Ⅰ 船舶同步發電機設有哪些保護分別通過什麼電氣設備來實現
對船舶同步發電機的保護主要有:外短路保護、過電流保護、缺相保護、失壓保護等,這些保護都是通過作為發電機主開關的斷路器實現的。當檢測到這些故障後,信號機構作用在斷路器的四連桿機構稱為脫扣器上,使斷路器跳閘,切斷發電機與外部負載的電氣連接,從而保護發電機不被損壞。
由於發電機組組成的船舶電站還設有分級卸載裝置,當過載發生時能自動卸掉次要負載,它其實也是對發電機的過載保護。並聯運行時的有功、無功自動分配裝置在某種意義上也是避免發電機過載的措施。
除此之外,與發電機有關的保護還有絕緣監測裝置和自動並車裝置等。船舶電力系統是三相對地絕緣系統,當發生某點絕緣低下時絕緣監測裝置能自動發出報警,提醒電氣人員及時維修,避免其他點再發生絕緣低下而造成短路。自動並車裝置在發電機並車時能夠自動檢測發電機的電壓、相位、頻率是否滿足並聯運行條件,避免並車時對發電機的沖擊,其實也是對發電機的一種保護。
Ⅱ 同步電機如何並車
大型電機並車採用專門的同期裝置,它能准確捕捉同期點,實現無沖擊並車;
小型電機也可使用簡單的辦法並車:在兩個電機之間串聯一隻燈泡,當燈泡最暗時手動合上並車開關。
同步電機,和感應電機一樣是一種常用的交流電機[1] 。特點是:穩態運行時,轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p,其中f為電網頻率,p為電機的極對數,ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變,則穩態時同步電機的轉速恆為常數而與負載的大小無關。同步電機分為同步發電機和同步電動機。現代發電廠中的交流機以同步發電機為主。
並車發電機組以結構精巧、質量可靠、高效節能著稱,產品的各項性能指標均達到較高水平。為了適應不同工狀下的負荷需要,並車發電機組至少要兩台發電機。並車發電機組廣泛出現在建築、施工、船舶等領域。
Ⅲ 船用發電機組無法並車
摘要 1.
Ⅳ 船舶發電機並車!並車發電機組
船舶發電機一般都是三台以上,其中二台供日常使用,一台備用,使用的二台必須專並車;
交流發電機並車必屬須滿足四個條件:一 並車的發電機必須相序相同;
二 並車的發電機必須電壓相同;
三 並車的發電機必須頻率相同;
四 並車的發電機必須相位角相同;
第一條在接線時就檢查合格,第二、第三條在並車過程中達到,調節發電機勵磁,使電壓相同;調節原動機轉速使頻率相同;
第四條,相位角相同比較困難,所以,船上常用粗同步並車法,即在並車發電機之間串入並車電抗器,在滿足前面幾條條件後,當同步指示器接近零時,合上並車開關,二台發電機通過並車電抗器連接在一起,這時,二台發電機之間的環流在電抗器的限制下在允許的數值,此電流將二台發電機牽入同步。
Ⅳ 發電機的自動並車是什麼原理呢 大神們幫幫忙
電磁感應 穿過閉合迴路的磁通量發生變化時,迴路中產生感應電動勢的現象。產生的電流,稱為感應電流。感應電動勢的大小正比於磁通量的變化率,它的方向可由楞次定律決定,用公式表示即Image:219-02.jpg (1)上式就是法拉第電磁感應定律,式中ε為感應電動勢,Φ為磁通量,它的數值等於磁感應強度B在以迴路為周界的曲面上的積分Image:219-03.jpg 迴路的繞行方向與曲面的法線方向規定為右手螺旋關系。式中的負號指示了感應電動勢的方向。 1822年D.F.J.阿喇戈和德國科學家 A.von洪堡在格林威治山測量地磁強度時,偶然發現金屬對附近磁針振盪有阻尼作用。阿喇戈認識到這種現象非同一般,不能用已有的知識加以解釋。1824 年,他根據這種現象做了一個著名的銅盤實驗,其裝置是一個可以繞中心軸在水平面內旋轉的圓形銅盤,在盤的正上方自由懸掛一根磁針。他發現轉動的圓形銅盤可以帶動磁針旋轉,這是最早發現的電磁感應現象。阿喇戈實驗引起物理學家的極大興趣,但都未能予以說明。 1824年,M.法拉第開始了他早想從事的「由磁產生電」的實驗研究,1831年他發現通電線圈在接通和斷開的瞬間,能在鄰近線圈中產生感應電流的現象,在此之後,他緊接著做了一系列的實驗,用來探明產生感應電流的條件和確定電磁感應的規律。經過深入地研究,最終導致電磁感應定律的建立。 感應電動勢 感應電動勢按其產生的原因不同可分為動生電動勢和感生電動勢。 動生電動勢 組成迴路的導體(整體或局部)在恆定磁場中運動時,可使迴路中磁通量發生變化,這樣產生的電動勢稱為動生電動勢。動生電動勢是由磁場作用於運動導體中帶電粒子的洛倫茲力引起的,根據洛倫茲力公式可得出沿導體迴路l的動生電動勢為Image:219-04.jpg (2)式中v為導體線元dl的運動速度,B為dl所在處的磁感應強度。可以證明式 (2)的積分等於迴路在磁場中運動時的磁通量變化率的負值Image:219-05.jpg。在應用這一關系式時,積分路線必須取在指定的導體迴路上,也就是說,在t Δt時刻組成迴路的實物質點必須同 t時刻組成迴路的實物質點相同。
Ⅵ 船舶發電機自動並車與半自動並車的區別
前者自動調頻調壓並車。後者需手動調頻調壓後,由同期裝置自動並車。
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摘 要
從當前的發展來看,調壓系統已經成為交流同步發電機中最重要,最核心的組成部分之一,對於同步發電機的性能有著至關重要的作用。本文主要論述採用相復勵變壓器,PID控制器為調節裝置的勵磁調壓系統。先對整個同步發電機系統,包括調壓系統,同步發電機,負載建立計算機模型,然後對各個環節的參數選取進行研究,並使用Matlab對系統進行模擬計算,分析所得結果,完成對調壓系統的模擬。
相復勵裝置運行可*,保證了發電機的自激起壓及強勵性能,動態性能好,但相復勵裝置的調節精度不太高,形成電壓偏差。PID控制器進一步對相復勵裝著的調節進行校正,保證同步發電機穩定地運行在所需電壓工況上。這里主要使用PI調節方式。
關鍵詞:同步發電機;相復勵裝置;PID調節器;Matlab/Simulink;
ABSTRACT
In view of modern develop, excitation system is one of the best important part of the exchange synchronous generator. It is of most importance to the performance of the synchronous generator. This paper mainly introces that excitation system utilize reply and encourage voltage transformer and PID control equipment as adjustment device. Have set up the computer models of the whole synchronous system of generator, including excitation system, the synchronous generator, and load, then analyses the method of choosing suitable parameters of each link, and carry on emulation to the system with Matlab, Finally, analyses the result, finish the emulation of excitation system.
Reply and encourage excitation runs reliably and has automatic ability of excitation adjustment itself, but have not high precision. It will make decimeter of voltage. The PID controller makes the developed adjustment of the reply and encourage excitation system, guarantees the synchronous generator is operated on the operating mode of the necessary voltage steadily This paper main introction regulate with PI.
Key words: synchronous generator; reply and encourage; PID controller; Matlab/Simulink
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 同步發電機自動調壓器應用的必要性 1
1.2 勵磁系統的作用和基本要求 1
1.3 同步發電機電壓變化的原因 2
1.4 自動勵磁系統的分類 4
1.4.1 按照直流勵磁電源的獲得方法分類 4
1.4.2 按照勵磁調節器的作用原理分類 5
1.4.3 按照勵磁裝置所使用的元件分類 6
第2章 各類自動調壓器基本原理 7
2.1 相復勵自勵恆壓勵磁系統的基本原理及特點 7
2.2 可控硅自勵恆壓勵磁系統的基本原理及特點 8
2.3 無刷勵磁同步發電機勵磁系統的原理與特點 10
2.4 諧波勵磁系統的原理與特點 10
2.5 本章小結 12
第3章 MATLAB/Simulink環境 13
3.1 MATLAB簡介 13
3.2 Simulink互動式模擬集成環境 15
3.2.1 Simulink的使用 15
3.2.2 Simulink模塊庫 16
3.3 電力系統模擬模塊集介紹 16
3.4 本章小結 18
第4章 同步發電機系統的工作原理 19
4.1 同步發電機原理 19
4.1.1 同步發電機的結構特點 19
4.1.2 凸極式同步發電機的向量圖 20
4.1.3 凸極同步發電機的運行狀態 20
4.2 PID控制器 21
4.3 相復勵勵磁系統 22
4.3.1 相復勵勵磁調節的工作原理 23
4.3.2 相復勵裝置實現恆壓的條件 26
4.3.3 相復勵裝置常用接線方式 27
4.4 本章小結 32
第5章 同步發電機系統的數學模型 34
5.1 同步電機的數學模型 34
5.2 相復勵變壓器勵磁系統的數學模型 38
5.3 電壓校正器和負載的傳遞函數 40
5.4 系統的結構 41
5.5 本章小結 42
第6章 調壓系統的模擬結果及分析 43
6.1 參數設定及模擬結果 43
6.2 本章小結 50
結論 51
參考文獻 52
致謝 53
第1章 緒論
1.1 同步發電機自動調壓器應用的必要性
各種電氣設備都要求在額定電壓下工作,同步發電機的端電壓變化很嚴重的情況下,電機本身,負載和整個電力系統都會受到極大的不利影響,甚至直接影響整個系統的工作和生存。因此,保持一定的電壓水平,是供電質量的重要指標之一。在運行中,電壓的變化是隨機的,迅速的,不可能實現人工調節。因此需要給同步發電機加入自動電壓調整器。
同步發電機的穩定性主要取決於其電磁參數。電機參數特別是自動勵磁調節系統的參數對其有很大影響。同時,為了使多台同步發電機組高效穩定的並聯運行,也需要良好的自動勵磁調節系統。
1.2 勵磁系統的作用和基本要求
為保證提供高質量的電能,自動勵磁裝置應具有下列一些主要功能:
1. 在發電機組起動後,轉速接近額定轉速時,自動勵磁裝置應能保證發電機可*起勵,建立額定空載電壓。對於有勵磁機的他勵系統來說,*勵磁機勵磁建立空載電壓,對於無勵磁機的自勵系統來說,應要求勵磁裝置能確保發電機自勵建立電壓。交流同步發電機的剩磁較小,而磁場迴路的總電阻又比較大,還存在炭刷—滑環接觸電阻和整流元件正向電阻這樣的非線性電阻,所以交流同步發電機的自勵比較困難。
2. 當負載大小或負載功率因數發生變化時,自動勵磁裝置應保證發電機端電壓的波動在允許范圍之內。發電機在負載緩慢變化時的端電壓波動,用靜態電壓變化率ΔUs%來表示
3.
式中
Un--發電機的額定電壓(V),
U--發電機在規定的負載變化范圍內端電壓的極值取Umax和Umin中絕對值較大的。
4. 當投入或切除大容量的感應電動機時,自動勵磁裝置應能保證發電機的瞬時電壓波動和端電壓恢復至穩定值的時間在允許范圍之內。
5. 當電力系統出現突然短路時,自動勵磁裝置應該有足夠的強勵能力以產生一定數值的短路電流,使選擇性保護裝置准確動作,並在短路故障電路被切除以後使發電機的端電壓迅速回升。為此勵磁裝置必須要有足夠的強行勵磁電壓和較高的勵磁電壓上升速度。
6. 當兩台或兩台以上的同步發電機並聯運行時,自動勵磁裝置應保證無功功率按發電機容量成比例分配,以防止個別機組電流過載,並使總的效率得到提高。並聯機組之間無功電流不按比例分配的原因在於並聯的發電機和勵磁系統的標幺值參數不一致,其中尤以勵磁系統的標幺值參數不一致為多見。因此勵磁裝置應有無功電流分配和穩定功能,以克服由於這種參數不一致而引起的發電機電樞電路中的無功環流。
1.3 同步發電機電壓變化的原因
負載時,氣隙中的磁場由電樞磁動勢和主極磁動勢共同作用產生。電樞反應使氣隙磁場發生畸變,由此引起發電機電壓U發生變化。
發電機電壓平衡方程: (1.1)
激磁電動勢: (1.2)
得到 (1.3)
主極磁場由勵磁電流If產生,由此可知,要使同步電機端電壓U保持恆定,須相應調整同步發電機的勵磁電流If。因此對同步發電機端電壓的控制可以通過兩個途徑來實現,一是引入I和功率因數cosφ作為控制量使I和功率因數cosφ的變化引起的主磁場變化和If的變化引起的主磁場變化相抵消,減小電樞反應去磁或增磁效應的影響,從而使U保持穩定。這種方法的靜態特性從原理上講是比較差的,但是動態特性比較好(如圖1.2)。二是引入端電壓U和給定電壓的差值,採用負反饋的方法控制勵磁電流If。從而使端電壓U保持恆定。這種方式的靜態特性比較好,能夠保持較高的電壓調整精度(如圖1.3)。
1.4 自動勵磁系統的分類
船用同步發電機的自動勵磁裝置類型很多,分類方法也不一致。通常可以按照直流勵磁電源的獲得方法、勵磁調節器的作用原理及勵磁裝置的組成元件等進行分類。
1.4.1 按照直流勵磁電源的獲得方法分類
按照直流勵磁電源的獲得方法進行分類,可分為直流勵磁機他勵、靜止自勵和交流勵磁機他勵等三種類型。
(1)直流勵磁機他勵方式。這是最早採用的一種勵磁方式。陸上大電站多採用這種方式。直流勵磁機可以由發電機軸傳動,也可以用單獨的電動機傳動。直流勵磁機電磁慣性大,又有換向器這樣的薄弱環節,所以不宜在船舶電站中使用。
(2)靜止自勵方式。船舶電站同步發電機的容量較小,採用像直流發電機那樣的自勵方式是比較適宜的。但只有在大功率半導體整流元件大量應用以後,這種用發電機定子交流電流經整流後供給轉子勵磁的自勵方式才有了實現的可能。靜止自勵方式簡單可*。因為變壓器、電流互感器、半導體整流器等靜止部件,不怕沖擊振動和鹽霧潮濕,特別適宜於船舶上使用。這種自勵方式的電磁慣性小,勵磁系統有優良的動態性能。特別是相復勵裝置,由於具有電流復勵,能夠直接起動與發電機容量相近的非同步電動機。
(3)交流勵磁機他勵方式。普通的交流同步發電機的轉子繞組必須通過滑環和炭刷與外部電路保持電的聯系。滑環和炭刷仍然是一個薄弱環節。因為滑動接觸可能因油垢、灰塵和機械原因而造成接觸不良,炭刷磨損下來的炭粉也可能落入繞組,使發電機的絕緣電阻降低。隨著現代船舶自動化程度的提高和無人機艙的採用,希望有一種更可*的交流同步發電機供給船舶電站使用,於是就出現了以交流勵磁機他勵的無刷勵磁方式。通常的交流同步發電機為轉場式,與之相配合的交流勵磁機則為轉樞式。交流勵磁機的電樞電流經硅整流元件整流後給交流發電機的磁場提供直流勵磁電流。硅整流元件與電機轉子部分一起旋轉。由於整個機組的旋轉部分和靜止部分之間沒有任何滑動電接觸,去掉了電刷和滑環所以稱這種勵磁方式為無刷勵磁方式。交流勵磁機不但可*性比直流勵磁機好,而且動態性能也比直流勵磁機優良。但是由於交流勵磁機隨電樞旋轉,製作工藝要求高,設計比較復雜。
1.4.2 按照勵磁調節器的作用原理分類
按照勵磁調節器的作用原理,可分為按電壓偏差調節,按擾動調節和復合調節三類。原理如前所述,同步電機的主要擾動即電樞電流。按偏差調節的勵磁調節器也稱為負反饋型勵磁調節器,是一種比較通用和完善的調節器。它能減小被調量的偏差而與引起偏差的原因無關,不需對擾動進行測量而能克服多個擾動的影響。選擇足夠大的增益和採取適當的校正環節從理論上說可以使靜態和動態電壓變化率達到任意規定的數值范圍。按擾動調節的勵磁調節器結構簡單,它不是等輸出量出現偏差後再進行反饋調節,而是直接根據擾動量的大小進行前饋調節,工作可*,強勵能力強,動態響應性能好。復合式勵磁調節器通常以擾動補償為主,以偏差調節為輔,後者常稱為AVR。它既具有調壓精度高、無功分配均勻等按偏差調節的主要優點,又具有強勵倍數大、動態性能好等按擾動調節的主要優點,是一種比較理想的勵磁調節器。現代船舶電站的主發電機絕大多數採用復合式勵磁調節器。
1.4.3 按照勵磁裝置所使用的元件分類
按照勵磁裝置所使用的元件分類通常可分為下列幾種:
(1)炭阻式勵磁裝置。這種勵磁裝置多採用直流勵磁機。調節器採用鐵心、線圈、銜鐵、杠桿等機電元件,通過調節發電機勵磁迴路的電阻或勵磁機勵磁迴路的串聯炭片電阻進行勵磁調節。由於機電慣性大,工作可*性差,使用的功率受限制等原因,目前已很少應用。但它是最早的按偏差調節的勵磁調節器。
(2)相復勵裝置。這種勵磁裝置採用變壓器、電流互感器、電抗器以及半導體整流器等靜止元件,電磁慣性較小,可*性高,因而得到廣泛的應用。通常做成可控相復勵式。早期採用磁放大器和飽和電抗器做成的AVR,其電磁慣性較大。如今普遍用半導體元件做成的AVR,慣性很小,放大倍數很大,體積和重量也相當小。
(3)三諧波勵磁裝置。這種勵磁裝置採用發電機中增設的三諧波繞組產生三諧波電勢,經半導體整流器整流後給發電機勵磁,結構簡單,可*性高。通常也加上半導體AVR,做成可控諧波勵磁裝置。
(4)可控硅勵磁裝置。這種勵磁裝置採用半導體二極體、三極體、可控硅等元件,具有體積小、重量輕、反應快、放大倍數高等特點是目前使用的按電壓偏差調節的勵磁裝置的主要型式。
Ⅷ 船舶發電機並車和解列的全部原理知識,誰能幫我,越透徹越好,真心想求。。。
大學讀幾年才透徹理解的東西,你在網路上就想讓人幾句話給你說清?
Ⅸ 請問船舶發電機組並車運行的均功操作步驟是啥謝謝
1 啟動待並輔機,一般空車運轉五分鍾左右,檢查油壓、排煙穩定、水內溫、滑油油位等等。容
2 調頻,將頻率調到略高於電網頻率。(這是保證待並機並電之後不是逆功率)
3 並車(待同步表指針在11點位置的時候按下並車開關,速度要快)
4 調負載,將負載高的輔機往低調,負載低輔機的往高調,而且要同時。這個過程中如果發現某台輔機的頻率太快或者太慢就需要單獨把頻率調好再開始調負載。這樣就可以把功率調成一致的了。
Ⅹ 船舶柴油發電機並機
條件是並聯的發電機組相序、電壓、頻率相同,初相位相等。
手動並車程序:
1.啟動待並發電機組
先檢查啟動條件:冷卻水、潤滑油、燃油、啟動氣源或電源,然後啟動待並機的原動機,使其加速到接近額定轉速。
2. 啟動後檢查發電機的三相電壓
用電壓表測待並發電機和電網的電壓,觀察待並機的電壓,看是否建立起額定電壓(一般可不必進行調整,因有自動調壓器的作用),是否缺相。
3. 進行頻率預調、精調
接通同步表,檢測電網和待並發電機的差頻大小和方向,通過調速開關調整待並機組轉速,使待並機與電網的頻率接近。再將同步表選擇開關轉向待並機,先調整頻差,精確調節待並機的原動機轉速,使待並發電機的頻率比電網頻率稍高(約0.3Hz),此時可看到同步表的指針沿順時針「快」方向緩慢轉
根據同步表檢測相位差,在將要達到「相位一致」時將主開關合閘,合閘指令應有提前量,提前時間為主開關的固有動作時間。當同步表指針轉到上方11點位置時,立即按下待並機的合閘按鈕,此時自動空氣斷路動,約3s轉動一圈。
4.捕捉同相點、進行合閘操作器立即自動合閘,待並發電機投入電網就運行。
5.轉移負載
此時待並機雖已並入電網,但從主配電板上的功率表可以看出,它尚未帶負載,為此,還要同時向相反方向調整兩機組的調速開關,使剛並入的發電機加速,原運行的發電機減速,在保持電網頻率為額定值的條件下,使兩台機組均衡負荷。
6.切除同步表
最後斷開同步表,並車完畢。