11第十一章电站.ppt

第十一章 船舶电站,§11-1.船舶电力系统概述 §11-2.电站容量与发电机组数量 §11-3.主机轴带发电机装置 §11-4.船舶配电板 §11-5.万能式空气断路器 §11-6.发电机的保护 §11-7.发电机的并联运行条件与分析 §11-8.手动并车整步原理与方法 §11-9.自动准同步并车原理§11-10.船舶应急发电机组 §11-11.船舶蓄电池装置 §11-12.船舶接用岸电装置,学习第十一章应该注意的点,第十一章学习应注意的几个问题： 1.船舶电力系统如何组成？有什么特点？ 2.船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？轴带发电机装置有什么特点和类型？ 3.船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？ 4.万能式空气断路器组成原理是什么？对发电机采取什么保护？保护原则是什么？ 5.船舶同步发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？ 6.手动与自动并车的方法与整步原理如何？ 7.船舶应急电源有哪几种？应急发电机组起动控制系统应具有什么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？ 8.接岸电应满足什么条件？检测保护装置应具有什么功能？ 本章要点多、分布广，是重点章。

—— 侧重：组成、原理、原则、规定、方法和特点§11-1.船舶电力系统概述,本节主要内容有两个部分 1.电力系统组成特点： 主要掌握组成、作用和特点 2.电力系统基本参数： —— 三个基本参数 电制、额定电压、额定频率,电源：发电机组和蓄电池发电机组（柴油机，基本电源），蓄电池作为小应急电源配电装置：由开关、母线、保护电器、自动化装置、测量装置等组成作用为分配、保护监测控制船舶电力网：电缆、电线总称 分类：动力、照明、应急、低压和弱电等5种电网一、系统的组成及特点,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的负载：船舶电力系统的负载就是用电设备，可分为4类 1.电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等； 2.照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）； 3.通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等（重要设备）； 4.其他设备：生活用电设备船舶电力系统的负载和特点,船舶电力系统的特点：—— 主要3个 1.独立系统，相对容量较小，易受影响； 2.输电距离短，短路破坏大； 3.船舶环境恶劣。

基本参数有3个： —— 1.电流种类；2.电压；3.频率 电流种类：—— 电制，指交流或是直流 额定电压：—— 电压等级，电力、照明等 我国：电力：400/380V；照明：230/220V [注意]：电源与负载不同 额定频率：即，工业用电额定频率，简称工频 —— 我国为：50Hz[第一节要点]：电力系统组成（定义）；特点；基本参数（三个）二、系统基本参数,§11-2.电站容量与发电机组数量,本节主要内容有两个部分 1.电站容量与发电机组数量确定原则： 注意：电站容量确定原则的原因确定机组数量时考虑的因素 2.电站容量计算： 主要知道电站容量确定时考虑的因素，同时了解方法和手段总原则：—— 满足需求，确保安全，注意经济 注意：电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！因为，所有设备并不是同时使用，同时使用的设备也不一定会同时达到额定容量 航行工况：航行、进出港、装卸货、停泊、应急用电量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称“机动工况” 基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确定电站总容量。

—— 具体为：单机容量和机组数由电站总容量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定 机组数确定注意：1.单机容量以80%计；2.考虑备用至少两台；3.应与主机寿命相当；4.维护管理方便（不能太多、一般最多4台）—— 因此，一般为：2～4台一、确定电站容量和选择发电机组数量的基本原则,一、电站容量的计算,说明：∵设备并不一定同时使用，且不一定同时达到额定容量∴须求“用电最大工况”时设备“真实用电需求量”具体方法是计算出用电设备容量，再乘于相应的“系数”，即为设备“真实用电需求量” —— 这些系数包括“利用系数” 、“机械负荷系数”、“电动机负荷系数”和“同时系数”—— 这些系数通常是经验值 利用系数：实际需要功率与配置功率之差；机械负荷系数：实际轴功率与最大轴功率之差；电动机负荷系数：考虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作 实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法”等注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负荷，偶然短时为III类负荷III类负荷不考虑[第二节要点]：容量、机组数选择原则；计算方法2种§11-3.主机轴带发电机装置,本节主要内容有四部分 1.轴带发电机的特点 2.主要类型 3.变距桨轴带发电机 4.定距桨轴带发电机 轴带发电机可节能、提高经济效率——节能：利用主机的功率储备；经济效率：减少燃油成本。

一、主机轴带发电机的特点,特点：优点： 1.经济高效；2.改善环境；3.减小维修 缺点：1.只能定速航行时工作；2.控制较复杂；3.初投资大组成：主机直接（或通过变速机构）带动轴带发电机SC发电可充分利用主机的“储备余量”（一般主机额定功率+余量=主机可长期运行功率）二、船舶轴带发电机主要类型,主要类型 ： 1.直流轴带机；2.交流轴带机说明： 1.虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对较小但由于直流电机维护工作量大，目前在船上的应用非常有限因此，直流轴带发电机较少用若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦 2.交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的影响，其控制较复杂—— 有定、变距浆2种变距桨系统特点：转速不变，改变螺距可改变螺旋桨推力大小和方向 控制： —— 需要两方面的控制 1.主机油门控制； 2.螺旋桨螺距控制 而且要求螺距与油门的控制相互配合（才能使转速恒定） 存在的问题 ： 1.风浪对转速的波动有影响； 2.需要解决主机低速问题（传动机构）三、变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机,系统特点： 主机转速和转向是可变的。

—— 只有在船舶定速航行时才是不变的因此，要求船舶定速航行时才能让轴带发电机并网投入工作 同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此，必须采取措施稳定转速，从而稳定频率总体措施： —— 具体措施下面分别讨论 1.转速补偿； 2.频率补偿四、定螺距桨的主机轴带发电机,方法：1.变流机组稳定供电频率；2.行星齿轮传动系统；3.轴带异步发电机；4.电磁滑差离合器恒速系统变流机组：控制可控硅导通角稳定电压，可稳定发电机转速 行星齿轮：液压系统提供附加传动，稳定发电机转速 异步发电机：与变流机组相似，也是稳定电动机和发电机转速 滑差离合器：励磁电流大小可控制转矩，从而稳定转速转速补偿,[第三节要点]：特点；类型（直、交流）；变距桨系统（特点）；定距桨系统（恒频方法）方法：采用整流 — 逆变装置作为中间环节的系统 非恒定频率交流电经整流后，供给晶闸管三相逆变器变换为恒定频率三相交流电，三相逆变器提供有功功率，而无功功率由同步补偿机来提供 同步补偿机励磁电流根据负载变化进行控制，具有自动电压调整器功能可专设同步补偿机通常采用辅助发电机替代，通过柴油机拖入同步后，用离合器脱开。

频率补偿,§11-4.船舶配电板,本节主要内容主要是： 1.配电板的种类； 2.各种配电板的作用、特点 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—— 按用途分为：主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板和岸电箱—— 6种正常运行时接通和断开电路（手动或自动）；电力系统发生故障或不正常运行状态时，保护装置动作，切断故障元件或发生报警信号；测量和显示运行中的各种电气参数（如电压、电流、功率、频率、功率因数、绝缘电阻等）；进行某些电气参数或有关的其他参数的调整（如电压、频率即转速的调整）；对电路状态、开关状态以及偏离正常工作状态进行信号指示等船舶配电装置的主要功能：,船舶配电装置均由钢板（2mm厚）做成箱体式结构各种开关设备、控制器、电气测量仪表、信号指示器及保护电器等均安装在其上面板面还装有扶手，使工作人员操作时不致触及带电部分仪表、指示灯与转换开关等小型电器常安装在面板上，操作手柄伸出板面，面板做成固定形式并安装在便于操作的位置配电装置内电器安装的位置也应考虑到便于调整、检修和拆换，配电装置的骨架和箱体应有足够的强度，在振动和冲击情况下，不应发生有害的变形。

一、主配电板,组成：主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成 1.发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置； 2.并车屏：发电机进行并车、整步操作用有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置 3.负载屏：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、绝缘指示灯、兆欧表、岸电开关等 4.母线：注意排列顺序和颜色顺序：上中下、左中右、前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；直流：红蓝、中线：绿黄相间交流）发电机控制屏上配备的电器仪表主要有：①电流表（A）及转换开关：可分别测量发电机（每台发电机一个）任意一相的负载的线电流，其通过转换开关进行操作；②电压表（V）及转换开关：可分别测量发电机和汇流排任意二线间的电压（每台发电机一个），其通过转换开关进行操作；③频率表（Hz）：测量发电机的频率；④功率表（KW）：测量发电机的三相总有功功率；⑤功率因数表（cosΦ）：测量发电机的功率因数；⑥励磁电流表：可分别测量各发电机励磁电流；有的船舶还装有无功功率表根据船舶的不同，功率因数表、励磁电流表、无功功率表有的装其中一种或一种也不装。

⑦原动机调速开关：用以调节发电机的频率和并联运行时进行有功负荷转移开关有“升速”和“降速”两个方向，并能自动复位到中间位置它实际上是控制调速伺服电动机的正反转开关；⑧框架式自动空气开关：主要用于接通与断开发电机主电路，对发电机过载、短路、失欠压进行保护一、主配电板,组成：主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成 1.发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置； 2.并车屏：发电机进行并车、整步操作用有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置并车屏：发电机进行并车、整步操作用有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置其面板上设有：①整（同）步表及转换开关（整步指示灯）：通过转换开关指示任一台发电机与电网电压之间的频率差及相位差；②两个频率表：用于指示电网及待并发电机的频率，有的船舶采用一个组合式整步表；③两个电压表：用于指示电网及待并发电机电压，有的船舶采用一个电压表，通过转换开关切换测量 有些船上不专门设并车屏，而是将并车操作、指示装置安装在某一发电机控制屏上一、主配电板,组成：主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成。

1.发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置； 2.并车屏：发电机进行并车、整步操作用有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置 3.负载屏：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、绝缘指示灯、兆欧表、岸电开关等。