船舶电气 及控制系统PPT-14 第14章 船舶电力系统.ppt

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1、121.1.船舶电力系统必须满足下列要求：船舶电力系统必须满足下列要求：14 船舶电力系统船舶电力系统（1）安全）安全（2）可靠）可靠（3）优质）优质（4）经济）经济 船舶许多设备都需要使用电能，供电、配船舶许多设备都需要使用电能，供电、配电和用电装置所组成的独立船舶电力系统是电和用电装置所组成的独立船舶电力系统是当代船舶必备系统当代船舶必备系统3组成：组成：船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成ISB illuminated switch boardDSB distribution switch boardMCBMicro circuit

2、 breakerACB air circuit breakerISW isolation switch insulateRSB radio switch board一、系统的组成及特点一、系统的组成及特点4典典型型 船船舶舶电电力力系系统统5 (1)(1)电源：电源： 电源是将其他形式的能量（如机械电源是将其他形式的能量（如机械能、化学能等）转换为电能的装置。能、化学能等）转换为电能的装置。船舶电源船舶电源(主电源主电源)主发电机组主发电机组应急电源应急电源交流交流直流直流应急发电机应急发电机蓄电池组蓄电池组区别区别电源种类电源种类与与电制（电流种类）电制（电流种类）6柴油机柴油机发电机发电机

3、7 接受和分配电能的装置接受和分配电能的装置,也是对电源、电也是对电源、电力网和负载进行保护、监视、测量和控制力网和负载进行保护、监视、测量和控制的装置。的装置。配电装置配电装置应急配电板应急配电板动力分配电板动力分配电板 照明分配电板照明分配电板充放电板充放电板岸电箱岸电箱主配电板主配电板（2）配电装置：）配电装置：89船舶输电船舶输电电缆电缆和和电线电线的总称。的总称。船舶电力网船舶电力网照明电网照明电网 应急电网应急电网临时应急照明电网临时应急照明电网弱电电网弱电电网动力电网动力电网（3）船舶电力网：）船舶电力网：10用电设备用电设备1）甲板机械及舵机）甲板机械及舵机锚机、起货机、绞缆机

4、、拖缆机等。锚机、起货机、绞缆机、拖缆机等。2）动力装置用辅机）动力装置用辅机 主机滑油泵、主机海水泵、主机淡水泵、主机滑油泵、主机海水泵、主机淡水泵、机舱风机等。机舱风机等。（4）负载：）负载：3）舱室辅机）舱室辅机 生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。锅炉服务的辅机等。11 电加热器、电风扇、电视机、照明设备、电加热器、电风扇、电视机、照明设备、冷藏通风。冷藏通风。7）其他设备：）其他设备：6）船舶通信导航设备）船舶通信导航设备 无线电收发报机、声光报警装置、电车无线电收发报机、声光报警装置、电车钟、舵角指示器、电罗经、雷达等。钟、舵角指示器、

5、电罗经、雷达等。4）电力推进设备）电力推进设备 主电力推进装置、艏艉侧推装置等。主电力推进装置、艏艉侧推装置等。5）机修设备）机修设备 车床、钻床、电焊机、弯管机等。车床、钻床、电焊机、弯管机等。舵机舵机、航行灯航行灯采用两条相互独立的馈电线双路供电采用两条相互独立的馈电线双路供电12（3）船舶是一个工作环境恶劣的场所。）船舶是一个工作环境恶劣的场所。（1）船舶电力系统是一个独立的电力系统。）船舶电力系统是一个独立的电力系统。（2）船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，）船舶电网的输电距离短，线路阻抗低， 各处短路电流大。各处短路电流大。2） 船舶电力系统的特点船舶电力系统的特点（1）民用船舶规范

6、）民用船舶规范（2）国际标准）国际标准3） 船舶电力系统应遵循的规范和标准船舶电力系统应遵循的规范和标准钢质海船入级规范、钢质内河船舶建造规范13 我国采用我国采用50Hz，日本、美国、西欧等采用，日本、美国、西欧等采用 60Hz的频率标准。的频率标准。1.电流种类，即电流种类，即电制电制 几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统2.额定电压额定电压 交流船舶电网多数为交流船舶电网多数为380V或为或为440V。某些。某些 船舶上采用的船舶上采用的3.3KV的电力系统。的电力系统。3.额定频率额定频率14.1.2 船舶电力系统基本参数船舶电力系统基本参数4.线制

7、线制14船舶电网的线制船舶电网的线制 1) 直流直流 2) 交流单相交流单相 3) 交流三相交流三相根据船舶电力系统电制的不同，根据船舶电力系统电制的不同，可采用其一配电方式可采用其一配电方式15 动力系统与照明系统采用变压器隔离动力系统与照明系统采用变压器隔离,绝缘绝缘性能相对较好性能相对较好,安全可靠。安全可靠。3.1 三线绝缘系统三线绝缘系统交流三相交流三相163.2 中性点接地的三相四线系统中性点接地的三相四线系统 照明和动力系统由同一电源供电，无需采用变照明和动力系统由同一电源供电，无需采用变压器。相互影响大压器。相互影响大,可靠性降低可靠性降低,安全性差。安全性差。交流三相交流三相

8、173.3 中性点接地三线系统中性点接地三线系统 利用船体作为中线形成回路，节省电缆，无需利用船体作为中线形成回路，节省电缆，无需采用变压器，容易发生触电和短路故障。采用变压器，容易发生触电和短路故障。交流三相交流三相1814.1.3 发电机容量及台数确定的原则发电机容量及台数确定的原则（5）应急工况）应急工况 电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既与电站容量有关，也与各工况的与电站容量有关，也与各工况的用电量用电量大小和相对大小和相对运行运行周期周期的长短有关的长短有关1）船舶的运行工况）船舶的运行工况货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：（1）航行

9、工况）航行工况（2）进出港工况）进出港工况（3）装卸货工况）装卸货工况（4）停泊工况）停泊工况19（2）船舶电站必须有备用机组一般设置）船舶电站必须有备用机组一般设置24台。台。（1）应能满足船舶在各种运行工况下的用电量）应能满足船舶在各种运行工况下的用电量,并并有适当的有适当的裕量裕量,以保证连续可靠的供电。以实际用电以保证连续可靠的供电。以实际用电量最大的运行工况为基础来确定。量最大的运行工况为基础来确定。（2）裕量功率不能太大，以保证其经济性。）裕量功率不能太大，以保证其经济性。3）发电机组容量和数量的选择原则）发电机组容量和数量的选择原则发电机组的总容量决定于电站的总容量，发电机组发电

10、机组的总容量决定于电站的总容量，发电机组的单机容量和机组数量由以下几个基本原则确定：的单机容量和机组数量由以下几个基本原则确定：（1）单机组容量以最高负荷率）单机组容量以最高负荷率80为宜为宜 2）确定电站容量的基本原则）确定电站容量的基本原则（3）确定单机组容量和机组数量时，要考虑各）确定单机组容量和机组数量时，要考虑各机组的使用寿命应与主机寿命相当。机组的使用寿命应与主机寿命相当。（4）维修管理方便。）维修管理方便。20 14.1.5 应急发电机容量的确定应急发电机容量的确定2）容量确定）容量确定 满足供给：航行灯、信号灯、应急照明设备、应满足供给：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警、

11、信号装置、火灾探测、报警装置、防火门急报警、信号装置、火灾探测、报警装置、防火门的固定释放；紧急状态船内通信、应急消防泵、自的固定释放；紧急状态船内通信、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急舵动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急舵机、电梯、无线电等。机、电梯、无线电等。1）目的和原则）目的和原则 500总吨及以上，设发电机或蓄电池作为应急总吨及以上，设发电机或蓄电池作为应急电源。应急发电机能电源。应急发电机能45秒自动起动合闸，容量满秒自动起动合闸，容量满足公约规定足公约规定2114.2 船舶电源船舶电源 14.2.1 船舶电源的分类船舶电源的分类-柴油机柴油机-汽轮

12、机、燃气轮机汽轮机、燃气轮机-轴带轴带-核动力（破冰船、军舰）核动力（破冰船、军舰） 14.2.2 船舶同步发电机2214.2.3 船舶轴带发电机船舶轴带发电机（3）减少滑油消耗；）减少滑油消耗；轴带发电机的特点轴带发电机的特点优点：优点：（1）节省燃料、燃料费用；）节省燃料、燃料费用；（2）降低辅助柴油机组运行及）降低辅助柴油机组运行及消耗消耗，减少了相应，减少了相应工作量和维修费用（工作量和维修费用（轴带发电机组的维修工作量少轴带发电机组的维修工作量少,维修费用降低维修费用降低,维修周期延长维修周期延长）；）； （5）改善机舱工作环境）改善机舱工作环境：航行时：航行时,机舱内只有主机机舱内

13、只有主机运行运行,故降低了机舱的温度和噪音故降低了机舱的温度和噪音,改善了机舱的环境改善了机舱的环境（4）有利于机舱布置；）有利于机舱布置；有些船舶的轴带发电机在应急情况下还可作为电动机有些船舶的轴带发电机在应急情况下还可作为电动机23缺点：缺点：（1）只能在船舶定速航行）只能在船舶定速航行,而且转速在而且转速在80105额定转速范围内时额定转速范围内时,给船舶电网供电给船舶电网供电（2）当主机转速变化时）当主机转速变化时,轴带发电机的输出轴带发电机的输出电压及频率电压及频率都将发生变化。为保证输出电压都将发生变化。为保证输出电压及其频率维持恒定及其频率维持恒定,则轴带发电机的控制系统则轴带发

14、电机的控制系统必将会变得比较杂；必将会变得比较杂；（3）初投资费用要高一些）初投资费用要高一些241 船舶轴带发电机的主要类型船舶轴带发电机的主要类型（1）频率变动型轴带发电机装置：）频率变动型轴带发电机装置： 变距桨普通式变距桨普通式CPP、定距桨普通式、定距桨普通式FPP。（3）复合轴带发电机装置：高经济轴带发电机装）复合轴带发电机装置：高经济轴带发电机装置、超高经济轴带发电机装置、多功能齿轮箱式轴置、超高经济轴带发电机装置、多功能齿轮箱式轴带发电机组合装置、废气涡轮轴带发电机组合装置带发电机组合装置、废气涡轮轴带发电机组合装置（2）频率稳定型：定速类（蜗轮联轴节式、油压驱）频率稳定型：定

15、速类（蜗轮联轴节式、油压驱动式、油类多板离合器式、无级调速齿轮式）；晶动式、油类多板离合器式、无级调速齿轮式）；晶闸管逆变器式；闸管逆变器式；定距桨：无频率补偿型定距桨：无频率补偿型S/G系统；频率补偿型系统；频率补偿型S/G系统系统252 变螺距桨船舶的轴带发电机变螺距桨船舶的轴带发电机变距桨和轴带发电机装置组成（变距桨和轴带发电机装置组成（CPP S/G ）变距桨船舶轴带发电机装置的工作原理变距桨船舶轴带发电机装置的工作原理26调距桨轴带发电机缺点：调距桨轴带发电机缺点：（1）轴发频率受到主机负荷变化的影响；）轴发频率受到主机负荷变化的影响；（2）由于主机与柴油发电机组的原动机的）由于主机

16、与柴油发电机组的原动机的速度特性速度特性不不一致，受到机械特性不一致限制，只可与其他发电机短一致，受到机械特性不一致限制，只可与其他发电机短时间时间并联并联运行；运行；（3）轴发输出功率受到主机负荷变化影响。）轴发输出功率受到主机负荷变化影响。273 定距桨船舶的轴带发电机定距桨船舶的轴带发电机1）定距桨、定速装置、轴发装置（）定距桨、定速装置、轴发装置（FPP+CS+S/G） 主机转速变化，轴发转速恒定：旋转变流机组稳频型、主机转速变化，轴发转速恒定：旋转变流机组稳频型、行星齿轮传动型、液力传动型。行星齿轮传动型、液力传动型。 不可持续并联运行，速度和额定差别较大时，容量受不可持续并联运行，

17、速度和额定差别较大时，容量受限。限。28 方法：方法：1. 变流机组稳定供电频率；变流机组稳定供电频率；2. 行星齿轮传动系行星齿轮传动系统；统；3 3. 电磁滑差离合器恒速系统。电磁滑差离合器恒速系统。 变流机组：变流机组：控制可控硅导控制可控硅导通角通角稳定电压稳定电压，可稳定发电机，可稳定发电机转速转速。 行星齿轮：行星齿轮：液压系统提供液压系统提供附加传动，稳定发电机附加传动，稳定发电机转速转速。 滑差离合器：滑差离合器：励磁电流大励磁电流大小可控制转矩，从而稳定小可控制转矩，从而稳定转速转速 转速补偿转速补偿292）定距桨、恒频装置、轴发装置（）定距桨、恒频装置、轴发装置（ FPP+

18、CF +S/G ） 轴发转速可变，通过电气整流控制电源频率保持恒定轴发转速可变，通过电气整流控制电源频率保持恒定 方法：方法：采用采用整流整流 逆变逆变装置作为中间环节的系统装置作为中间环节的系统 非恒定频率交流电经整流非恒定频率交流电经整流后，供给晶闸管三相逆变器后，供给晶闸管三相逆变器变换为恒定频率三相交流电，变换为恒定频率三相交流电，三相逆变器提供三相逆变器提供有功功率有功功率，而而无功功率无功功率由同步补偿机来由同步补偿机来提供。提供。 同步补偿机励磁电流根据同步补偿机励磁电流根据负载变化进行控制，具有自负载变化进行控制，具有自动电压调整器功能。动电压调整器功能。 可专设同步补偿机。可

19、专设同步补偿机。通常采用辅助发电机替通常采用辅助发电机替代，通过柴油机拖入同代，通过柴油机拖入同步后，用离合器脱开。步后，用离合器脱开。 频率补偿频率补偿303132AXYCBZNSBiAXBYCZAiCi同步电动机同步电动机33 欠励时，I滞后U 90，从电网吸收滞后的无功功率。同步补偿机的原理34过励时，过励时，I超前超前U 90，从，从电网吸收超前的无功功率电网吸收超前的无功功率只要调节励磁电流励磁电流，就能灵活地调节同步补偿机无功功率的性质和大小。电力系统在大多数情况下呈电力系统在大多数情况下呈感性感性，所以同步补偿机通常，所以同步补偿机通常都是在过励状态下运行，作为无功功率电源，提供

20、感性都是在过励状态下运行，作为无功功率电源，提供感性的无功，改善电网的功率因数，保持电网电压稳定。的无功，改善电网的功率因数，保持电网电压稳定。3514.2.5 船舶新能源船舶新能源 船舶可利用的环保能源：太阳能、风能、核能、氢能、液化天然气 燃料电池 运用某种燃料（如氢）和空气中的氧，并使之发生反应，产生电力、热量和水3614.2.6 蓄电池蓄电池1）蓄电池在船舶上的应用）蓄电池在船舶上的应用1、小应急电源、小应急电源2、低压设备电源、低压设备电源此外，应急发电机组和救生艇起动电源，其他直流此外，应急发电机组和救生艇起动电源，其他直流电源电源2）船用蓄电池的类别）船用蓄电池的类别酸性：铅酸蓄

21、电池酸性：铅酸蓄电池碱性：镉碱性：镉-镍蓄电池、铁镍蓄电池、铁-镍蓄电池、锌镍蓄电池、锌-银蓄银蓄电池、鎘电池、鎘-银蓄电池银蓄电池373）蓄电池的主要性能）蓄电池的主要性能性能指标：性能指标：开路电压、工作电压、电池容量、寿命、开路电压、工作电压、电池容量、寿命、储存期储存期酸性：每个小电池电动势为酸性：每个小电池电动势为2.02.1V。放电，电压。放电，电压下降，到达某一电压则急剧下降，称为下降，到达某一电压则急剧下降，称为放电终止电放电终止电压压。10小时放电率的终止电压小时放电率的终止电压1.8V。充电，电压变。充电，电压变化化2.052.8V，充电，充电终期终期每个小电池每个小电池2

22、.52.8V。碱性：每个小电池电动势为碱性：每个小电池电动势为1.3V。额定放电率的平。额定放电率的平均放电电压为均放电电压为11.2V。放电电流增大时，电压可达。放电电流增大时，电压可达0.7V，低于此值不应再放电。充电，电压变化，低于此值不应再放电。充电，电压变化1.41.8V。38电压电压V1、充电曲线、充电曲线2、8h放电曲线放电曲线3、5h放电曲线放电曲线4、 3h放电曲线放电曲线5、 1h放电曲线放电曲线39404）蓄电池的结构和工作原理）蓄电池的结构和工作原理 放电PbO2 + 2H2SO4 + Pb Pb SO4 + 2H2O + Pb SO4 (正极) (电解液) (负极)

23、充电 (正极) (电解液) (负极)（1）酸性蓄电池）酸性蓄电池 酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板等酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板等几部分组成。几部分组成。正极的活性物质是二氧化铅（正极的活性物质是二氧化铅（PbO2）负极的活性物质是海绵状纯铅（负极的活性物质是海绵状纯铅（Pb）工作原理可用如下化学反应方程式表示：工作原理可用如下化学反应方程式表示：41电解液比重电解液比重1.21.27，用测量电动势的方法来，用测量电动势的方法来判断。一般每个蓄电池的电动势为判断。一般每个蓄电池的电动势为1.25V，放，放电时的电压在电时的电压在11.2V，充电时在，充电时在1.41.8V。 电解液为浓度在

24、电解液为浓度在2737的稀硫酸溶液，的稀硫酸溶液，比重为比重为1.281.31。 蓄电池的电动势蓄电池的电动势E与电解液的比重与电解液的比重d之间的之间的关系可由经验公式来表示，即：关系可由经验公式来表示，即：E0.84d（2）碱性蓄电池）碱性蓄电池 放电Cb + 2KOH + 2Ni(OH)3 Cd(OH) + 2KOH + 2Ni(OH)2 (负极) (电解液) (正极) 充电 (负极) (电解液) (正极)42 酸性蓄电池通常以酸性蓄电池通常以10小时的放电电流为标小时的放电电流为标准放电电流。准放电电流。额定容量额定容量被定义为在电解液温被定义为在电解液温度为度为25，以，以10小时放

25、电电流连续放电至终小时放电电流连续放电至终止电压时所输出的容量。止电压时所输出的容量。（3）蓄电池的容量）蓄电池的容量 蓄电池的储存电能的能力称为容量。容量蓄电池的储存电能的能力称为容量。容量一般用安培一般用安培小时来表示，它等于放电电流小时来表示，它等于放电电流I与与放电时间放电时间t的乘积，即：的乘积，即：QIt（Ah）435）船用蓄电池的充放电方式）船用蓄电池的充放电方式（1）充电方法和种类：）充电方法和种类：1 充电方法充电方法 恒流充电；恒流充电； 恒压充电；恒压充电； 恒电流恒电压；恒电流恒电压； 分段充电分段充电442 充电种类充电种类 初次充电；初次充电；第一阶段，电流为额定容

26、量第一阶段，电流为额定容量0.07，单格电压，单格电压2.4V止止第二阶段，电流为额定容量第二阶段，电流为额定容量0.04，单格电压，单格电压2.5V止止 正常充电；正常充电；第一阶段，电流为额定容量第一阶段，电流为额定容量0.1，充电，充电67h止止第二阶段，电流为额定容量第二阶段，电流为额定容量0.05，充电，充电23h止止 均衡充电；（各小电池密度不均衡）均衡充电；（各小电池密度不均衡）每月一次，先正常充，每月一次，先正常充，1h后，小电流至冒气泡，再后，小电流至冒气泡，再1h，反复，反复453 蓄电池充放电方式蓄电池充放电方式466）船用蓄电池的维护保养）船用蓄电池的维护保养定期（定期

27、（1520天）检查，液面在极板上天）检查，液面在极板上10mm20mm 清洁、接线柱涂凡士林清洁、接线柱涂凡士林 严禁烟火，保持通风严禁烟火，保持通风过充电：正常充电后，过充电：正常充电后，10小时放电率的小时放电率的1/2或或3/4充电充电1h，停，停1h，然后反复，至，然后反复，至刚一充电就强烈气泡止。刚一充电就强烈气泡止。（1）酸性蓄电池）酸性蓄电池47（2）碱性蓄电池）碱性蓄电池定期（定期（1520天）检查，液面在极板上天）检查，液面在极板上10mm20mm 保持气塞透气，定期打开气塞放气。保持气塞透气，定期打开气塞放气。 外壳带电，存放时防止金属将负极与外外壳带电，存放时防止金属将负

28、极与外壳接触壳接触工作工作1012h过充电一次或者每月一次过充电一次或者每月一次每年或使用每年或使用50100次更换电解液。更换次更换电解液。更换在放电状态进行，可水清洗后注入。在放电状态进行，可水清洗后注入。48配电装置的主要功能配电装置的主要功能 正常运行时接通和开断电路 测量和监视电力系统中的各种电气参数 对某些电气参数进行调整 对电路状态、开关状态以及不正常运行时进行信号指示 不正常运行或故障时，报警或切除故障电路14.3 配电装置配电装置495051船舶配电板是对电源发出的电能进行集中船舶配电板是对电源发出的电能进行集中控制并分配给各用电设备的一种装置。控制并分配给各用电设备的一种装

29、置。 按用途分为：主配电板、应急配电按用途分为：主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板和岸板、充放电板、区配电板、分配电板和岸电箱。电箱。 6 6种。种。14.3.1 配电装置分类配电装置分类52一、主一、主配电板配电板 组成：组成：主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成。线四部分组成。 1.1.发电机控制屏发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用。控制、调节、监视和保护发电机组用。上部：各种测量仪表，上部：各种测量仪表， （电压表、电流表、频率表、功率（电压表、电流表、频率表、功率表，）中部：主开关、表，）中部：主开

30、关、调速开关调速开关，下部：自动装置；，下部：自动装置； 2.2.并车屏并车屏：发电机进行并车、整步操作用。有发电机进行并车、整步操作用。有同步表同步表、同步灯同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。 3.3.负载屏负载屏：分配电能并控制、监视、保护。包括：电力、分配电能并控制、监视、保护。包括：电力、照明屏。有空气开关、电压电流表、照明屏。有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯绝缘指示灯、兆欧表兆欧表、岸电开关岸电开关等。等。 4.4.汇流排（母线）汇流排（母线）：注意排列顺序和颜色。顺序：上中注意排列顺序和颜色。顺序：上中下、左中右、前中后；颜

31、色：交流：绿黄红、中线浅蓝；接下、左中右、前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；接地线：绿黄相间；直流：红蓝。地线：绿黄相间；直流：红蓝。53 功能：功能：向向成组成组用电设备进行供电，用电设备进行供电， 分配电板是向成组分配电板是向成组 用电设备用电设备 进行供电的开关和进行供电的开关和控制设备的组合装置，额定电流控制设备的组合装置，额定电流16A16A 16A 。二、区配二、区配电板、分电板、分配配电板电板 实际中，区配电板和分配电板统称为分配电板。实际中，区配电板和分配电板统称为分配电板。54三、应急三、应急配电板配电板 作用：作用：应急配电板用来控制、监视应急发电机应急配电板用来控制、

32、监视应急发电机组，并向应急用电设备供电。组，并向应急用电设备供电。 组成：组成：它有控制屏和负载屏，没有并车屏和逆它有控制屏和负载屏，没有并车屏和逆功继电器（因为单机运行）。功继电器（因为单机运行）。 连接：连接：通过联络开关与主配电板连接。正常时，通过联络开关与主配电板连接。正常时，应急配电板由主配电板供电，主电网失电后应急配电板由主配电板供电，主电网失电后联络开联络开关自动断开关自动断开，由应急发电机供电。，由应急发电机供电。 注意：注意：1.1.没有并车屏和逆功继电器；没有并车屏和逆功继电器；2.2.正常时，正常时，是主电网的一部分；应急时，才单独工作。是主电网的一部分；应急时，才单独工

33、作。55功能：功能：1.1.对蓄电池进行充放电；对蓄电池进行充放电； 2.2.控制、监视充电工作；控制、监视充电工作； 3.3.分配低压用电设备；分配低压用电设备； 4.4.主、应急电网失电后，能自动向小应急供电。主、应急电网失电后，能自动向小应急供电。 四、充放四、充放电板电板5657岸电箱岸电箱 功能：功能：主要是坞修时通过岸电箱接至船舶主配电主要是坞修时通过岸电箱接至船舶主配电板或应急配电板。板或应急配电板。 58配电板上主开关与岸电开关设有联锁保护环节U59脱扣器脱扣器601）岸电箱应有下列设施）岸电箱应有下列设施能切断所有绝缘极的断路器或开关系熔断器；能切断所有绝缘极的断路器或开关系

34、熔断器；指示端电压的指示灯或电表指示端电压的指示灯或电表用于连接软电缆的合适用于连接软电缆的合适接线端子接线端子；对岸电为中性点接地的交流三相，应设有接地接线柱；对岸电为中性点接地的交流三相，应设有接地接线柱；应有监视岸电应有监视岸电极性极性或或相序相序是否相符的设施；是否相符的设施；标明船电系统的配电系统形式、额定电压和频率；标明船电系统的配电系统形式、额定电压和频率；有时船东要求有电度表有时船东要求有电度表612）接岸电时注意事项）接岸电时注意事项 岸电箱与主配电板应固定电缆敷设且应有足够的定岸电箱与主配电板应固定电缆敷设且应有足够的定额额 岸电和船电系统为岸电和船电系统为 中性点接地的三

35、相交流系统时，中性点接地的三相交流系统时，应将船体与应将船体与岸地岸地相连接，相连接， 利用船体做导电回路的船舶，不应以陆地或海水做利用船体做导电回路的船舶，不应以陆地或海水做岸电回路，以绝缘的接地线连接船体与岸电网零点岸电回路，以绝缘的接地线连接船体与岸电网零点 岸电箱内有连接绝缘的接地线的接线柱。岸电箱内有连接绝缘的接地线的接线柱。62RRjXRURUjXUUcCBcAOO111相序指示灯63参考书：船舶电站及其自动化系统吴志良Uad是电容开路时的电容两端端电压，Uao是电容接在电路中电容两端的电压64656667 1707 相序测定器测定岸电相序的结论是_。 A与电容连接的为A 相，灯泡

36、较暗的为B 相，灯泡较亮的为C 相 B灯泡较亮的为A 相，灯泡较暗的为B 相，与电容连接的为C 相 C灯泡较亮的为A 相，与电容连接的为B 相，灯泡较暗的为C 相 D灯泡较暗的为A 相，灯泡较亮的为B 相，与电容连接的为C 相6814.4.1 万能式自动空气断路器万能式自动空气断路器图图14-11 万能式自动空气断路器的框图万能式自动空气断路器的框图 由触头系统、灭弧装置、自由脱扣机构、由触头系统、灭弧装置、自由脱扣机构、操作传动装置和保护元件组成。操作传动装置和保护元件组成。是一种带有保护装置的开关电器。是一种带有保护装置的开关电器。14.4 船舶电力系统中的常用电器船舶电力系统中的常用电器

37、69合闸顺序：弧触头合闸顺序：弧触头副触头副触头主触头主触头分闸顺序：主触头分闸顺序：主触头副触头副触头弧触头弧触头触头由主触头、副触头和弧触头组成。触头由主触头、副触头和弧触头组成。主触头承担电路的正常工作电流主触头承担电路的正常工作电流（银钨合金）（银钨合金）弧触头是为了避免断开电路时产生的电弧烧弧触头是为了避免断开电路时产生的电弧烧坏主触头而设置的。坏主触头而设置的。（铜或铜钨合金）（铜或铜钨合金）副触头是考虑到断开电路时，电流由主触头副触头是考虑到断开电路时，电流由主触头移到弧触头的瞬间，可能因移到弧触头的瞬间，可能因压降压降太大产生电太大产生电弧烧坏主触头而设置的。弧烧坏主触头而设置

38、的。（紫铜）（紫铜）1 触头和灭弧系统触头和灭弧系统自动空气断路器大多采用自动空气断路器大多采用灭弧栅灭弧栅来灭弧。来灭弧。70自动空气断路器大多采用灭弧栅来灭弧。自动空气断路器大多采用灭弧栅来灭弧。71作用：使触头保持闭合或迅速断开。作用：使触头保持闭合或迅速断开。图图14-12 自由脱扣机构示意图自由脱扣机构示意图（a）合闸位置）合闸位置（b）分闸位置）分闸位置（c）准备合闸位置）准备合闸位置2 自由脱扣机构自由脱扣机构72 自动空气断路器的传动装置有手柄式、连自动空气断路器的传动装置有手柄式、连杆式、电磁式、电动式等几种。合闸前都必杆式、电磁式、电动式等几种。合闸前都必须使须使储能弹簧储

39、能弹簧储能储能,自由脱扣机构自由脱扣机构“再扣再扣”,利利用储能弹簧释放的能量实现合闸。用储能弹簧释放的能量实现合闸。1）手动操作）手动操作DW-94 型：手柄摇型：手柄摇38圈左右（传动机构弹圈左右（传动机构弹簧拉长储能）簧拉长储能）脱扣机构再扣脱扣机构再扣再摇再摇24圈圈弹簧释放合闸弹簧释放合闸3 操作机构操作机构732）电磁或电动合闸）电磁或电动合闸123456474AHAH型电磁合闸原理图型电磁合闸原理图合闸线圈12345678910754 保护装置保护装置三相进线三相出线弹簧主触点过流（或短路）失压分励失压脱扣操作分励脱扣操作7614.4.2 万能式自动空气开关万能式自动空气开关图1

40、4-16 E系列框架抽出式断路器外形图1-断路器型号；2-脱扣装置；3-手动分闸操作按钮；4-手动合闸操作按钮；5-手动弹簧储能；6-电气特性铭牌；7-机械指示：“O”分闸、“1”合闸；8-弹簧储能状态显示； 10-分闸位置闭锁钥匙；11-断路器隔离测试位置闭锁钥匙；12-操作断路器摇进或摇出位置；14-滑动接插；15-断路器位置指示：IN/TEST/OUT（仅适用于抽出式断路器）图14-17 E系列断路器结构图1-钢板承载结构；2-脱扣器的电流传感器；3-隔离式的端子盒；4-水平式的后端子； 5a-5a-静触头主触头；5b-5b-静触头弧触头；6a-6a-动触头主触头；6b-6b-动触头弧触

41、头；7-灭弧室；8-固定式的端子盒，抽出式的滑动触头；保护脱扣器 10-断路器的分闸及合闸 (openand close) 控制；11-合闸弹簧77787914.4.3 装置式自动空气开关装置式自动空气开关 一种容量相对小的空气断路器，也叫塑壳式自动开关 安全、美观、体积小、质量轻 用于不频繁接通和分断的电路 具有过载（热脱扣器）和短路保护（电磁脱扣器）装置80实现保护元件实现保护元件逆功率继电器。逆功率继电器。1.逆功率保护逆功率保护 考虑到发电机可能出现允许范围内的短时考虑到发电机可能出现允许范围内的短时逆功率（如在并车操作时可能因操作不当等逆功率（如在并车操作时可能因操作不当等原因引起）

42、，原因引起），其动作值一般柴油发电机整定其动作值一般柴油发电机整定在在815（涡轮发电机（涡轮发电机26）额定功率延）额定功率延时时110秒动作。秒动作。14.4.4 逆功率继电器逆功率继电器81（1）GG-21型感应式逆功率继电器型感应式逆功率继电器 （a）原理图）原理图（b）接线图）接线图GG-21型感应式逆功率继电器型感应式逆功率继电器82 改变止挡块的改变止挡块的位置位置，可以调节动触头的行，可以调节动触头的行程，以实现延时，延时时间一般可整定在程，以实现延时，延时时间一般可整定在2、3、5、7、9、12秒。秒。参数的调整参数的调整: 改变改变电流绕组电流绕组的的匝数匝数来整定逆功率的

43、动来整定逆功率的动作值，可分别调整在作值，可分别调整在6.4、9.6、12.8发电机额定功率动作。发电机额定功率动作。83 图图12-20 兆欧表原理图兆欧表原理图船舶电网的绝缘电阻应不低于船舶电网的绝缘电阻应不低于1兆欧。兆欧。 主配电板上装有兆欧表进行带电测量。主配电板上装有兆欧表进行带电测量。14.4.5 电网绝缘监视仪电网绝缘监视仪8414.4.6 负序继电器858687mnbcabUUU、12123/3CCCCCXXXRXRX满足：，122211)()()(RIjXIURIjXIURIjXIUabcbcmnbccbcbcabcabab880111111022222200323012

44、360333060CCCCCCCCababbcbcZRjXXjXXZRjXXjXXIUIU超前于，超前于。12RabRbcUIUI与同相位，与同相位12123/3CCCCCXXXRXRX满足：，8912123/3CCCCCXXXRXRX由：， 得直角三角形得直角三角形abm，m点位置被固定了。同理点位置被固定了。同理得到得到n点位置点位置90CBbcACabUUUU,00123060ababbcbcRabRbcIUIUUIUI由超前于，超前于与同相位，与同相位（91929314.5 船舶电网船舶电网14.5.1 船舶电网的分类船舶电网的分类 船舶电网即船舶电力网：指船舶电网即船舶电力网：指介于

45、介于船舶电船舶电源与用电设备之间的传输、分配电能的传源与用电设备之间的传输、分配电能的传输线路的总称。输线路的总称。1）主电网）主电网 由主电源经主配电板进行供电的电网称为由主电源经主配电板进行供电的电网称为主电网。主电网。动力网络动力网络（动力负载及大功率电热设备）（动力负载及大功率电热设备）正常照明网络正常照明网络 （包括航行灯、小功率电动机）（包括航行灯、小功率电动机）94 当船舶主电网因故不能供电时，应急电源当船舶主电网因故不能供电时，应急电源经应急配电板向船上需应急供电的负载供电。经应急配电板向船上需应急供电的负载供电。由这部分供电电缆构成网络称为应急电网。由这部分供电电缆构成网络称

46、为应急电网。3）小应急电网）小应急电网 由蓄电池提供给临时应急照明的电网。蓄由蓄电池提供给临时应急照明的电网。蓄电池的容量应满足连续供电电池的容量应满足连续供电30分钟。分钟。4 ）弱电电网）弱电电网 向全船无线电通信设备、各种助航设备、向全船无线电通信设备、各种助航设备、船内通信设备（如电话、广播等）以及信号船内通信设备（如电话、广播等）以及信号报警系统供电的网络称为弱电电网。报警系统供电的网络称为弱电电网。2 ）应急电网）应急电网959614.5.2 船舶电网的结线方式船舶电网的结线方式1）船舶电网的结线方式）船舶电网的结线方式（1）500V以下电网的结线方式以下电网的结线方式A 放射式放

47、射式优点：优点：每路设有空气每路设有空气开关，便于集中控制开关，便于集中控制缺点：缺点：主配电板大量主配电板大量端头和开关，电缆耗端头和开关，电缆耗量多，主配电板尺寸量多，主配电板尺寸增大，一旦故障则该增大，一旦故障则该路失电，可靠性差路失电，可靠性差97B 环式环式优点：优点：两个方向获得供电两个方向获得供电缺点：缺点：不便在主配电板上对各馈电线路实行集中不便在主配电板上对各馈电线路实行集中 控制控制图1-20 中压电网 （a)放射式；（b）树干式；（c）桥式；（d)综合式（2） 500V以上电网的结线方式以上电网的结线方式 大型船舶及电力推进，采用大型船舶及电力推进，采用3.3kV、6.6

48、kV中压电中压电网出现，中压结线方式：网出现，中压结线方式：放射式、树干式放射式、树干式结构简单、可靠性不高结构简单、可靠性不高桥式、综合（互为备用）桥式桥式、综合（互为备用）桥式可靠性提高可靠性提高992）重要负载的馈电方式）重要负载的馈电方式 指直接与船舶航行、货物的保存、船舶与指直接与船舶航行、货物的保存、船舶与人身安全有关的电气设备。在配电方面通常人身安全有关的电气设备。在配电方面通常采取如下措施：采取如下措施：（1）由主配电板直接供电由主配电板直接供电 (舵机、锚机、航行灯舵机、锚机、航行灯控制箱、无线电电源板、电罗经控制箱、无线电电源板、电罗经)（2）由两路馈电线供电由两路馈电线供

49、电。(舵机、航行灯控制箱舵机、航行灯控制箱)100分段汇流排供电方式分段汇流排供电方式（3）采用自动分级卸载装置）采用自动分级卸载装置（4）采用分段汇流排供电）采用分段汇流排供电发电机出现过载时，自动分级卸卸掉次要负载，从而使发电机恢复正常工作状态。101 图图12-17 主电网与应急电网的连接主电网与应急电网的连接3） 主电网与应急电网的连接方式主电网与应急电网的连接方式10214.5.3 船舶电缆船舶电缆按其用途可分为电力电缆和射频电缆两大类。按其用途可分为电力电缆和射频电缆两大类。船用电缆的结构船用电缆的结构3.防护套：保护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机防护套：保护电缆不受油水、盐雾、

50、化学腐蚀和机械损伤（或阻燃）。械损伤（或阻燃）。2.电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。1.导电芯线：传输电能。导电芯线：传输电能。芯线芯线绝缘胶带铠装层绝缘层1032.电气绝缘电气绝缘 绝缘材料：绝缘材料：船舶电气设备的绝缘材料是最船舶电气设备的绝缘材料是最薄弱的环节，所有防护或必须适应的要求薄弱的环节，所有防护或必须适应的要求主要是针对绝缘材料的。主要是针对绝缘材料的。 如果没有专如果没有专门的船用产品，可考虑用陆用产品经三防门的船用产品，可考虑用陆用产品经三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）处理之后替（防湿热、防盐雾、防霉菌）处理之后替代。船用电