船舶电气设备及系统.ppt

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1、课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第十二章第十二章 船舶电力系统的组成船舶电力系统的组成第一节第一节 船舶电力系统船舶电力系统 第二节第二节第二节第二节 船舶电站容量和发电机组台数的选择船舶电站容量和发电机组台数的选择船舶电站容量和发电机组台数的选择船舶电站容量和发电机组台数的选择 第三节第三节第三节第三节 船舶配电装置船舶配电装置船舶配电装置船舶配电装置 第四节第四节第四节第四节 船舶电力网船舶电力网船舶电力网船舶电力网 第五节第五节第五节第五节 船舶电力系统的继电保护船舶电力系统的继电保护船舶电力系统的继电保护船舶电力系统的继电保护 第六节第

2、六节第六节第六节 船舶轴带发电机系统船舶轴带发电机系统船舶轴带发电机系统船舶轴带发电机系统 第七节第七节第七节第七节 船舶中压电力系统船舶中压电力系统船舶中压电力系统船舶中压电力系统 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 内内 容容 简简 介介本本章章主主要要介介绍绍了了船船舶舶电电力力系系统统的的组组成成、特特点点和和基基本本功功能能，对对配配电电装装置置中中的的重重要要设设备备和和部部件件（包包括括配配电电板板，应应急急配配电电板板，蓄蓄电电池池，充充放放电电板板，岸岸电电箱箱和和万万能能式式自自动动空空气气断断路路器器）作作了了详详情情的的叙

3、叙述述，此此外外，对对船船舶舶轴轴带带发发电电机机主主要要类类型型及及工工作作原原理理作作了简单介绍。了简单介绍。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节 船舶电力系统船舶电力系统一、一、船舶电力系统的组成船舶电力系统的组成船舶电源装置船舶电源装置船舶配电装置船舶配电装置船舶电力网船舶电力网负载负载控制电器控制电器电工测量用仪器、仪表电工测量用仪器、仪表返回图图12-1 典型船舶电力系统简图典型船舶电力系统简图船舶电气设备与系统 2022/10/29课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图12-1 典型船舶电力系统简图

4、典型船舶电力系统简图返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。1.船舶电源装置船舶电源装置柴油机柴油机发电机发电机课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2.配电装置配电装置 对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护，对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护，分配，转换，控制和检测的装置。分配，转换，控制和检测的装置。根据供电范围和对象的不同可分为

5、主配电板、应急配电板、根据供电范围和对象的不同可分为主配电板、应急配电板、动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3.船舶电力网船舶电力网 是全船电缆电线的总称是全船电缆电线的总称，作，作用是将各种电源与负载按一用是将各种电源与负载按一定关系连接起来。根据其所定关系连接起来。根据其所接负载的性质，可分为动力接负载的性质，可分为动力电网、低压电网、照明电网、电网、低压电网、照明电网、应急电网和小应急电网等。应急电网和小应急电网等。课 件船舶电气设备与系统 2022

6、/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系车床、钻床、电焊机和盘车机等。车床、钻床、电焊机和盘车机等。动力装置用辅机动力装置用辅机滑油泵、海水冷却泵、淡水泵、鼓风机等。滑油泵、海水冷却泵、淡水泵、鼓风机等。甲板机械甲板机械锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。舱室辅机舱室辅机生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。务的辅机等。机修机械机修机械4.负载负载:用电设备，用电设备，按系统可分为以下几类：按系统可分为以下几类：课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮

7、机工程学院船电系 冷藏通风冷藏通风空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。厨房设备厨房设备电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。照明设备照明设备机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备，还机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备，还包括航行灯、信号灯以及电风扇等。包括航行灯、信号灯以及电风扇等。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 弱电设备弱电设备无线电通信、导航和船内通信设备等。无线电通信、导航和船内通信设备等。自动化设备及其他自动化设备及其他自动化装置、蓄电池充放电设

8、备、冷藏集装箱和艏自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。进电动机、生产机械和专用设备等。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、各种控主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、各种控制器和主令电器等。制器和主令电器等。5.控制电器控制电器6.电工测量用仪器、仪表电工测量用仪器、仪表船舶上常用的电工测量仪表有万用表、兆欧表、钳形船舶上常用的电工测量仪表有万用表、兆欧表、钳形电流表、交（直）流电

9、压表、电流表、功率表、功率电流表、交（直）流电压表、电流表、功率表、功率因数表、频率表、交流并车屏上的整步表、平时用于因数表、频率表、交流并车屏上的整步表、平时用于检修的直流稳压电源和自耦变压器、示波器等。检修的直流稳压电源和自耦变压器、示波器等。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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。2.2.额定电压等级额定电压等级 世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一致，使船舶电气设备具有通用性。致，使船舶电气设备具有通用性。二、船舶电

10、力系统的基本参数二、船舶电力系统的基本参数1.1.电流种类电流种类(电制电制)我国钢质海船入级规范规定：非电力推进船舶的我国钢质海船入级规范规定：非电力推进船舶的限制电压为限制电压为500 V，动力负载、具有固定敷设电缆的电，动力负载、具有固定敷设电缆的电热装置等的额定电压为热装置等的额定电压为380 V，照明、生活居室的电热，照明、生活居室的电热器限制电压为器限制电压为250 V，额定电压为，额定电压为220 V。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3.3.额定频率等级额定频率等级我国采用我国采用50Hz50Hz，西欧各国、美国采用，西欧各国、美

11、国采用60Hz60Hz的频率标准。的频率标准。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、船舶电力系统的特点（与陆电相比）三、船舶电力系统的特点（与陆电相比）（1 1）工作条件比较复杂，工作环境比较恶劣工作条件比较复杂，工作环境比较恶劣（2 2）与用电设备之间的距离很短，相互影响大与用电设备之间的距离很短，相互影响大（3 3）船舶电站容量相对较小船舶电站容量相对较小。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第二节第二节 船舶电站容量和发电机组台数的选择船舶电站容量和发电机组台数的选择一、确定电站容量和发电机台数

12、的基本原则一、确定电站容量和发电机台数的基本原则（5 5）应急工况）应急工况货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：（1 1）航行工况）航行工况（2 2）进出港工况）进出港工况（3 3）装卸货工况）装卸货工况（4 4）停泊工况）停泊工况1.1.船舶的运行工况船舶的运行工况返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2.2.确定电站容量的基本原则确定电站容量的基本原则 电站容量应能满足船舶在各种运行况下的用电量，电站容量应能满足船舶在各种运行况下的用电量，并有适当的裕量，确保连续可靠的供电。但从经济并有适当的裕量，确保

13、连续可靠的供电。但从经济性考虑，冗余功率又不能太大。性考虑，冗余功率又不能太大。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3.3.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，发电机组的单发电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：机容量和机组数量由以下几个基本原则确定：单机组容量单机组容量船舶电站必须有备用机组船舶电站必须有备用机组各机组的使用寿命应与主机寿命相当各机组的使用寿命应与主机寿命相当维修管理方便维修管理方便课 件船舶电气设备与系统 2022/10/2

14、9轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、二、应急发电机容量的确定应急发电机容量的确定 一般规范都规定客船和一般规范都规定客船和500500总吨以上的货船应设有独立的总吨以上的货船应设有独立的应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。作为应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。作为应急电源使用的发电机称为应急发电机。应急电源使用的发电机称为应急发电机。1目的和原则目的和原则课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一般应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电一般应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电 确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的

15、电功率，确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号装置、火灾探测和报警装置及防火门的固定和释放系统；装置、火灾探测和报警装置及防火门的固定和释放系统；在紧急状态下所需要的船内通信设备、应急消防泵、自在紧急状态下所需要的船内通信设备、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时使用动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时使用的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器以及其他的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器以及其他需要应急发电机供电的用电设备需要应急发电机供电的用电设备。

16、2容量确定容量确定课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、电站容量的计算三、电站容量的计算电站容量的计算方法有许多种，海上运输船舶一般都采电站容量的计算方法有许多种，海上运输船舶一般都采用三类负荷法。三类负荷法是一种在电力设备具有较充用三类负荷法。三类负荷法是一种在电力设备具有较充分的数据前提下进行全船电力负荷计算的方法。分的数据前提下进行全船电力负荷计算的方法。1负荷分类负荷分类在计算全船电力负荷时，可将负荷按使用情况分为以下在计算全船电力负荷时，可将负荷按使用情况分为以下三类：三类：（1）第）第类负荷：连续使用的负荷；类负荷：连续使用的负荷；课

17、 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（2 2）第）第类负荷：短时或重复短时使用的负荷；类负荷：短时或重复短时使用的负荷；（3 3）第）第类负荷：偶尔短时使用的负荷以及按操作规程类负荷：偶尔短时使用的负荷以及按操作规程 可以在电站尖峰负荷时间以外使用的负荷。可以在电站尖峰负荷时间以外使用的负荷。三类负荷的分法与船舶运行工况有关，如在航行工况中三类负荷的分法与船舶运行工况有关，如在航行工况中连续使用的负荷属于第连续使用的负荷属于第类负荷；使用若干小时，停止类负荷；使用若干小时，停止使用若干小时的负荷属于第使用若干小时的负荷属于第类负荷。在靠离码头工况类负

18、荷。在靠离码头工况中，虽然起锚机的工作时间较短，但在此工况中，它一中，虽然起锚机的工作时间较短，但在此工况中，它一直使用，因此也算做第直使用，因此也算做第类负荷。类负荷。表表12-1 万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类船舶电气设备与系统 2022/10/29课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室表表12-1 12-1 万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类 第第类负荷类负荷第第类负荷类负荷第第类负荷类负荷第第类负荷类负荷第第类负荷类负荷第第类类负负荷荷舵机舵机起货机起货机起锚机起锚机绞缆机绞缆机

19、主机淡水泵主机淡水泵主机海水泵主机海水泵主机滑油泵主机滑油泵主机喷油嘴冷却主机喷油嘴冷却泵泵排气涡轮滑油泵排气涡轮滑油泵主机燃油循环泵主机燃油循环泵透平发电机凝水透平发电机凝水泵泵锅炉燃油泵锅炉燃油泵锅炉鼓风机锅炉鼓风机消防总用泵消防总用泵燃油分油机燃油分油机轻柴油分油机轻柴油分油机滑油分油机滑油分油机燃油驳运泵燃油驳运泵轻柴油输送泵轻柴油输送泵滑油输送泵滑油输送泵舱底泵舱底泵压载泵压载泵日用淡水泵日用淡水泵卫生水泵卫生水泵饮水泵饮水泵热水循环泵热水循环泵蒸发器凝水泵蒸发器凝水泵蒸发器给水泵蒸发器给水泵主机盘车机主机盘车机机舱起吊机机舱起吊机车床车床砂轮砂轮钻床钻床电焊机电焊机救生艇吊艇机救生

20、艇吊艇机舷梯起吊机舷梯起吊机探造灯探造灯消防泵消防泵货油泵货油泵冷藏货舱压缩机冷藏货舱压缩机冷却泵冷却泵货舱通风机货舱通风机机舱通风机机舱通风机CO2CO2室抽风机室抽风机冷藏机舱抽风机冷藏机舱抽风机冷藏机舱送风机冷藏机舱送风机厨房送风机厨房送风机厨房抽风机厨房抽风机浴室、厕所抽风浴室、厕所抽风机机照明设备照明设备助航、通讯用变助航、通讯用变流机流机主空气压缩主空气压缩机机油灶鼓风机油灶鼓风机空调压缩机空调压缩机空调淡水泵空调淡水泵空调送风机空调送风机伙食冷库压伙食冷库压缩机缩机电动锅炉给电动锅炉给水泵水泵充电机组充电机组无线电无线电雷达雷达返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮

21、机工程学院船电系轮机工程学院船电系2电动机负荷系数的计算电动机负荷系数的计算（1）电动机利用系数）电动机利用系数1 P 1 1 ：电动机额定功率；：电动机额定功率；：电动机额定功率；：电动机额定功率；P 2 2 ：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率 。通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（2 2）机械负荷系数）机械负荷系数K K2 2 P P3 3:

22、电机拖动的机械设备电机拖动的机械设备的实际使用功率的实际使用功率的实际使用功率的实际使用功率 （3 3）电动机负荷系数）电动机负荷系数K K3 3 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（4 4）电动机以额定功率运行时从电网吸收的功率）电动机以额定功率运行时从电网吸收的功率 P P4 4e e e e:电动机在额定功率时的效率电动机在额定功率时的效率电动机在额定功率时的效率电动机在额定功率时的效率 （5 5）电动机实际消耗的功率）电动机实际消耗的功率P P5 5 为电动机相当于功率为电动机相当于功率为电动机相当于功率为电动机相当于功率P P2 2时的

23、效率时的效率时的效率时的效率 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（6 6）无功功率）无功功率Q Q5 5为电动机的功率因数角。为电动机的功率因数角。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3 3系数的确定系数的确定 （1 1）负荷系数的确定）负荷系数的确定 一般机械的轴功率可由产品样本查得，机械负荷系数可根一般机械的轴功率可由产品样本查得，机械负荷系数可根据轮机专业或舾装专业提供的设备实际使用数据来确定。据轮机专业或舾装专业提供的设备实际使用数据来确定。（2 2）同时系数的确定）同时系数的确定对第对第类负

24、荷来说，考虑到各辅机和用电设备最大负荷的类负荷来说，考虑到各辅机和用电设备最大负荷的不同时性，同时系数选不同时性，同时系数选课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系对第对第类负荷来说，可按该负荷平均使用时间与工作周期之类负荷来说，可按该负荷平均使用时间与工作周期之比来估算：比来估算：4负荷表的编制负荷表的编制（1）根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设）根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设备，并计算各电动机和电气设备的额定所需功率；备，并计算各电动机和电气设备的额定所需功率；（2）根据船舶类型选择所需计算工况，确定各工况下所需使）

25、根据船舶类型选择所需计算工况，确定各工况下所需使 用的电动机、电气设备和使用情况，并进行分类；用的电动机、电气设备和使用情况，并进行分类；课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（3）确定负荷系数，并计算各用电设备的实际使用功率；）确定负荷系数，并计算各用电设备的实际使用功率；（4）计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系数计算）计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系数计算 总负荷。在交流电制中，还需要计算无功功率和平均功总负荷。在交流电制中，还需要计算无功功率和平均功 率因数；率因数；（5）考虑）考虑5%的网络损耗，得出发电站的功率；的网络损耗

26、，得出发电站的功率；（6）根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下发电机）根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下发电机 的负荷百分率，一般来说发电机应有的负荷百分率，一般来说发电机应有1020%的储备功的储备功 率。率。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第三节第三节 船舶配电装置船舶配电装置主要功能：主要功能：（1）正常运行时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的）正常运行时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的 供电网络，对电网供电或停止供电。供电网络，对电网供电或停止供电。（2）测量和监视电力系统的各种电气参数（电压、频率、电流、）

27、测量和监视电力系统的各种电气参数（电压、频率、电流、功率、功率因数、绝缘电阻等）。功率、功率因数、绝缘电阻等）。（3）调整电力系统的各电气参数值（例如电压、频率的调整）。）调整电力系统的各电气参数值（例如电压、频率的调整）。返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（4）当电力系统发生故障或不能正常运行时，保护电路将）当电力系统发生故障或不能正常运行时，保护电路将 自动地切断故障电路或发出报警信号。自动地切断故障电路或发出报警信号。（5）对电路状态、开关状态以及偏离正常的工作状态进行）对电路状态、开关状态以及偏离正常的工作状态进行 信号显示。信号显示

28、。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、一、主配电板主配电板并车屏并车屏负载屏负载屏发电机控制屏发电机控制屏课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图12-4 某轮主配电板的板面布置图某轮主配电板的板面布置图课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。1.发电机控制屏发电机控制屏用来控制、调节、监视和保护发电机组。每台发电机组用来控制、调节、监视和保护发电机组。每台发电机组均配有单独

29、的控制屏。均配有单独的控制屏。其上部分装有测量仪表、转换开关、指示灯、主要电源其上部分装有测量仪表、转换开关、指示灯、主要电源开关、原动机的调速开关和按钮等开关、原动机的调速开关和按钮等 ；下部一般安装有发电机主开关，有的船舶也装有发电机下部一般安装有发电机主开关，有的船舶也装有发电机励磁控制装置。励磁控制装置。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系负载屏上装有装置式空气开关、电压表、电流表、转换开关、绝缘负载屏上装有装置式空气开关、电压表、电流表、转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开关（指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开关（如图

30、如图12-5 ）等。）等。2.并车屏并车屏并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。主要由频率表并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。主要由频率表（电网和待并机）、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关、（电网和待并机）、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关、合（分）闸按钮、投切顺序选择和转换开关等组成。合（分）闸按钮、投切顺序选择和转换开关等组成。3.负载屏负载屏负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保护，通过装负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保护，通过装在负载屏上的馈电开关将电能供给船上各用电设备或分配电板。它在负载屏上的馈电开关将电能供给船上各用电

31、设备或分配电板。它包括动力负载屏和照明负载屏。包括动力负载屏和照明负载屏。船舶电气设备与系统 2022/10/29课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图12-5 岸电主开关连接图岸电主开关连接图返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系4.汇流排汇流排交流汇流排按从上到下交流汇流排按从上到下(垂直排列垂直排列)，从左到右，从，从左到右，从前到后前到后(水平布置水平布置)的顺序依次为的顺序依次为A相、相、B相、相、C相相（或（或U相、相、V相、相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或紫色，中

32、线为浅蓝色黄色、褐色或紫色，中线为浅蓝色(若有接地线则接若有接地线则接地线为黄绿相间颜色地线为黄绿相间颜色)。直流汇流排按从上到下直流汇流排按从上到下(垂直排列垂直排列)，从左到右，从，从左到右，从前到后前到后(水平布置水平布置)的顺序依次为正极、中线、负极。的顺序依次为正极、中线、负极。其正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄其正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间色。色相间色。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、二、分配电板分配电板 分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设备

33、的组合装置。对额定电流不超过备的组合装置。对额定电流不超过16A的电气设备进的电气设备进行供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电行供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电板和照明分配电板两种。板和照明分配电板两种。区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗电大于电大于16A的电器设备进行供电的开关板。的电器设备进行供电的开关板。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三、三、应急配电板应急配电板 应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的工作状况，并向应应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组

34、的工作状况，并向应急用电设备供电。它与应急发电机组安装在同一舱室内，一般位于急用电设备供电。它与应急发电机组安装在同一舱室内，一般位于艇甲板上。应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其艇甲板上。应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其上面安装的仪器仪表与主配电板类似，只是应急发电机不需要并联上面安装的仪器仪表与主配电板类似，只是应急发电机不需要并联运行而无需逆功率继电器和同步表。运行而无需逆功率继电器和同步表。应急发电机组均有自动起动装置，当主电网断电并延时确认后，应应急发电机组均有自动起动装置，当主电网断电并延时确认后，应急发电机组一般在急发电机组一般在45s内可以自动起动成

35、功并向应急电网供电，而内可以自动起动成功并向应急电网供电，而主电源恢复供电后，应急发电机组便自动脱离并自动停车。主电源恢复供电后，应急发电机组便自动脱离并自动停车。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几个电源之间）。个电源之间）。图图12-6 12-6 船舶主电网与应急电网间单船舶主电网与应急电网间单 线原理简图线原理简图 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29

36、轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四、四、充放电板充放电板 船舶小应急照明，操纵仪器和无线电设备的电源均采用船舶小应急照明，操纵仪器和无线电设备的电源均采用蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进行充电、放电，蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进行充电、放电，实现向用电设备正常供电。常用充放电板的原理接线如实现向用电设备正常供电。常用充放电板的原理接线如图图12-7，主要有以下两部分组成：，主要有以下两部分组成：1.电源部分电源部分目前交流船舶大都采用可控整流装置把交流电变为直目前交流船舶大都采用可控整流装置把交流电变为直流电。流电。图图12-7中中HZ1为整流电源开关，为整流电源开关，HZ2为整流

37、后的为整流后的总电源开关，电源回路中设置有熔断器、电压表和电总电源开关，电源回路中设置有熔断器、电压表和电流表。流表。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2.充放电回路充放电回路在每一个充电回路应设有防止逆流的逆电流继电器或在每一个充电回路应设有防止逆流的逆电流继电器或二极管，由二极管，由图图12-7可见，当主应急电网都失电时，接可见，当主应急电网都失电时，接触器触器ZC1线圈失电，常闭触头闭合，直接向小应急用线圈失电，常闭触头闭合，直接向小应急用电设备供电，其余用电设备分别利用开关送电。电设备供电，其余用电设备分别利用开关送电。船舶电气设备与系统

38、 2022/10/29课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室图图12-7 用整流器充电的充放电板原理图用整流器充电的充放电板原理图返回课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系五、蓄电池五、蓄电池 船上使用的应急蓄电池有酸性（铅）蓄电池和碱性船上使用的应急蓄电池有酸性（铅）蓄电池和碱性（铁镍、铬镍）蓄电池两种。船上一般采用酸性蓄（铁镍、铬镍）蓄电池两种。船上一般采用酸性蓄电池为多，主要是因为其具有体积小，价格便宜，电池为多，主要是因为其具有体积小，价格便宜，维护方便等优点。维护方便等优点。蓄电池主要有如下用途：蓄电池主要有如下用途：作

39、为小应急电源（应急照明、航行灯）及内部通讯电源；作为小应急电源（应急照明、航行灯）及内部通讯电源；作为机舱巡回监视系统的备用控制电源；作为机舱巡回监视系统的备用控制电源；作为应急柴油发电机的起动电源；作为应急柴油发电机的起动电源；作为救生艇柴油机的起动电源；作为救生艇柴油机的起动电源；作为无线电收发报机的电源。作为无线电收发报机的电源。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系图图12-8 酸性蓄电池结构图酸性蓄电池结构图1-电极桩头；电极桩头；2-透气塞；透气塞；3-连接条；连接条；4-容器容器1酸性蓄电池的结构和工作原理酸性蓄电池的结构和工作原理酸性

40、蓄电池主要由容器、极板、隔板三部分构成，酸性蓄电池主要由容器、极板、隔板三部分构成，其外形结构如图其外形结构如图12-8所示。所示。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系酸性蓄电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反应来储存和释放电酸性蓄电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反应来储存和释放电能的装置。它的工作原理可用如下化学方程表示：能的装置。它的工作原理可用如下化学方程表示：（正极）（正极）（电解液）（电解液）（负极）（负极）（正极）（正极）（电解液）（负极）（电解液）（负极）通过化学方程式可以看出：蓄电池放电时会产生水，电解液比重降通过化学方程式可以看

41、出：蓄电池放电时会产生水，电解液比重降低；充电时生成硫酸，比重增加。根据这个原理，可以用比重计来低；充电时生成硫酸，比重增加。根据这个原理，可以用比重计来测量电解液的比重，蓄电池的电动势与电解液比重（相对密度）有测量电解液的比重，蓄电池的电动势与电解液比重（相对密度）有关，比重高，电动势也高，二者的关系可用经验公式表示如下：关，比重高，电动势也高，二者的关系可用经验公式表示如下：E E蓄电池的电动势，蓄电池的电动势，d电解液的比重。电解液的比重。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2蓄电池的充放电蓄电池的充放电 蓄电池的充电分为初充电和经常充电两种

42、。新的或长期库存的蓄蓄电池的充电分为初充电和经常充电两种。新的或长期库存的蓄电池，必须经过初充电后，才能投入使用。在使用过程中需经常电池，必须经过初充电后，才能投入使用。在使用过程中需经常充电充电。1）经常充电）经常充电酸性蓄电池：分两个阶段进行，第一阶段充电使蓄电池电压上升到酸性蓄电池：分两个阶段进行，第一阶段充电使蓄电池电压上升到每单元电池为，然后转入第二阶段充电，充电后调整电解液相对密每单元电池为，然后转入第二阶段充电，充电后调整电解液相对密度达到左右，再以第二阶段充电电流继续充电度达到左右，再以第二阶段充电电流继续充电1h，即告完毕。，即告完毕。碱性蓄电池：第一阶段用碱性蓄电池：第一阶

43、段用1/4容量的电流充电容量的电流充电67h，第二阶段用第，第二阶段用第一阶段充电电流的一半充电一阶段充电电流的一半充电23h然后再校正电解液，整个充电过然后再校正电解液，整个充电过程即告完毕。程即告完毕。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2）充电方法）充电方法 恒压充电法：恒压充电法：恒流充电法：恒流充电法：分段恒流充电法：分段恒流充电法：浮充法：浮充法：课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3）过充电）过充电蓄电池在使用过程中往往因长期充电不足，过放电或外部蓄电池在使用过程中往往因长期充电不足，过放

44、电或外部短路等原因使极板硫化，从而使充电电压和电解液相对密短路等原因使极板硫化，从而使充电电压和电解液相对密度都不容易上升。为了使蓄电池良好运行，对下列情况必度都不容易上升。为了使蓄电池良好运行，对下列情况必须进行过充电：须进行过充电：蓄电池放电到极限电压以下；蓄电池放电到极限电压以下；蓄电池放电后，停放蓄电池放电后，停放12昼夜没有及时充电；昼夜没有及时充电；蓄电池极板抽出过；蓄电池极板抽出过；以最大电流放电超过限度；以最大电流放电超过限度；电解液内混有杂质；电解液内混有杂质；个别电池极板疏化，充电时相对密度不易上升。个别电池极板疏化，充电时相对密度不易上升。课 件船舶电气设备与系统 202

45、2/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系酸性蓄电池的两种过充电方法：酸性蓄电池的两种过充电方法：充电终了，改用正常充电率的一半电流继续充电。在电压充电终了，改用正常充电率的一半电流继续充电。在电压和电解液相对密度均为最大值时，每隔半小时观察一次电压和和电解液相对密度均为最大值时，每隔半小时观察一次电压和测量相对密度。连续四次，如无变化，而极板冒气激烈，即停测量相对密度。连续四次，如无变化，而极板冒气激烈，即停止充电。止充电。充电结束后，停止充电充电结束后，停止充电1h，再改用正常充电率的一半电流，再改用正常充电率的一半电流充电，至冒汽泡后停止充电，至冒汽泡后停止1h，再充，如此重复，

46、再充，如此重复23次，直至电压次，直至电压及相对密度均无变化并冒泡剧烈为止。及相对密度均无变化并冒泡剧烈为止。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系4）蓄电池充、放电终了的判断）蓄电池充、放电终了的判断 （1）电解液的相对密度变化）电解液的相对密度变化（2）蓄电池电压的变化）蓄电池电压的变化课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（1）蓄电池维护的周期、内容与要求）蓄电池维护的周期、内容与要求 每十天要检查一次电压、电解液的相对密度及高度每十天要检查一次电压、电解液的相对密度及高度 。不经常使用的蓄电池，每月

47、至少要检查一次，并进行补不经常使用的蓄电池，每月至少要检查一次，并进行补 充电充电 。蓄电池表面，每三个月进行一次彻底清洁蓄电池表面，每三个月进行一次彻底清洁 。3蓄电池的日常维护、保养蓄电池的日常维护、保养 对于酸性蓄电池：对于酸性蓄电池：课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系每十五天要检查一次电压、电解液相对密度及高度每十五天要检查一次电压、电解液相对密度及高度 。每两个月检查一次蓄电池螺丝塞和透气橡皮套管每两个月检查一次蓄电池螺丝塞和透气橡皮套管 。每六个月要彻底清洁一次蓄电池的外表面。每六个月要彻底清洁一次蓄电池的外表面。对于碱性蓄电池：对于

48、碱性蓄电池：课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（2）蓄电池维护保养注意事项）蓄电池维护保养注意事项 注意保持蓄电池表面及整体清洁注意保持蓄电池表面及整体清洁。保持极柱、夹头和铁质提手等处的清洁保持极柱、夹头和铁质提手等处的清洁。平时注意盖好注液孔的上盖，以防止船舶航行时电解液溢出，或海水平时注意盖好注液孔的上盖，以防止船舶航行时电解液溢出，或海水 进入到蓄电池里，必须保持气孔畅通。进入到蓄电池里，必须保持气孔畅通。蓄电池放电终了，应及时按要求进行充电。蓄电池放电终了，应及时按要求进行充电。蓄电池室内严禁烟火。蓄电池室内严禁烟火。碱性蓄电池充电时，

49、不要取下气塞，以防进入大量碳酸碱性蓄电池充电时，不要取下气塞，以防进入大量碳酸 气，而使电解液失效。一般每年或使用过气，而使电解液失效。一般每年或使用过50100次充放次充放 电循环，应更换一次电解液，要注意保持排气胶管畅通，电循环，应更换一次电解液，要注意保持排气胶管畅通，定期打开气塞排气，防止气体聚集太多而造成蓄电池膨胀。定期打开气塞排气，防止气体聚集太多而造成蓄电池膨胀。课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系岸电箱与主配电板之间，应设有足够容量的固定电缆。岸电箱与主配电板之间，应设有足够容量的固定电缆。在主配电板上的岸电接线，应装有指示灯，以指

50、示外来在主配电板上的岸电接线，应装有指示灯，以指示外来电源的电缆是否已经带电。电源的电缆是否已经带电。六、岸电箱六、岸电箱 课 件船舶电气设备与系统 2022/10/29轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(1)检查岸电电力系统参数（电制、电压和频率）是否与本船电网参数一检查岸电电力系统参数（电制、电压和频率）是否与本船电网参数一致。若电制、频率相同，仅电压不同，可通过调压器将岸电电压变换成与致。若电制、频率相同，仅电压不同，可通过调压器将岸电电压变换成与本船电压相等后，再接至船上电网。本船电压相等后，再接至船上电网。(2)检查岸电相序与船上电网相序是否一致，如果相序不一致将会使船上检查岸电相