為并聯投入所進行的操作過程稱為同步(并車)過程。同步發電機同步((并車)的2種方法:準同步法和自同步法。自同步法是借助于合閘后電機的自同步作用拉入同步運行,普遍用于事故狀態下的并車。柴油發電機組并車主要采用準同步法。
把發電機調整到完全合乎投入并聯的條件,然后投入母線(電網),這種方法稱為準同步法。為判斷是否滿足投入條件,常采用同步指示器。最簡單的同步指示器是由三個指示燈(通常稱為相燈)組成。相燈有兩種接法:燈光熄滅法和燈光旋轉法。
(1)燈光熄滅法燈光熄滅法的接線如圖3-43(a)所示。首先把要投入并聯運行的發電機轉速調整到同步轉速(額定轉速),然后調節勵磁電流使發電機的端電壓接近母線(電網)電壓。如果這時發電機頻率與電網頻率不相等,則發電機電壓和母線(電網)電壓之間的相位差大小將不斷變化。由于三個相燈分別接在A和A1、B和B1和C1之間,所以三個相燈上的電壓ΔU的大小相等,且同時忽大忽小地變化,于是三個相燈的亮、暗程度也同時變化[如圖3-43(b)所示]。亮、暗程度的變化頻率就是發電機電壓頻率與母線(電網)電壓頻率之差。此時應調節發電機的原動機轉速,使各相燈亮、暗變化的頻率很低,直到各相燈同時熄滅,A和A1相間的電壓表指示為零,表示發電機已滿足并聯合閘條件,此時即可迅速合閘。
如果在同步過程中,三個相燈輪流亮、暗(三個相燈輪流熄滅,當一個相燈熄滅時,年而兩個相釘的亮度相同),這表示發不同,此時絕對不能合,應改變發電機的相序,然后重新進行同步操作。
(2)燈光旋轉法 燈光旋轉法的接線圖和相量圖如圖3-44所示。一個相燈接在A和A間,另外兩個分別接在B和C1間和C和B1間。由相量圖可以看出,三個相燈承受的電壓分別是Δ?1ΔU2和ΔU3,而且數值各不相等,因此各相燈的亮度也不相同,出現旋轉的燈光。燈光旋轉的變化頻率是發電機電壓頻率與母線(電網)電壓頻率之差。調節發電機的原動機轉速,使燈光旋轉的頻率很低,直到直接跨接相(此接線圖為A相)開關的相燈熄滅(ΔU1=0),其他兩相燈光亮度相同時,表示發電機已滿足并聯合閘條件,此時即可迅速合閘。
從相量圖中還可以看出,如果發電機的電壓頻率高于母線(電網)電壓頻率時,相量系統A、B、C固定不動,相量系統A1B1、C1以w1-w2之差旋轉,先是1號相燈最亮,接是乙壓的頻率高于發電機的電壓頻率,按照相同的分析方法可知,燈光旋轉方向則反過來,即為3、2、1。由此可見,燈光旋轉法能看出待并發電機與母線(電網)頻率誰高誰低,有助于調節發電機的轉速,加速并車過程,因此應用更為普遍。
如果在同步過程中,三個相燈同時亮、暗,這表示發電機的相序與母線(電網)的相序不相同,必須改變發電機的相序,然后重新進行同步操作。
根據上面介紹的兩種同步發電機準同步的方法,簡要歸納其操作步驟如下,
①按照原理接線圖接好線路。
②啟動待并發電機的原動機,使其達到額定轉速。
③調節待并發電機勵磁電流,使其端電壓與母線(電網)電壓相等。
④將發電機電源送至并車母線(電網)上,同時合上并車指示燈(器)開關,檢查發電機相序與母線(電網)相序是否一致。
觀察燈光旋轉(或亮暗)情況、調節同步發電機的轉速使燈光旋轉(或亮暗)非常接慢,直到直接跨接的相燈熄滅,其他兩個相燈亮度相同(對于燈光熄滅法應為三個相燈同時熄滅)時,即可迅速合閘。在實踐中發現,一般相燈在六分之一額定電壓時就不亮了,為了使合閘瞬間更為準確,可在并車開關的兩個接頭上接上一個電壓表,配合燈光情況再看到電壓表指示為零時,就是理想的合閘時刻。
并車操作得好時,交流同步發電機的聲音和配電盤上的儀表指示都很正常。如果并車得不好,則發電機會發出不正常的聲音和振動,配電盤上的儀表指針也會有擺動,此時操作應鎮靜、沉著,如果發電機發出的聲音和振動不大時,可稍候片刻看能否轉人正常,如不能轉人正常,應立即拉開并車開關。如果并車振動大,也應立即拉開開關,待查明故障原因,排除故障之后,再行并車,以免損壞機組造成事故。
吧在現代大中功率的柴油發電機組中,尤其是自動化柴油發電機組都裝備有自動并車系統,燈光熄滅法和燈光旋轉法已很少直接采用,但柴油發電機組中的自動并車系統的指示和控制系統都是應用了這一基本原理。
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