船舶电站船舶电力系统与配电装置PPT课件

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1、本节主要内容有六个部分本节主要内容有六个部分 1.1.电力系统组成及特点；电力系统组成及特点； 2.2.电力系统基本参数；电力系统基本参数； 3.3.电站容量与发电机组数量的确定电站容量与发电机组数量的确定 4.4.船舶电网船舶电网 5 5. .船舶电网绝缘监测船舶电网绝缘监测 6.6.船用电缆船用电缆 第1页/共65页第2页/共65页：接受和分配电能的装置接受和分配电能的装置 由开关、母线、保护电器、自动化装置、测量装置等由开关、母线、保护电器、自动化装置、测量装置等发电机组和蓄电池。发电机组（柴油机，主电发电机组和蓄电池。发电机组（柴油机，主电源），蓄电池作为小应急电源。源），蓄电池作为小

2、应急电源。组成。作用为组成。作用为分配、保护、监测、控制分配、保护、监测、控制。配电装置分为：主配电板、应急配电板、分配电板、配电装置分为：主配电板、应急配电板、分配电板、充放电板等充放电板等由电源、配电装置、电力网和负载组成。由电源、配电装置、电力网和负载组成。第3页/共65页 1.1.独立系统，相对容量较小，易受影响；独立系统，相对容量较小，易受影响； 2.2.输电距离短，短路破坏大；输电距离短，短路破坏大； 3.3.船舶环境恶劣。船舶环境恶劣。电缆、电线总称。分为：动力、照明、电缆、电线总称。分为：动力、照明、应急、低压和弱电等应急、低压和弱电等5 5种电网。将电源的电能送到负荷种电网。

3、将电源的电能送到负荷端的媒介。端的媒介。第4页/共65页 额定频率：额定频率：一般沿用陆地的频率标准，我国为：一般沿用陆地的频率标准，我国为：50Hz50Hz，一些国家如日本、美国等采用，一些国家如日本、美国等采用60Hz60Hz。基本参数有基本参数有3个：个： 1.电流种类；电流种类；2.电压；电压；3.频率。频率。电流种类：电流种类： 电制，指交流或是直流。电制，指交流或是直流。额定电压：额定电压： 电压等级，电力、照明等。电压等级，电力、照明等。 我国：电力：我国：电力：400/380V；照明：；照明：230/220V。 注意注意：电源比负载高约：电源比负载高约5 。第5页/共65页 即

4、用电设备，可分为即用电设备，可分为4 4类。类。 1.1.电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等；电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等； 2.2.照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）；照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）； 3.3.通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等；通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等； 4.4.其他设备：生活用电设备。其他设备：生活用电设备。第6页/共65页船舶工况：船舶工况：航行、进出港、装卸货、停泊、应急。航行、进出港、装卸货、停泊、应急。其中：用电量最大工况是进出港（过狭水道）工况，其中：用电量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称或称“机动工况机

5、动工况”。基本原则：基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确定电站总容量。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；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。电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。第7页/共65页总原则：总原则： 满足需求，确保安全，注意经济。满足需求，确保安全，注意经济。注意：注意：电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！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

6、定容量。不一定会同时达到额定容量。第8页/共65页 因此，一般为：因此，一般为：2 24 4台。台。机组数确定注意：机组数确定注意：1.单机容量以单机容量以80%计；计；2.考虑备用至少两台；考虑备用至少两台；3.应与主机寿命相当；应与主机寿命相当；4.维护管理方便（不能太多、一般最多维护管理方便（不能太多、一般最多4台）。台）。第9页/共65页 说明：说明：设备并不一定同时使用，且不一定同时设备并不一定同时使用，且不一定同时达到额定容量。达到额定容量。须求须求“用电最大工况用电最大工况”时设备的时设备的“真实用电需真实用电需求量求量”。具体方法是：计算出用电设备容量，再乘于相应具体方法是：计

7、算出用电设备容量，再乘于相应的的“系数系数”，即为设备，即为设备“真实用电需求量真实用电需求量” 。 这些系数包括这些系数包括“利用系数利用系数” 、“机械负荷系数机械负荷系数”、“电动机负荷系数电动机负荷系数”和和“同时系数同时系数”。 这些系数通常这些系数通常是经验值。是经验值。第10页/共65页三类负荷：三类负荷：连续负荷为连续负荷为I类负荷；类负荷；短时、重复短时为短时、重复短时为II类负荷；类负荷；偶然短时为偶然短时为III类负荷。类负荷。III类负荷不考虑。类负荷不考虑。电动机利用系数：电动机利用系数：机械设备的额定功率与电动机额定功机械设备的额定功率与电动机额定功 率之比；率之比

8、；机械负荷系数：机械负荷系数：实际使用功率与机械额定功率之比；实际使用功率与机械额定功率之比；电动机负荷系数：电动机负荷系数：实际使用功率与电动机额定功率之比实际使用功率与电动机额定功率之比；同时系数：同时系数：考虑不同时工作。考虑不同时工作。实际确定用方法有实际确定用方法有 “三类负荷法三类负荷法”，“需要系数法需要系数法”等。等。第11页/共65页四、四、船舶电网船舶电网 三相绝缘系统三相绝缘系统中性点接地的三相四线系统中性点接地的三相四线系统中性点接地的三线系统中性点接地的三线系统 三相绝缘系统三相绝缘系统( (中性点不接地三相三线中性点不接地三相三线) )：照明与动力电网互照明与动力电

9、网互不干扰，单相接地不影响三相对称关系。绝缘性能相对较好不干扰，单相接地不影响三相对称关系。绝缘性能相对较好，安全可靠。变压器：隔离，（有磁无电），安全可靠。变压器：隔离，（有磁无电） 中点接地三相四线系统：中点接地三相四线系统：无照明无照明变压器变压器，单相接地单相接地即短即短路，安全性差。引出一根零线。路，安全性差。引出一根零线。 中点接地的三线系统：中点接地的三线系统：节省电缆，因船体流过大电流，节省电缆，因船体流过大电流，易触电、短路，一般船舶不采用。易触电、短路，一般船舶不采用。一）分类：一）分类：船舶电网线制一般分为船舶电网线制一般分为3 3种：种：1.1.三相绝缘系统；三相绝缘系

10、统；2.2.中性点接地三相四线系统；中性点接地三相四线系统；3.3.中性点接地三线系统。中性点接地三线系统。第12页/共65页主要根据供电电源分类：主要根据供电电源分类： 1.1.主电网主电网（包括动力和正常照明网络）；（包括动力和正常照明网络）； 动力电网：供电给电动机负载的电网，但一般动力电网：供电给电动机负载的电网，但一般600W600W以上的电热以上的电热装置及大于装置及大于1KW1KW的探照灯也是由动力网络供电。的探照灯也是由动力网络供电。 照明网络：由主配电板供电给照明变压器照明网络：由主配电板供电给照明变压器经降压后再返回到经降压后再返回到主配电板中照明屏，通过照明屏上配电开关配

11、电给各照明配电箱，最后由照主配电板中照明屏，通过照明屏上配电开关配电给各照明配电箱，最后由照明分配电箱配电给各路照明灯具。明分配电箱配电给各路照明灯具。 2.2.应急电网应急电网（经应急配电板供电的网络，主（经应急配电板供电的网络，主电网正常时是其一部分）；电网正常时是其一部分）； 3.3.小应急电网小应急电网（蓄电池对临时应急照明供电（蓄电池对临时应急照明供电网络）；网络）； 4.4.弱电电网弱电电网（助航通信、信号报警网络，弱（助航通信、信号报警网络，弱 容量小、电流小、电压不一定小）。容量小、电流小、电压不一定小）。（二）、（二）、船舶电网的分类船舶电网的分类第13页/共65页（三）、（

12、三）、船舶电网的结线方式船舶电网的结线方式 结线方式：结线方式： 定义：定义：船舶电源、配电板与船舶电源、配电板与负载之间电缆的联结方式称为船负载之间电缆的联结方式称为船舶电网的结线方式。舶电网的结线方式。 一般分类两种：一般分类两种：枝状（馈线枝状（馈线）结线和环状）结线和环状( (干线干线) )结线。枝状结线。枝状结线结线总长度总长度长长，但可靠性较差，但可靠性较差，主要用于商船；环状主要用于商船；环状结线结线可靠性可靠性高高( (两边可以供电两边可以供电) )、线路损失较、线路损失较小，但维护保养复杂，主要用于小，但维护保养复杂，主要用于客船、军舰。图客船、军舰。图13-1-113-1-

13、1 a a）为枝状，）为枝状，b b）为环状。）为环状。枝状枝状环状环状第14页/共65页 重要负载的供电方式重要负载的供电方式 原因：采用枝状结线的船舶电原因：采用枝状结线的船舶电网相对环状结线可靠性较差，因此网相对环状结线可靠性较差，因此必须对重要负载采取其它措施保证必须对重要负载采取其它措施保证其可靠性。其可靠性。 重要负载：直接与船舶航行、货物保存、船舶和人身安重要负载：直接与船舶航行、货物保存、船舶和人身安全有关的电气设备。全有关的电气设备。 重要负载的供电方式重要负载的供电方式 1.1.由主配电板直接供电，而不经过分配电板；由主配电板直接供电，而不经过分配电板； 2.2.由两路馈电

14、线供电，特别重要负载采取两条互相独立由两路馈电线供电，特别重要负载采取两条互相独立的馈电线供电（其中一路经应急配电板）；的馈电线供电（其中一路经应急配电板）； 3.3.采用自动卸载装置（过载时卸掉次要、保证重要负采用自动卸载装置（过载时卸掉次要、保证重要负载）；载）； 4.4.采用分段汇流排提高供电可靠性。采用分段汇流排提高供电可靠性。第15页/共65页 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 主电网与应急电网的连接方式：通过联络开关主电网与应急电网的连接方式：通过联络开关（自动开关）相连，正常时为主电网的一部分；主（自动开关）相连，正常时为主电网的一部分；主电网失电时联络开关断

15、开，成为一独立的电网。电网失电时联络开关断开，成为一独立的电网。第16页/共65页（四）（四）.船舶电网的保护船舶电网的保护1 1、船舶电网的过载保护船舶电网的过载保护船舶电网一般不单独设置过载保护装置：船舶电网一般不单独设置过载保护装置： 供电网络：由发电机的过载保护兼管；供电网络：由发电机的过载保护兼管； 主配电板与负载之间的电缆：由主配电板与负载之间的电缆：由装在装在出线端的出线端的用电设用电设备备过载保护装置兼管过载保护装置兼管； 主配电板与分配电板主配电板与分配电板之间的电缆：一般不会出现过载之间的电缆：一般不会出现过载，可由装置式自动空气开关作过载保护。，可由装置式自动空气开关作过

16、载保护。 注意：注意： 1 1）. . 不单独设置过载保护不单独设置过载保护 并非并非“不过载不过载”，而是，而是由设备的过载保护装置由设备的过载保护装置“ 兼管兼管” ； 2 2）. .舵机供电线路：不论舵机本身还是线路舵机供电线路：不论舵机本身还是线路均均不设不设置过载保护装置置过载保护装置 。第17页/共65页 保护原则：保护原则：应应具有具有选择性选择性，把故障局限在最小范围。把故障局限在最小范围。（P146P146） 动作值整定原则：动作值整定原则： 时间时间原则原则 和和 电流电流原则原则。 按时间原则：各级开关或保护装置的动作时间整定值按时间原则：各级开关或保护装置的动作时间整定

17、值 朝发电机方向逐级增大；朝发电机方向逐级增大；t1t2t3t1t2t3 . .按电流原则：动作电流的整定值也是朝发电机方向逐按电流原则：动作电流的整定值也是朝发电机方向逐渐递增。渐递增。I1I2I3I1I2I3 保护装置：保护装置：1.1.万能式自动断路器（发电机主开关）万能式自动断路器（发电机主开关） 2.2.装置式自动断路器（配电板或应急配电板用）装置式自动断路器（配电板或应急配电板用） 3.3.熔断器（末级保护）。熔断器（末级保护）。 实际做法及要求：实际做法及要求： 1.1.发电机至万能式自动开关短路可能性小，可不设；发电机至万能式自动开关短路可能性小，可不设； 2.2.主配电板至用

18、电设备部分与用电设备共用一套；主配电板至用电设备部分与用电设备共用一套； 3.3.主配电板至分配电板可采用装置式断路器或熔断器；主配电板至分配电板可采用装置式断路器或熔断器； 要求：为确保要求：为确保“选择性选择性”，主汇流排至电动机的保护级数不超，主汇流排至电动机的保护级数不超过过4 4级，至照明负载保护级数不超过级，至照明负载保护级数不超过5 5级级 。 2 2、船舶电网的短路保护船舶电网的短路保护第18页/共65页五、五、船舶电网绝缘检测船舶电网绝缘检测 2 2、绝缘监测：地气灯难、绝缘监测：地气灯难以获得具体的绝缘电阻，通常以获得具体的绝缘电阻，通常采用兆欧表（带电测量式或安采用兆欧表

19、（带电测量式或安装式兆欧表）装式兆欧表） 电网绝缘电网绝缘电阻不应低于电阻不应低于2M2M。 动力和照明负载屏各一个。动力和照明负载屏各一个。 1 1、接地灯：存在潜在性危害，要、接地灯：存在潜在性危害，要求进行检测并及时予于排除。求进行检测并及时予于排除。 方法：常用绝缘指示（地气）灯方法：常用绝缘指示（地气）灯 灯暗灯暗该相绝缘不好；该相绝缘不好； 灯灭灯灭该相接地。该相接地。3 3、绝缘监测报警装置、绝缘监测报警装置p148p1484 4、船舶电网接地故障的查找、船舶电网接地故障的查找第19页/共65页v3、绝缘监测报警装置、绝缘监测报警装置p148v 由电子电路组成的监测报警系统，可以

20、连续监测船舶电网由电子电路组成的监测报警系统，可以连续监测船舶电网对地的绝缘状况，多与配电板式兆欧表合为一体，对地的绝缘状况，多与配电板式兆欧表合为一体，除显示除显示电电网的绝缘电阻值外，当网的绝缘电阻值外，当绝缘电阻低于设定值绝缘电阻低于设定值时，即在配电板时，即在配电板上发出声、光报警，并送至机舱集中报警系统。上发出声、光报警，并送至机舱集中报警系统。v注意：测试时，按下接地灯，因为灯泡接在了电网注意：测试时，按下接地灯，因为灯泡接在了电网与地之间，所以配电板式兆欧表显示值与地之间，所以配电板式兆欧表显示值将会很低将会很低，为防止误报警，要把兆欧表和监测报警装置的电源为防止误报警，要把兆欧

21、表和监测报警装置的电源自动切断。自动切断。第20页/共65页v4、船舶电网接地故障的查找、船舶电网接地故障的查找P148v以照明网络接地故障的查找以照明网络接地故障的查找v1）首先打开配电板式兆欧表测量照明网络，兆欧表指示此时为）首先打开配电板式兆欧表测量照明网络，兆欧表指示此时为0。v2）在主配电板前，逐个拉掉照明配电开关，查看兆欧表指示是否恢复）在主配电板前，逐个拉掉照明配电开关，查看兆欧表指示是否恢复正常值，若仍为正常值，若仍为0，说明接地点不在这一配电区域，故应合上这一配电，说明接地点不在这一配电区域，故应合上这一配电开关。但要注意有些电源开关不能随意断电。开关。但要注意有些电源开关不

22、能随意断电。v3）拉区域开关的次序为：船员居住区）拉区域开关的次序为：船员居住区甲板照明区甲板照明区机舱照明机舱照明区区驾驶室驾驶室通信、导航设施。通信、导航设施。v4）找到发生接地故障分配电开关后，切断该路供电，在该开关处挂检）找到发生接地故障分配电开关后，切断该路供电，在该开关处挂检修牌，并关上兆欧表开关。修牌，并关上兆欧表开关。v5）在分配电箱前，首先应将配电箱内保险丝全部拆下或将支路配电小）在分配电箱前，首先应将配电箱内保险丝全部拆下或将支路配电小开关全拉下，开关全拉下， 这样各个支路间互相隔离，然后运用便携式兆欧表查找二这样各个支路间互相隔离，然后运用便携式兆欧表查找二次配电网络，逐

23、个测量分支电路对地绝缘状况。次配电网络，逐个测量分支电路对地绝缘状况。v6）找到接地的分支电路后，除这一路分配电）找到接地的分支电路后，除这一路分配电 开关或保险丝外，合上其开关或保险丝外，合上其余配电小开关或装上其余保险丝，在主配电板前合上这一路配电开关向余配电小开关或装上其余保险丝，在主配电板前合上这一路配电开关向其供电。其供电。v7）在查找具体接地点时，应从中间接线盒断开，来测量判断是哪一小）在查找具体接地点时，应从中间接线盒断开，来测量判断是哪一小区域接地。区域接地。v8）由于小区域中只有有限的几个供电点，一般不超过）由于小区域中只有有限的几个供电点，一般不超过5个点，应逐个检个点，应

24、逐个检查每个供电点。查每个供电点。第21页/共65页六、六、船舶电缆船舶电缆 组成：组成：导电芯线、电气绝缘层、导电芯线、电气绝缘层、防护套。防护套。 导电芯线：导电芯线：由七根及以上由七根及以上0.26mm0.26mm2.47mm2.47mm软铜丝绞合而成软铜丝绞合而成0.8mm0.8mm2 2400mm400mm2 2等不同规格。船用电等不同规格。船用电缆有：缆有：单芯、双芯、三芯、多芯单芯、双芯、三芯、多芯等几种等几种 。 电气绝缘层：电气绝缘层：保证芯线之间、及与外界之间的绝缘。保证芯线之间、及与外界之间的绝缘。 图图中中2 24 4。 防护套：防护套：图中的图中的5 5，作用是保护电

25、缆不受油水、盐雾、化，作用是保护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机械损伤学腐蚀和机械损伤 ，有的还具有阻燃性能。，有的还具有阻燃性能。 铠装：铠装：图中的图中的6 6，具有机械防护作用和电气屏蔽作用。船，具有机械防护作用和电气屏蔽作用。船用电缆的铠装主要有：镀锡铜丝编织、镀锌钢丝编织、尼龙用电缆的铠装主要有：镀锡铜丝编织、镀锌钢丝编织、尼龙编织及金属软管编织及金属软管 四种。四种。123456第22页/共65页船舶电缆牌号的选择船舶电缆牌号的选择 选择的任务：选择的任务： 1. 1.型号；型号；2.2.芯线截面。芯线截面。 型号选择：型号选择：主要根据用途、环境条件、敷设方主要根据用途、环境条件

26、、敷设方式、屏蔽要求等四个方面进行选择。式、屏蔽要求等四个方面进行选择。 芯线截面选择：芯线截面选择：主要根据载流大小、用电设备主要根据载流大小、用电设备工作制进行选择。选择时电缆最大允许载流量一般工作制进行选择。选择时电缆最大允许载流量一般不小于该线路可能出现的最大电流。不小于该线路可能出现的最大电流。 具体注意具体注意8 8点点（要求）：（要求）：. .发电机电缆；发电机电缆；. .电动机电缆；电动机电缆；. .分配电板电缆；分配电板电缆；. .起货机电缆起货机电缆；. .直流发电机的均压线直流发电机的均压线p192p192；. .交流电缆避免交流电缆避免单芯；单芯；. .考虑备用芯线；考

27、虑备用芯线；. .不允许不同用途共用不允许不同用途共用一条多芯电缆。一条多芯电缆。第23页/共65页 敷设时应注意：敷设时应注意： . .敷设地点应避免受损或应采取措施；敷设地点应避免受损或应采取措施； . .不可敷设在船壳板上；不可敷设在船壳板上； . .穿过舱、甲板时应不影响其防护性能；穿过舱、甲板时应不影响其防护性能； . .远离磁罗经等设备；远离磁罗经等设备； . .便于检查；便于检查； . .主、应急、备用馈电线之间应尽可能远离主、应急、备用馈电线之间应尽可能远离 ； . .防止对无线电设备的干扰。防止对无线电设备的干扰。 电缆的敷设电缆的敷设电缆和电线的区别：电缆和电线的区别：电线

28、，是芯线外只有绝缘层；电线，是芯线外只有绝缘层；电缆，则是芯线外除了绝缘层还有防护套及铠装电缆，则是芯线外除了绝缘层还有防护套及铠装。第24页/共65页12-2 自动空气断路器自动空气断路器 定义：定义：是一是一种带有保护装置种带有保护装置的开关电器。的开关电器。 绝缘介质：绝缘介质：是空气。所以称是空气。所以称为空气断路器。为空气断路器。框架式（万能式）自动空气断路器，平时作为接通和断开电路的开关电器；框架式（万能式）自动空气断路器，平时作为接通和断开电路的开关电器；当电路出现故障时则进行过载、短路和失欠压保护，自动断开电路。所以，当电路出现故障时则进行过载、短路和失欠压保护，自动断开电路。

29、所以，既是开关电器，又是保护电器既是开关电器，又是保护电器。组成：组成： 5 5部分。部分。 1.1.触头系统；触头系统； 2.2.灭弧装置；灭弧装置； 3.3.自由脱扣机构；自由脱扣机构； 4.4.合闸合闸操作传动装置；操作传动装置； 5.5.保护元件（脱扣器）。保护元件（脱扣器）。图图 12-2-1 框架式自动空气断路器框架式自动空气断路器第25页/共65页触头：用来实现电路的接通与断开。触头：用来实现电路的接通与断开。由于其工作电流由于其工作电流很大，且在短路故障时切断很大的电流，因此，具有很大，且在短路故障时切断很大的电流，因此，具有完善的触头系统。完善的触头系统。 组成：组成：每每相

30、由三对并联的触头。即主触头、副触头和相由三对并联的触头。即主触头、副触头和弧触头。弧触头。 但符号只画一个。但符号只画一个。主触头：主触头：承担工作电流；承担工作电流；弧触头弧触头：承受机械冲击和电弧；：承受机械冲击和电弧；副触头副触头：过渡（考虑到断开电路时，电流由主触头移：过渡（考虑到断开电路时，电流由主触头移到弧触头的瞬间，可能因压降太大产生电弧烧坏主触到弧触头的瞬间，可能因压降太大产生电弧烧坏主触头而设置的）。头而设置的）。一、触头系统（一、触头系统（又称接触系统又称接触系统）第26页/共65页v通断顺序：通断顺序：通电时：弧触头通电时：弧触头副触头副触头主触头；主触头；v断电时：断电

31、时：主触头主触头副触头副触头弧触头。断开电路弧触头。断开电路产生的电弧在弧触头熄灭。当弧触头失去作用产生的电弧在弧触头熄灭。当弧触头失去作用时，副触头也可代替弧触头工作。时，副触头也可代替弧触头工作。v 说明：说明：1.主触头、副触头和弧触头动作时间有所主触头、副触头和弧触头动作时间有所区别，但大部分时间内状态是相同的。区别，但大部分时间内状态是相同的。2.除了主触头、除了主触头、副触头和弧触头外，还有小容量的辅助触头，用于控副触头和弧触头外，还有小容量的辅助触头，用于控制其它电路。制其它电路。第27页/共65页v大多采用大多采用“灭弧栅灭弧栅”进行灭弧。栅片为进行灭弧。栅片为“人人字形缺口字

32、形缺口”，相邻栅片的缺口互相错开，按，相邻栅片的缺口互相错开，按一定的间隔距离交叉排列。一定的间隔距离交叉排列。v当断开电路产生电弧时，由于电磁力的作用，当断开电路产生电弧时，由于电磁力的作用，将电弧吸入栅片内，分割成许多较短的小段，将电弧吸入栅片内，分割成许多较短的小段，从而实现迅速灭弧。使用时注意防潮。从而实现迅速灭弧。使用时注意防潮。二、灭弧装置二、灭弧装置第28页/共65页 作用：作用：使触使触头保持闭合或迅头保持闭合或迅速断开。速断开。 工作原理：工作原理：当保护动作时，当保护动作时， a. 闭合状态闭合状态 b. 脱扣状态脱扣状态 c. 再扣状态再扣状态顶杆使四连杆刚性结构破坏，脱

33、扣。再扣（复位）时顶杆使四连杆刚性结构破坏，脱扣。再扣（复位）时即可合闸。即可合闸。a. 为合闸位，四连杆机构处于稳定状态，中间的两节连杆在同一直线上；为合闸位，四连杆机构处于稳定状态，中间的两节连杆在同一直线上；b. 脱扣位，合闸后分励线圈得电，衔铁向上顶动中间的两节连杆，稳定状态被破坏，脱扣位，合闸后分励线圈得电，衔铁向上顶动中间的两节连杆，稳定状态被破坏，使脱钩机构动作，主触头分开；使脱钩机构动作，主触头分开；c.再扣位，脱扣后，再扣位，脱扣后，向下向下拉动第四节连杆，使中间两节再次处在同一直线上，四连杆拉动第四节连杆，使中间两节再次处在同一直线上，四连杆机构又处于刚性连接的稳定状态。如

34、果要合闸，只要将手柄往上推即可。机构又处于刚性连接的稳定状态。如果要合闸，只要将手柄往上推即可。注意：只有处于注意：只有处于“脱扣脱扣”（或称复位）状态时，自动空气断路器才能合闸。（或称复位）状态时，自动空气断路器才能合闸。三、自由脱扣机构三、自由脱扣机构图图11-5-211-5-2结构：结构：第29页/共65页四、操作传动装置四、操作传动装置v作用：通过自由脱扣机构使触头闭合或断开。作用：通过自由脱扣机构使触头闭合或断开。v分类：手柄式、连杆式、电磁式、电动式。分类：手柄式、连杆式、电磁式、电动式。v原理：原理：.合闸前：都必须使储能弹簧储能，合闸前：都必须使储能弹簧储能，自由脱扣机构在自由

35、脱扣机构在“再扣再扣”位置；位置；v .合闸时：储能弹簧释放能量合闸时：储能弹簧释放能量 。 v目的：合闸时不让主触头抖动，否则主触头目的：合闸时不让主触头抖动，否则主触头将熔粘。将熔粘。 具体电路具体电路第30页/共65页手动操作：手动操作：各种型号都有手动操作。各种型号都有手动操作。 基本形式：基本形式：1.1.转动转动（DWDW系列）；系列）；2.2.上下扳动上下扳动（AHAH系列）。系列）。1.DW-94； 2.DW-98； 3.AH型型123其它操作：其它操作：电动：电动：DW-94；电磁：电磁：DW-95/98；电磁铁直推式：电磁铁直推式：AH。第31页/共65页 一般有：一般有：

36、短路、短路、过载、失压、欠压等过载、失压、欠压等保护，都通过自由脱保护，都通过自由脱扣器使开关跳闸。扣器使开关跳闸。 过流脱扣器过流脱扣器：实实现短路、过载保护。现短路、过载保护。有反时限、定时限、有反时限、定时限、和瞬时等动作特性。和瞬时等动作特性。 反时限和定时限反时限和定时限都需延时，有：机械都需延时，有：机械式（钟表机构）、式（钟表机构）、RCRC充放电回路等。充放电回路等。 失压脱扣器：失压脱扣器：一般由瞬时动作的电一般由瞬时动作的电压继电器组成。当线路电压低于某一整压继电器组成。当线路电压低于某一整定值时，由于电磁吸力不足，继电器释定值时，由于电磁吸力不足，继电器释放，通过自由脱扣

37、机构使开关自动跳闸。放，通过自由脱扣机构使开关自动跳闸。为避免电网电压瞬时波动产生误动作，为避免电网电压瞬时波动产生误动作，也可延时（也可延时（1 13s3s）。）。 分励脱扣器：分励脱扣器：用于远距离控制自动用于远距离控制自动开关断开。有些空气断路器还具有其它开关断开。有些空气断路器还具有其它保护功能，如：漏电、逆功率等。保护功能，如：漏电、逆功率等。五、保护元件（脱扣器）五、保护元件（脱扣器）第32页/共65页v又称为装置式自动空气断路器v作用：用于不太频繁接通或断开电路，在船舶上大多作为配电开关来使用。过载、短路、失压保护。v结构：简单。 1.触头系统；触头系统； 2.灭弧装置；灭弧装置

38、； 3.自由脱扣机构；自由脱扣机构；二、塑壳式自动空气断路器二、塑壳式自动空气断路器第33页/共65页本节主要内容主要是：本节主要内容主要是： 1.1.配电板的种类；配电板的种类； 2.2.各种配电板的作用、特点。各种配电板的作用、特点。 船舶配电板船舶配电板是对电源发出的电能进行集中控制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并分配给各用电设备的一种装置。 按用途分按用途分为：为：主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板分配电板和岸电箱。和岸电箱。 6种。种。第34页/共65页一、主一、主配电板配电板 主配电板由：发电机控制

39、屏、并车屏、负载屏和母线四主配电板由：发电机控制屏、并车屏、负载屏和母线四部分组成。部分组成。 都安装在机舱平台上，在自动化程度高的船上装在集控都安装在机舱平台上，在自动化程度高的船上装在集控室内。室内。 由多个金属结构的落地式箱柜组装而成，每箱柜称为一由多个金属结构的落地式箱柜组装而成，每箱柜称为一屏。屏。 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 ；中部：主开关、调速开关；下部：自；中部：主开关、调速开关；下部：自励恒压装置的相复励变压器、移相电抗器、励磁变阻器等；励恒压装置的相复励变压器、

40、移相电抗器、励磁变阻器等； 第35页/共65页第36页/共65页检查待并机电压、和合闸电压（转换开关）检查待并机电压、和合闸电压（转换开关）第37页/共65页2.并车屏：并车屏： 发电机进行并车、整步操作用。有频率表（电网、待并机发电机进行并车、整步操作用。有频率表（电网、待并机右）同步表、同步指示灯（白色）、转换开关、操纵按钮（合右）同步表、同步指示灯（白色）、转换开关、操纵按钮（合闸）、调速开关、自动并车装置（箱里）。闸）、调速开关、自动并车装置（箱里）。 在并车屏上，可以对任意一台发电机组进行调速、合闸、并在并车屏上，可以对任意一台发电机组进行调速、合闸、并车、解列等操作，有些还可遥控起

41、、停发电柴油机。车、解列等操作，有些还可遥控起、停发电柴油机。第38页/共65页2.并车屏：并车屏： 发电机进行并车、整步操作用。有频率表（电网、待并机发电机进行并车、整步操作用。有频率表（电网、待并机右）同步表、同步指示灯（白色）、转换开关、操纵按钮（合右）同步表、同步指示灯（白色）、转换开关、操纵按钮（合闸）、调速开关、自动并车装置（箱里）。闸）、调速开关、自动并车装置（箱里）。 在并车屏上，可以对任意一台发电机组进行调速、合闸、并在并车屏上，可以对任意一台发电机组进行调速、合闸、并车、解列等操作，有些还可遥控起、停发电柴油机。车、解列等操作，有些还可遥控起、停发电柴油机。第39页/共65

42、页第40页/共65页 分为：动力负载屏和照明负载屏。分为：动力负载屏和照明负载屏。 分配电能并对分配电能并对各馈电线路各馈电线路进行控制、监视和保护。进行控制、监视和保护。 有有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表(动力屏部分动力屏部分动力电网动力电网对地绝缘、照明屏部分就是对对地绝缘、照明屏部分就是对照明电网照明电网对地对地绝缘绝缘)、岸电开关等。岸电开关等。 主配电（电板）盘主配电（电板）盘直接供电直接供电 的设备：舵机、锚机、消防的设备：舵机、锚机、消防泵、航行灯、无线电电源板、电罗经、电航仪器电源箱、苏泵、航行灯、无线电电源板、电罗经、电航仪

43、器电源箱、苏伊士运河灯等部分重要负载，还有空压机、锅炉鼓风机等大伊士运河灯等部分重要负载，还有空压机、锅炉鼓风机等大容量负载。其中舵机和航行灯采用两路供电、一路经应急电容量负载。其中舵机和航行灯采用两路供电、一路经应急电盘。盘。 3.3.负载屏负载屏第41页/共65页 注意排列顺序和颜色。注意排列顺序和颜色。 顺序：顺序： 交：从上到下、从左到右、从前到后依次为交：从上到下、从左到右、从前到后依次为A、B、C相。相。 直：同交流的排列依次为正极、中线、负极。直：同交流的排列依次为正极、中线、负极。 颜色：颜色： 交流：交流：A绿、绿、B黄、黄、C紫（或褐色）、中线浅蓝紫（或褐色）、中线浅蓝 ；

44、 直流：正红、负蓝、中线：绿黄相间。直流：正红、负蓝、中线：绿黄相间。4.4.汇流排汇流排第42页/共65页第43页/共65页二、应急二、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、监视应急发电机组，并向应急电设备供电。组，并向应急电设备供电。 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，主电网失电后联络开应急配电板由主配电板供电，主电网失电后联络开关自动断

45、开，由应急发电机供电。关自动断开，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，是主电网的一部分；正常时，是主电网的一部分； 应急时，单独向应急电网供电。应急时，单独向应急电网供电。第44页/共65页第45页/共65页第46页/共65页主配电板、应急配电板、岸电之间的电气联锁第47页/共65页 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、监视充控制、监视充电工作；电工作；3.3.分配低压用电设备；分配低压用电设备；4.4.主、应急失电后，主、应急失电后，能自动向小应急供电。能自动向小应急供电。 功能：功能

46、：向成组用电设备进行供电，分配电板向成组用电设备进行供电，分配电板16A16A 16A 。区域配电板（大船）主要是针对某个区域配电区域配电板（大船）主要是针对某个区域配电而分配电板（小船）而分配电板（小船）区配电板跟主配电板差不多。比如说主配电板在机舱，而船中或者船首也有很多大区配电板跟主配电板差不多。比如说主配电板在机舱，而船中或者船首也有很多大型设备，有必要在那个地方在在设置一个配电板，也就是区域配电板，跟主配电板型设备，有必要在那个地方在在设置一个配电板，也就是区域配电板，跟主配电板长的一样长的一样 . 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

47、板或应急配电板。板或应急配电板。 三、充放三、充放电板电板四、区配四、区配电板、分电板、分配配电板电板五、岸电箱五、岸电箱第48页/共65页1.1.相序指示灯（测定器）相序指示灯（测定器）2.2.逆序继电器逆序继电器 主要掌握船舶接岸电的要求，相序指示器和主要掌握船舶接岸电的要求，相序指示器和逆序继电器的原理。逆序继电器的原理。 接岸电的要求：基本参数一致，相序正确且接岸电的要求：基本参数一致，相序正确且不缺相，船舶主发电机全部脱开不工作。不缺相，船舶主发电机全部脱开不工作。换接岸电操作：换接岸电操作：1 1）岸）岸接岸电注意事项：接岸电注意事项：第49页/共65页第50页/共65页L1白色（

48、或绿色）相白色（或绿色）相序正确时亮。序正确时亮。L2红色，相序正确时红色，相序正确时暗淡。暗淡。图图11-12-1，A相接电相接电容，容，B相接相接L1，C相接相接L2。原理：原理：三相不对称，中性点三相不对称，中性点偏移，灯两端电压变化。偏移，灯两端电压变化。当相序不一致时，只需将岸电接线任意两相调换连接即可。当相序不一致时，只需将岸电接线任意两相调换连接即可。第51页/共65页 各相电压为：各相电压为：UP。电工学。电工学 中证明，中点偏移到中证明，中点偏移到0，当当RC=RB=XC时，相序一致时有：时，相序一致时有： Uc0=0.4UP，UBO=1. 49UP 即接即接B相相 灯灯L1

49、亮。从相量图亮。从相量图 可看出可看出B相到新的中点相到新的中点0 电电压较高。压较高。第52页/共65页 负序电压滤过器：负序电压滤过器：检测相序，发现负序，则不允检测相序，发现负序，则不允许开关闭合。许开关闭合。二、逆序继电器二、逆序继电器作用：作用：逆序继电器又称为逆序继电器又称为“负序继电器负序继电器”，作为一，作为一种保护装置，当岸电与船舶电网相序不一致时，禁止种保护装置，当岸电与船舶电网相序不一致时，禁止岸电开关合闸。同时还有缺相保护功能。岸电开关合闸。同时还有缺相保护功能。组成：组成：由负序电压滤过器与电压继电器组合而成。由负序电压滤过器与电压继电器组合而成。第53页/共65页图

50、图11-12-2，原理图，原理图第54页/共65页图图11-12-2负序继电器原理图负序继电器原理图第55页/共65页 原理：原理：当相序正确时，电压滤过器中当相序正确时，电压滤过器中mnmn两点电两点电压为压为0 0，岸电开关的失压脱扣器不动作，相序错误，岸电开关的失压脱扣器不动作，相序错误或缺相，则或缺相，则KAKA失电，最终使失压脱扣器动作跳开。失电，最终使失压脱扣器动作跳开。负序负序正序正序图图11-12-3相量图：相量图：第56页/共65页12-4.发电机的保护发电机的保护本节主要内容主要是：本节主要内容主要是： 1.1.了解船舶发电机保护的目的；了解船舶发电机保护的目的； 2.2.

51、知道发电机保护的种类；知道发电机保护的种类； 3.3.掌握具体保护的要求。掌握具体保护的要求。 保护目的：发电机是重要设备，是船舶安全航保护目的：发电机是重要设备，是船舶安全航行的保障。一般设有：外部短路保护、过载保护、行的保障。一般设有：外部短路保护、过载保护、欠压保护和逆功率保护。欠压保护和逆功率保护。第57页/共65页一、过载保护一、过载保护 定义：定义：发电机输出功率或电流超过其额定值。发电机输出功率或电流超过其额定值。 保护原则：保护原则：保护发电机不受损坏，尽量不中断保护发电机不受损坏，尽量不中断供电，且应避开短暂过载。供电，且应避开短暂过载。 自动分级卸载装置：自动分级卸载装置：

52、（也属过载保护）卸（也属过载保护）卸次要负载、延时动作。次要负载、延时动作。 钢质海船建造规范钢质海船建造规范规定：规定： 无自动分级卸载时：出现无自动分级卸载时：出现1.251.251.351.35倍额定电倍额定电流后，延时流后，延时151530s30s跳闸；跳闸； 有自动分级卸载时：出现有自动分级卸载时：出现1.51.5倍额定电流后，延倍额定电流后，延时时101020s20s跳闸。跳闸。 保护装置保护装置 由空气断路器的由空气断路器的“过电流脱扣器过电流脱扣器”或综合保护装置中的晶体管过电流继电器或综合保护装置中的晶体管过电流继电器 实现保护。实现保护。 第58页/共65页 短路的原因：短

53、路的原因：. .维护保养不周；维护保养不周；. .绝缘老化；绝缘老化；. .机机械损伤；械损伤；. .误操作等。误操作等。 保护原则：保护原则：既要保护发电机，又要保证供电的可靠既要保护发电机，又要保证供电的可靠性。性。 对保护装置的要求：对保护装置的要求：可靠性、选择性、快速性和灵敏性可靠性、选择性、快速性和灵敏性 由由时间原则时间原则 和和 电流原则电流原则 实现选择实现选择性性 。 分类及整定值：分类及整定值： . .一般短路：一般短路：2 22.52.5倍的额定电流，倍的额定电流，0.20.20.6s0.6s短延短延时跳闸；时跳闸； . .特大短路：特大短路：5 5 1010倍的额定电

54、流，瞬时动作。倍的额定电流，瞬时动作。保护装置（元件）：保护装置（元件）： 由主开关过流脱扣器或综合保护由主开关过流脱扣器或综合保护装置的晶体管过电流继电器实现。装置的晶体管过电流继电器实现。二、外部短路保护二、外部短路保护第59页/共65页 1 1）电压下降）电压下降电动机电磁转矩下降（电磁转矩与电电动机电磁转矩下降（电磁转矩与电压的平方成正比）压的平方成正比）转子转速下降（电动机）转子转速下降（电动机）而电而电动机同步不变动机同步不变（相对的转速变大）（相对的转速变大）切割速度加切割速度加快快感应电动势大（电动机），电流也大感应电动势大（电动机），电流也大相对切割，相对切割，电流大（电动机

55、定子）电流大（电动机定子） 2 2）发生欠压）发生欠压回到正常时回到正常时势必导致发电机势必导致发电机I If f激增，激增，烧烧毁发电机的转子励磁绕组。毁发电机的转子励磁绕组。 危害：危害： 不能正常工作，电动机过电流。不能正常工作，电动机过电流。 保护：保护： 已经并网的发电机：脱开；未并网的发电机：已经并网的发电机：脱开；未并网的发电机：不能并网。不能并网。 钢质海船建造规范钢质海船建造规范规定：规定： 电压为额定值的电压为额定值的70% 70% 80%80%时：延时时：延时1.5 1.5 3s3s动作；动作； 电压为额定值的电压为额定值的35% 35% 70%70%时：瞬时动作。时：瞬

56、时动作。 措施（保护元件）：措施（保护元件）：空气断路器的失压脱扣器或综合保护空气断路器的失压脱扣器或综合保护装置中的晶体管低压继电器。装置中的晶体管低压继电器。 特点：特点：既保护了发电机，又保护了电动机。既保护了发电机，又保护了电动机。三、欠压保护三、欠压保护第60页/共65页四、逆功率保护四、逆功率保护 逆功率原因：逆功率原因：主要是操作不当或原动机故障。主要是操作不当或原动机故障。 危害：危害： 增加电网负担，可能损坏原动机（发电机变增加电网负担，可能损坏原动机（发电机变成电动机）。成电动机）。 整定值：整定值：逆功率大小为额定功率的逆功率大小为额定功率的8%8%15%15%，延时，延

57、时3 310s10s动作。动作。 保护装置（元件）：保护装置（元件）： 通常采用通常采用“逆功率继电逆功率继电器器”作为保护元件。作为保护元件。 逆功率继电器：逆功率继电器： 反映有功功率大小和方向。反映有功功率大小和方向。 类型：类型：感应式、整流式等。感应式、整流式等。第61页/共65页感应式原理图感应式原理图感应式接线图感应式接线图 逆功率保护线路逆功率保护线路电压互感器绕组接U型铁芯， 电流互感器绕组接M型铁芯。铝盘受到磁场力，转动，带动轴转动，带动传动齿轮，带动动触头动作。第62页/共65页第一节：第一节：电力系统组成（定义）；特点；基本参数（电力系统组成（定义）；特点；基本参数（3

58、个）个）。 第二节：第二节：选择原则（容量、机组数）；计算方法（常见选择原则（容量、机组数）；计算方法（常见2种）种） 。 第三节：第三节：特点；类型（直、交流）；变距桨系统（特点）；定距桨系统特点；类型（直、交流）；变距桨系统（特点）；定距桨系统（恒频方法）（恒频方法） 。 第四节：第四节：配电板的种类、作用、组成与特点配电板的种类、作用、组成与特点 。 第五节：第五节：组成（五部分）；各部分（具体组成、功能和原理）组成（五部分）；各部分（具体组成、功能和原理） 。 第六节：第六节：保护的种类；保护原则；具体实现措施保护的种类；保护原则；具体实现措施。 第七节：第七节：并联运行四条件实际要求

59、，不满足的结果，调节方法并联运行四条件实际要求，不满足的结果，调节方法。 第八节：第八节：准同步并车方法，原理；粗同步原理，（短时制元件）准同步并车方法，原理；粗同步原理，（短时制元件） 。 第九节：第九节：自动准同步装置的组成原理；工作过程自动准同步装置的组成原理；工作过程。 第十节：第十节：应急电源的种类；应急发电机起动控制系统的功能应急电源的种类；应急发电机起动控制系统的功能。 第十一节：第十一节：作用；结构；容量；维护保养（含，判别充电结果）作用；结构；容量；维护保养（含，判别充电结果） 。 第十二节：第十二节：接岸电应满足的条件；检测保护装置的功能接岸电应满足的条件；检测保护装置的功

60、能。 第63页/共65页 1.1.船舶电力系统如何组成？有什么特点？船舶电力系统如何组成？有什么特点？ 2.2.船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？3.3.轴带发电机装置有什么特点和类型？轴带发电机装置有什么特点和类型？4.4.船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？5.5.万能式空气断路器组成原理是什么？万能式空气断路器组成原理是什么？6.6.对发电机采取什么保护？保护原则是什么？对发电机采取什么保护？保护原则是什么？ 7.7.船舶同步发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？船舶同步发电机

61、并联运行条件是什么？若不满足有何后果？ 8.8.手动与自动并车的方法与整步原理如何？手动与自动并车的方法与整步原理如何？ 9.9.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？么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？ 10.10.接岸电应满足什么条件？检测保护装置应具有什么功能？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，本章要点多、分布广，是重点章是重点章。 侧重：组成、原理、原侧重：组成、原理、原则、规定、方法和特点。则、规定、方法和特点。第64页/共65页感谢您的观看。感谢您的观看。第65页/共65页