題組內容

一、

⑴三相交流發電機並聯的基本條件為何？如果條件不符合會造成什麼不良後果？（10分）

詳解提供者：楊益維

三相交流發電機在進行並聯運轉（Parallel Operation）之前，必須確保待併機（新加入的發電機）與匯流排（Busbar，已在線運轉的發電機）之間的電氣特性完全一致。

若在條件不符的情況下強行併網，會產生巨大的衝擊電流，甚至導致全船失電（Blackout）或機械毀損。

為了安全併網，待併機與匯流排之間必須滿足以下四項條件：

電壓相等（Voltage Equality）：

兩者的電壓有效值必須一致。
頻率相等（Frequency Equality）：

兩者的頻率必須一致（實務上待併機頻率會略高於電網頻率，以確保併網後立即承擔負載）。
相位相同（Phase Correspondence）：

兩者電壓的相位角必須在合閘瞬間完全重合（即相位差為零）。
相序一致（Phase Sequence）：

兩者三相電壓達最大值的順序（如 A-B-C）必須相同。這通常在安裝時已確定，除非經過大修或重新接線，否則不會改變。

若上述條件未達成即閉合斷路器（ACB），將產生以下後果：

不符條件	造成的後果	物理現象說明
電壓不等	產生無效環流	兩機之間會產生巨大的無效電流（Reactive Current），導致繞組過熱，並影響系統的功率因數。
頻率不等	產生功率擺動	兩機之間會產生低頻的能量交換，導致轉速劇烈波動，甚至觸發逆功率保護跳脫。
相位不同	產生極大衝擊電流	這是最危險的情況。巨大的瞬時電流（甚至超過短路電流）會產生強大電磁力，可能扭斷轉軸或燒毀繞組。
相序不一	等同於短路	會造成嚴重的三相短路事故，斷路器會立即跳脫，並對發電機及整個配電系統造成結構性損傷。

在船上，輪機員會使用同步表（Synchroscope）與同步燈（Synchronizing Lamps）來確認上述條件。