高出极板上缘10mm~20mm。
否则应根据规定的比重补充蒸馏水或电解液。
碱性蓄电池使用一年左右应重新更换电解液。
(3)蓄电池室严禁烟火,保持通风良好。
第四节 发电机主开关的结构与功能
船用发电机的主开关为框架式万能自动空气断路器,它既是一种非频繁通断的开关又是实现多种保护的电器。
一、结构组成
主开关通常是框架式结构,其主要组成部分有:
触头系统(包括主触头和辅助触头)、灭弧系统(铁质灭弧栅片和绝缘材料的灭弧罩)、自由脱扣机构、保护系统(过流脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器)及操作传动装置。
1.触头系统:
为了能切断大短路电流,每相的主触头通常是由并联的主触头、副触头和弧触头组成。
合闸时弧触头、副触头和主触头依次先后接通,跳闸时三者断开的次序与合闸接通次序相反,以减轻主触头合、分闸时的电流负担,免遭电弧烧伤。
多组辅触头实现必要的自锁、联锁等,如接通失压线圈、合闸分闸指示灯、不同开关之间的联锁关系等。
2.灭弧系统:
灭弧栅片将拉长的电弧分割为多段,短弧,使其迅速熄灭,保护触头。
3.自由脱扣机构:
其作用是使触头保持闭合或迅速断开。
它是触头系统和操作传动装置之间的联系机构。
图7-4-1为不同开关状态时四连杆机构的工作状态示意图。
手动合闸时将合闸操作手柄先拉下,使四连杆机构呈图(c)所示形状,然后向上推手柄合闸,如图(a)所示。
当任何脱扣器动作时,其衔铁或顶杆释放,顶撞四连杆机构,使触头分开,即跳闸,如图(b)所示。
各部分之间的作用关系如图7-4-2所示。
图7-4-1 自由脱扣机构示意图
二、工作原理
1.各脱扣器功能原理
空气断路器的过流脱扣器、失压脱扣器和分励脱扣器实现保护性跳闸的作用原理如图7-4-3所示。
图7-4-2 万能空气断路器各部分之间的作用关系
(1)过流脱扣器:
当通过过流脱扣器线圈的电流过大时,其衔铁被吸合而撞击自由脱扣机构(图中的锁钩)使开关跳闸。
所以利用过流脱扣器可实现对发电机外部短路保护,若配以延时机构可实现发电机过载的保护。
(2)失压脱扣器:
当失压脱扣器的线圈电压过低或断电时,其衔铁释放撞击自由脱扣机构使丹关跳闸。
因此利用失压脱扣器对发电机的电压进行监视,实现欠压和失压保护。
另一方面,当需要断开发电机的主开关时只须按动控制屏上的“分闸(或称脱扣)”按钮(常闭按钮)即叮跳闸。
失压脱扣器是失压或欠压时动作的电器。
空气断路器本身没有逆功率保护,但把逆功率继电器的常闭触头与失压脱扣器的线圈电路串联,当发生逆功时其触头断开,使开关跳闸,达到逆功保护的目的。
图7-4-3 各脱扣器工作原理
由失压脱扣器的的动作原理可知,合闸时如果失压线圈没有电或电压过低将合不上闸,所以自动开关之间的联锁或互锁关系也往往是将其常闭辅触头串联在对方失压线圈的电路中,只要该开关合闸对方就不能合闸。
(3)分励脱扣器:
是通电动作的脱扣器,其线圈电路用常开按钮或常开触头控制,可实现远距离操作跳闸或联锁合闸的控制。
2.合闸操作方式和原理
自动开关有三种合闸操作方式,即手动合闸、电磁铁合闸和电动合闸。
除非容量小的(200A以下)的断路器只有手动操作,一般船舶发电机的每一主开关除能手动操作外都有一种电磁铁合闸或电动机合闸操作。
电磁铁或电动机合闸足靠电磁铁可动铁心的运动或电动机的转动使合闸弹簧储能,所以只须按动合闸按钮即可山储能弹簧完成快速合闸。
当电磁或电动合闸失灵时则采用手动合闸。
(1)手动操作
不同型号的开关手动合闸的方式不同,但都是靠人力操作使合闸弹簧储能完成迅速合闸。
例如DW-94型电动机合闸的自动开关,手动操作时,先将合闸手柄摇38圈左右,使弹簧储能,自由脱扣机构“再扣”,再继续摇2~4圈,弹簧释放,开关快速合闸。
DW-95和DW-98型是电磁铁合闸的,手动操作时,先将合闸手柄逆时针转110°或90°,然后再顺时针回转使合闸弹簧储能,自由脱扣机构“再扣”,再继续转动,弹簧释放,快速合闸。
AH型手动操作时,先将手柄扳向下方,弹簧储能,自由脱扣机构“再扣”,然后再扳向上方,弹簧释放快速合闸。
图7-4-4 DW-94型自动开关电动合闸控制电路
手动机械脱扣机构:
如果因故障按“分闸”按钮自动开关不能跳闸时,自动开关一般都设有手动机械脱扣机构。
按下机械“分闸”按钮,使自由脱扣机构跳闸。
应急锁扣:
在特殊情况下,有时要求强制主开关不跳闸,为此专门设置了锁扣旋钮装置。
平常锁扣指针指向“解扣”位置,应急时将锁扣指针转向“锁扣”位置,使它不能自动保护跳闸。
(2)电动和电磁合闸控制电路
图7-4-4为DW-94型自动开关的电动合闸控制电路。
当发电机建立电压后,合闸电动机M通电转动,使合闸弹簧储能,直到凸轮将储能开关的常闭触头断开,M停止。
自由脱扣机构处于“再扣”位置。
当手动按合闸按钮SB1,电动机M再次接通转动使储能弹簧释放,开关快速合闸。
红、黄、绿灯分别为“分闸”、“储能”、“合闸”状态指示灯。
图7-4-5为AH型自动开关的电磁铁合闸控制电路。
发电机建立电压后,按下电磁控制开关,继电器KA1通电动作,其常开触头KAl接通继电器KA2线圈电路;KA2动作,KA2常开触头接通合闸电磁铁线圈KM,快速将直动铁心吸上;利用铁心的质量和运动速度产生的冲击力,通过电磁合闸柱销直推动四连杆机构快速合闸。
合闸后,自动开关的常开辅触头DW闭合接通继电器KA3,KA3的常闭触头使继电器KA1、KA2和KM依次相继断电,电磁铁复原,准备下次合闸。
图7-4-5 AH型电磁铁合闸控制电路
三、装置式(或塑壳式)空气断路器
常用作负载的自动开关,其结构和保护动作原理与框架式的基本相似。
只是200A以下的一般没有失压脱扣器和分励脱扣器,其电磁过流脱扣器用于短路保护,用双金属片式热脱扣器实现过载保护,有的则仅有电磁脱扣器。
自动保护跳闸后合闸手钮仍在合闸位置,重新合闸时须将合闸手钮扳下(分闸位置),然后再扳上合闸。
第五节 发电机的并车与解列
在船上通常有三种情况需要并车操作。
一是满足电网负荷的需求,当单机负荷达到80%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;二是当进出港靠离码头、或进出狭水道等的机动航行状态时,为了船舶航行的安全,需要两台发电机并联运行;三是当需要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。
将一台发电机投入电网并联运行,不能随便将待并发电机的开关与电网接通,不然会导致并车失败,严重时会导致全船断电,机组也将受到电磁的和机械的有害冲击。
所以要求并车时应使合闸冲击电流最小,合闸后应能很快进入同步运行。
为此并车必须满足一定的条件。
一、三相同步发电机的并车和解列
1.并车条件、操作程序和注意事项
(1)并车条件
理想并车条件是待并机的电压(u2)与运行机(或电网)的电压(u1):
①有效值相等(U2=U,);②频率相等(f2=f1);③相位相同(或初相角相等);④相序一致。
然而实际并车时前三个条件不可能达到完全一致,允许有一定的误差。
而且也需要有一定的频率差才能并车。
因此手动准同步并车条件是:
有效值电压差△U≤10%,相位差<±15°,频率差△f≤±0.5H2(频差周期)T=1/△f≥2s)。
(2)并车条件简要说明
图7-5-1 并联运行单相电路
图7-5-1为并车单相等效电路,u1为运行发电机的端电压(也即电网电压),u2是待并机的空载电压,在合闸前如果符合并联运行条件,则在任何瞬时待并机开关两端的电压△u=u2-u1=0。
这种情况如果用旋转相量表示,则如图7-5-2(a)所示,有效值电压大小相等,频率相同、相位一致,两旋转相量保持相对静止;如果仅电压有效值不等而其余条件符合,则如图(b)所示;(c)和(d)表示仅两机频率不同时两旋转相量的相对运动关系,即设运行机电压相量U1相对静止不动,待并机电压相量U2以频率差相对于U1旋转。
图(c)是f2>f1,图(d)是f2>f1。
由图可见,除符合并联条件的(a)情况外,其他情况的两电压之差△U=U2-U1,都不等于零,而且(c)和(d)的电压差和相位差是随着时间由零到最大、再由虽大到每周期性地变化。
当U2变化到与U1180°反相时,电压差最大,等于电压有效值的2倍,即==2U。
由于在合闸前存在这种电压差,在合闸时必然引起冲击电流,电压差越大,冲击电流越大。
冲击电流大就会使开关跳闸,甚至对机组造成损害。
图7-5-2 电压相量差
此外,因为U2是以频差相对于△f(=f1-f2)相对U1旋转,其旋转方向反映了频差的正负;旋转一周的时间T(=1/△f)反央了频差的大小,故称T为频差周期。
(3)并车程序
①起动待并机组。
先检查起动条件:
冷却水、滑油、燃油、起动气源或电源,然后起动。
②起动后检查发电;机的三相电压。
是否建立起额定电压,是否缺相。
③进行频率预调。
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。
④进行整步、合闸操作。
将同步表选择开关转向待并
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