船舶电站课程设计

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1、目 录摘要1Abstract21.船舶电站系统的认识：31.1 船舶电站综合控制实验系统介绍31.2 船舶电站模拟系统教学设备简介42.船舶电站系统的操作42.1船舶电站模拟器的启动42.2船应急发电机自动启动52.3单台发电机手动启动52.4动力负载的加载52.5第二台机手动并车62.6侧推启动和停止72.7加软负载轴带发电机手/自启动82.8负载减小时的两台车的解列停机82.9岸电上船82.10利用岸电给蓄电池充电92.11侧推器停止及发电机解列停机93电站故障的排除104.船舶电气自动化的重要性105.心得体会11参考文献12摘要本次课程设计船舶电站综合控制实验系统模拟两台柴电机组的船舶

2、电站，并设有岸电接入、应急发电机组供电及阻感性负载。由两套发电机组、两套机组控制柜和一套实验屏组成。各控制屏上的显示仪表全部采用指针式仪表，并通过I2C与相应的CAN控制器相连，形成了全数字式船舶电站仿真系统。 “船舶电站模拟系统教学设备”核心技术是采用系统集成技术，现场总线网络技术，多媒体等计算机新技术。电气设备及其控制具有相应的仿真界面和动态实时控制仿真电路，能够进行故障设置并产生相应的实时故障，大大强化教学效果和实时训练功能。船舶电网正常情况下由主配电网供电，当一台电机输出不够需要并联其它电机，船舶同步发电机组的并车应满足一定的并车条件，同步发电机理想并车条件应为同步发电机与待并电网的电

3、压一致，同步发电机与待并发电网的频率一致，同步发电机与待并电网的相位一致，只有在这种情况下，待并机组与电网间不会产生冲击电流，这是理想并车。当主电网失电后经过一段时间，联络快关断开，应急发电机启动供电，应急照明分为大应急照明和小应急照明，大应急照明由应急发电机供电，小应急发电机由蓄电池供电，当船舶靠岸或者进入船坞修船时，需要用到陆地上的电源，即接用岸电，接通岸电时，一般将船上所有电机全部停机，待相序一致时，合上岸电开关，船上电网由岸电供电。关键词：主发电机 手动并车与解裂 应急发电机 岸电上船 蓄电池AbstractThe curriculum design of ship power sta

4、tion integrated control experimental system simulation two diesel-electric set in ship power station, and a shore power connection, emergency generator power and resistance of inductive load. By two sets of generating units, two sets of unit control cabinet and a set of experimental screen. The cont

5、rol panel display instrument using pointer type instrument, and through the I2C and the CAN controller, the formation of a full digital simulation system of ship power station. Marine power station simulation system of teaching equipment core technology is the use of system integration technology, f

6、ield bus network technology, multimedia computer technology. Electrical equipment and its control with the corresponding simulation interface and dynamic real-time control simulation circuit, capable of fault setting and generate a corresponding fault, greatly strengthening the teaching effect and r

7、eal-time training function.Ship power system normally consists of a main distribution network power supply, when a motor output is not need to be connected in parallel to other motors, ship synchronous generators and car should satisfy certain conditions and car, car condition and synchronous genera

8、tor ideal for synchronous generator and the standby voltage, synchronous generator and the concurrent power grid frequency synchronous generator and the power grid, and the same phase, only in this case, stay and unit and power grid will not generate impact current, it is ideal and car.When the main

9、 power loss of power over a period of time, contact close the disconnect, emergency generator power supply, emergency lighting is divided into big emergency lighting and emergency lighting, large emergency lighting powered by the emergency generator emergency generator powered by a storage battery,

10、a small, when the ship docked or into the dock ship repair, requiring the use of land supply, which connect with shore power, connect the shore power, the general will ship all motor shutdown sequence is consistent for all, and ashore, electric switch, boat from shore power grid.Key words: main gene

11、rator sets Automatic parallel and Cracking emergency generator battery units1.船舶电站系统的认识：1.1 船舶电站综合控制实验系统介绍模拟两台柴电机组的船舶电站，并设有岸电接入、应急发电机组供电及阻感性负载。由两套发电机组、两套机组控制柜和一套实验屏组成。机组配置：电源：3.7KW变频器， 原动机：2.2KW三相变频异步电动机 发电机：、负载配置：电阻负载1：600/0.38A/264.5W 电阻负载2：200/1.9A/1322.5W可调电阻负载：167367/1.38A0.63A/950W432W电抗负载：150

12、/1.5A/1058VR可调电抗负载：70400/3.3A0.6A/2267VR396.8VR保护设置：过电流保护（三段）、逆功率保护（三段）、欠压保护（2段）、超速保护（2段）、变频器故障、以及模拟柴油机故障保护。控制方式：电压无功：晶闸管自并励（带自动稳压与无功调差功能）频率有功：设固定频率、下降曲线、功率均分、固定功率四种控制方式。由可编程控制器内部PI运算实现。1.2 船舶电站模拟系统教学设备简介核心技术是采用系统集成技术，现场总线网络技术，多媒体等计算机新技术。电气设备及其控制具有相应的仿真界面和动态实时控制仿真电路，能够进行故障设置并产生相应的实时故障，大大强化教学效果和实时训练功

13、能。船舶电站模拟系统教学设备包括如下部分。二屏柴油主发电机控制屏；一屏轴带发电机控制屏；一屏并车和侧推及岸电控制屏；二屏440V电力负载屏；一屏应急发电机控制及应急负载电源操作屏；一只蓄电池充放电箱；一只岸电控制箱。2.船舶电站系统的操作2.1船舶电站模拟器的启动当起动电脑后，只要用鼠标点击或双击该程序图标也能进入仿真程序。显示图1界面。显示图1界面后，移动鼠标，会出现对话框，按对话框提示进行操作。（即用鼠标左击进入程序目录；右击时，会出现另一对话框来确认是否退出程序。）2.2船应急发电机自动启动进入模拟器系统后，打开应急发电机控制面板（图如下），然后点击按钮 ，应急发电机自动启动。2.3单台

14、发电机手动启动1将NO.1发电机控制屏手自动转换开关转到手动位置；2. 打开NO.1发电机控制屏（如下图），点击START启动发电机。3. 待发电机屏上的频率表和电压表稳定后，按下主开关合闸开关进行合闸供电。4检查电网频率与电压，应为60Hz、440V。2.4动力负载的加载1.将NO.1海水泵电源转换开关合上，点击NO.1海水泵软控制组合箱，将软控制组合箱上手自动转换开关转到手动，再按起停按钮观察电流变化。2合上NO.1空压机空气开关，观察电流表和功率表变化。3此时系统功率因数与无功功率、有功只决定于负载情况，不存在机组间功率问题。4检查特性曲线，观察转速、电流、功率、油门、励磁电流、电压、调

15、速特性和调压特性；5检查柴油机滑油压力、滑油温度、冷却水温度和燃油压力；2.5第二台机手动并车11#机组先运行，合闸并加上80%负载，并保持COS为0.8；检查汇流排的电压、频率是否为额定值（440V、60HZ）以及作出相应调节；2在2号发电机组的控制屏上起动发电机组。控制屏如图：3将2号发电机组电压频率调整至440V、60HZ左右。4把并车屏上并车选择开关扳至待并发电机上，同时观察同步表指示器S的转向；5调节待并发电机的频率，使同步表按顺时针转且以35秒转一圈时，当转到11点钟时按下待并机合闸按钮，机组合闸并列运行。6并车成功后，把并车屏上并车选择开关扳至OFF位置；7调节2号发电机组（待并

16、机组）调速开关使其往增速方向转动，同时1号发电机组调速开关往减速方向转动，这样将1号发电机组一部分功率转移到2号发电机组（这种调节方法只转移功率而频率能保持不变），最后使两机组功率按额定容量比例分配（各机组所分配的功率比例=该机组额定功率/并联机组额定功率总和）。2.6侧推启动和停止如果电网可用功率满足侧推器启动条件（一般必须3台发电机并网运行），可以按侧推器启动按钮，但是若不满足，则按下侧推器启动按钮时，侧推器运行灯闪，而不能启动。侧推器没有运行时，侧推器运行指示灯灭，侧推器停止指示灯亮，反之运行指示灯亮停止指示灯灭。侧推器启动后如下图：2.7加软负载轴带发电机手/自启动1. 将轴带发电机控

17、制屏手自动转换开关转到手动位置；2. 将转速调至90以上。3. 点击按钮，进入软负载控制界面。4.调节软负载到80%左右。然后按下轴带发电机准备按钮，当启动条件满足时其灯亮，再按轴带发电机启动按钮，待频率、电压达到正常值后，按其它发电机并联操作进行并网。并网方法如同2号发电机。2.8负载减小时的两台车的解列停机负载减小时，如果要解列1号发电机组，则将1号发电机组调速开关使其往减速方向转动，同时将2号发电机组调速开关使其往增速方向转动，这样将1号发电机组大部分功率转移到2号发电机组，当1号发电机组功率减小到10%的额定功率时，就可以将1号发电机组分闸。分闸后，调节1号发电机组调速开关，分段减小频

18、率并空转一段时间，最后将其停机。2.9岸电上船1将应急发电机放在手动，将所有发电机都处于手动，应急电网和主电网都断电；2合上岸电箱中的空气开关，岸电箱上电源指示灯亮；3. 观察相序正确指示灯是否亮，如果相序错误指示灯亮，则必须变换接线直至相序正确指示灯亮；4到配电板观察岸电合闸有效指示灯是否亮；5如果岸电合闸有效指示灯亮，则合上岸电空气开关供电。2.10利用岸电给蓄电池充电1.应急蓄电池充电；2.检查电网已接入并供电；3.合上应急蓄电池充电器充电电源开关，充电电源指示灯亮；4.将NO.1放在充电/NO.2放在供电位置，供电指示灯亮；5.将电压表切换开关转到1或2位置，检查充电器输出直流电压或N

19、O.1蓄电瓶充电电压，电压表显示电压读数；6.调节整流器输出直流电压调节旋钮，电压表显示电压读数会变化；7.将电压表切换开关转到2位置，检查NO.2蓄电瓶充电电流，电流表显示电流读数（指针在“0的右边”）；8.蓄电池放电；9.将电压表切换开关转到1或3位置，检查充电器输出直流电压或NO.2蓄电瓶充放电压，电压表显示电压24左右；10.将电流表切换开关转到3位置，检查NO.3蓄电瓶放电电流，电流表显示电流读数（指针在“0”的左边）； 2.11侧推器停止及发电机解列停机1.按下BOW THRU.OFF停止侧推器。2.然后按下轴带发电机的M.S.OFF，将轴带发电机从并联发电机中分离，打开轴带发电机

20、控制面板，点击STOP按钮，使轴带发电机停止运行。3.调整NO.1和NO.2发电机的调整开关，将NO.2发电机的功率调整到500以下，按下NO.2发电机的M.S.OFF，将NO.2发电机从并联发电机中分离，打开NO.2发电机控制面板，点击STOP按钮，使NO.2发电机停止运行。4. 按下NO.1发电机的M.S.OFF，打开NO.1发电机控制面板，点击STOP按钮，使NO.2发电机停止运行,至此解列完成。3电站故障的排除 1、当应急发电机运行，但是不能给电网供电时，检查主配电板与应急配电板联络指示灯是否亮，如果不亮按下联络开关。2当侧推器由于功率不足跳闸时，若要再次启动，应先按下侧推器停止按钮，

21、再按侧推器启动按钮。3、在发电机解列的过程中，发生报警说明没有把功率降下来，或者是把功率分配给其他发电机。4.船舶电气自动化的重要性进入21世纪之后，因为计算机与通信技术日益成熟，所有技术都开始进入自动化的时代。展望21世纪，船舶自动化技术将不断向全船综合自动化层次发展。船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。该系统通常由两个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室，另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶种类和自动化程度而定，如主机遥控、机舱监测报警、电

22、站管理、泵阀控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测和操纵等目的。同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船、船与船之间对话，进行各种信息交流、咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。目前德国西门子公司、挪威挪康公司、丹麦约克船舶公司等国际著名的船电产品制造商已有较成熟的技术和相应的配套产品，并己实际应

23、用于各类船舶。最新的船舶自动化设备技术的发展趋势是将程序控制分为小型的智能单位，就地操纵。如西门子公司的SIMOS IMAC 55就是这样分片操作、具有开放式的有监测报警和故障诊断控制的系统，它控制和监测无人机舱管理中所有重要的方面，如监测和报警、动力管理、燃油系统、压舱系统等的泵和阀的控制，燃油消耗记录，舱内液面监测和油、水量计算，货物控制和监测，安全功能及保养功能。SIMOS IMAC 55有整列的接口，可使资料与其它电脑或控制系统交换。卫星通信系统通过卫星联网，具有多路终端的能力，可改进船舶管理。21世纪将会有越来越多的新建船舶配套船舶综合自动化系统，用计算机进行全船智能管理，其运行可靠

24、，能预先检测故障，确定预防保养和维修，保证安全、经济地操作。5.心得体会过去的两周我们进行了船舶电站的课程设计，通过这两周时间的学习，我们基本上了解了船舶电站的认识、操作、维修等内容，对于船舶电站的知识有了更进一步的了解。通过这次课程设计，让我知道了我们在课本上学的只是皮毛而已，在船舶电站实验室两周时间，我们懂得比在书的学到的知识多的多，明白了我们以后该做什么事情，我们即将走到工作的岗位，在课程设计中，我们也明白了动手的重要性，也认识到了我们在学习课本知识时我们要怎么学习。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理

25、论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在陈英老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。在此，再次感谢老师的细心指导和同学的帮助，还有学校给予我们的这次机会让我们得到了充分的锻炼。参考文献1.船舶辅机电气控制系统 ，赵殿礼，大连海事大学出版社2.船舶电气设备及系统 ，史际昌，大连海事大学出版社3.船舶电站及自动化 张平慧编，大连海事大学出版社4.船舶电站及其自动装置（第二版），黄伦坤等 编，人民交通出版社5.山东交通学院船舶电站系统仿真说明书