船舶電站及自動化

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上船舶電站及自動化一、 電力系統(tǒng)的組成1. 船舶電力系統(tǒng)主要是由電源、配電系統(tǒng)、配電裝置、電網(wǎng)與負(fù)載四部分組成，其單線圖如圖1-1所示。 圖 1-1 船舶電力系統(tǒng)簡圖G1、2、3-主發(fā)電機(jī)；EG-應(yīng)急發(fā)電機(jī)；ACB-發(fā)電機(jī)主開關(guān)；ACBE-應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)；MSB-主配電板；ESB-應(yīng)急配電板；MCCB1-10-配電開關(guān)；DSB-分配電板；RSB-無線電分配電板；MCCBE-應(yīng)急配電開關(guān)；MCCB1-2-隔離開關(guān)；ISB-照明配電板；EISB-應(yīng)急照明配電板；IDSB-照明分配電板；EDSB-應(yīng)急分配電板；Tr-照明變壓器；ETr-應(yīng)急照明變壓器。電源：船上常用的電源裝

2、置是柴油發(fā)電機(jī)組和蓄電池。配電裝置：配電裝置是電源和負(fù)荷進(jìn)行分配、監(jiān)控、測量、保護(hù)、轉(zhuǎn)換、控制的裝置。配電裝置主要可分為主配電板、應(yīng)急配電板、分配電板（動力、照明）、充放電板等。電網(wǎng)：電網(wǎng)是全船電纜電線的總稱。船舶電網(wǎng)根據(jù)其連接的負(fù)荷性質(zhì)可分為動力電網(wǎng)、照明電網(wǎng)、應(yīng)急電網(wǎng)、低壓電網(wǎng)、弱電電網(wǎng)等。二、 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)及對其基本要求1. 船舶電站容量較小陸上電網(wǎng)容量一般在幾百萬幾千萬千瓦，單機(jī)容量大多在數(shù)十萬千瓦；一般遠(yuǎn)洋船舶主電站大多裝三臺發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)容量為400800KW。船用發(fā)電機(jī)調(diào)壓器、原動機(jī)調(diào)速器的動態(tài)特性與陸上發(fā)電機(jī)組相比具有較高的指標(biāo)要求。有強(qiáng)行勵磁能力，發(fā)電機(jī)組應(yīng)能承受較大的過

3、載能力。另外，由于船舶工礦變動也較頻繁，因此對自動控制裝置的可靠性也提出了較高的要求。2. 船舶電網(wǎng)輸電線路短船舶發(fā)電機(jī)端電壓、電網(wǎng)電壓、負(fù)荷電壓大多是同一電壓等級，所以輸配電裝置較陸上系統(tǒng)簡單。因?yàn)榇叭莘e限制，電氣比較集中，電網(wǎng)長度不長并都采用電纜，所以對發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的保護(hù)比陸上系統(tǒng)要簡單，一般只設(shè)置有發(fā)電機(jī)過載及外部短路的保護(hù)，電網(wǎng)的保護(hù)和發(fā)電機(jī)的保護(hù)通常共用一套裝置。3. 船舶電氣設(shè)備工作環(huán)境惡劣船舶電氣設(shè)備工作條件比陸地惡劣得多，環(huán)境條件對電氣設(shè)備的運(yùn)行性能和工作壽命有嚴(yán)重影響。當(dāng)環(huán)境溫度提高時，會造成電機(jī)出力不足，絕緣加速老化。相對濕度高則會使電氣設(shè)備絕緣受潮、發(fā)脹、分層及變形等，

4、使絕緣性能降低，并且會使金屬部件加速腐蝕、鍍層剝落。鹽霧的存在、霉菌的生長和油霧及灰塵粘結(jié)都能使電氣設(shè)備絕緣下降、工作性能受到影響。當(dāng)船舶受到嚴(yán)重的沖擊和振動時，也會造成電氣設(shè)備損壞、接觸不良或誤動作。由此可見，船用電氣設(shè)備必須滿足“船用條件”的要求。三、 船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)是指電流種類（電制）、額定電壓和額定頻率的等級。它們決定了電站工作的可靠性和電氣設(shè)備的重量、尺寸、價格等。1. 電制的選擇20世紀(jì)50年代以前所建造的船舶，絕大部分是直流船，而后隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在60年代以后建造的船舶主要是交流船，70年代后除特種工程船舶外，幾乎都采用交流電力系統(tǒng)。交流船舶的

5、電氣設(shè)備在維護(hù)、保養(yǎng)等方面工作量比直流船要少的多，且交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠、其相應(yīng)控制設(shè)備也簡單。交流船舶又分成單相交流電、三相三線絕緣系統(tǒng)與三相四線系統(tǒng)等幾種形式。當(dāng)采用三相三線絕緣系統(tǒng)時，照明網(wǎng)路與動力網(wǎng)路沒有電的直接聯(lián)系，因此對地絕緣電阻低的照明網(wǎng)絡(luò)基本上不影響動力網(wǎng)絡(luò)。采用交流電制后，船舶的造價和維修費(fèi)用也有明顯的降低。、2. 額定電壓的選擇由于船舶電站容量的增加，在一些大型船舶、工程船舶及艦船上電站容量已達(dá)數(shù)萬千瓦，這時仍采用低壓系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)顯然已不合理，因此這類船舶大多采用陸上相應(yīng)的3300V或6600V中壓等級標(biāo)準(zhǔn)。目前運(yùn)行中的或正在建造中的遠(yuǎn)洋船舶主電站動力電網(wǎng)

6、額定電壓不是采用380V就是采用440V的標(biāo)準(zhǔn)，照明電網(wǎng)額定電壓不是采用220V就是采用110V（100V）的標(biāo)準(zhǔn)，臨時應(yīng)急照明電網(wǎng)與弱電電網(wǎng)一般采用24V的標(biāo)準(zhǔn)。3額定頻率的選擇交流船舶電力系統(tǒng)的額定頻率菌選用陸上的標(biāo)準(zhǔn)等級，有50HZ與60HZ兩種標(biāo)準(zhǔn)，通訊導(dǎo)航設(shè)備除外。提高頻率在一定范圍內(nèi)可提高自動化系統(tǒng)動作的快速性，可減少電機(jī)、變壓器、換能器、自動化元件的重量和尺寸，但對電纜以及電力系統(tǒng)中其他元件卻有相反作用。、頻率的提高還存在有諸如與之相配套的中頻電機(jī)、電器和儀表、需要制造高速機(jī)械裝置和高速軸承與電機(jī)配套、頻率提高導(dǎo)致交流阻抗增大，損耗也就增大。另外由于高速運(yùn)行，機(jī)械噪聲也就較大。四

7、、 船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺數(shù)的選擇正確合理計(jì)算船舶電站容量不僅設(shè)計(jì)人員要掌握，對于運(yùn)行管理人員來說也很重要。它可以幫助機(jī)艙管理人員正確深入了解船舶電站的特點(diǎn)，根據(jù)船舶運(yùn)行工況的不同，相應(yīng)改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，充分發(fā)揮電站的功能，使電力系統(tǒng)更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。船舶電站容量計(jì)算的方法主要有晝夜航行圖表法和負(fù)荷系數(shù)法。晝夜航行圖表法一般用于小船或電動輔機(jī)不多的船舶；用得最多的負(fù)荷系數(shù)法，負(fù)荷系數(shù)法又分為需要系數(shù)法和三類負(fù)荷法，海上運(yùn)輸船舶一般均采用三類負(fù)荷法來確定電站的容量。此外還有采用線性回歸方法得到回歸方程來確定船舶電站容量的估算方法。通常船舶在每一工況下其負(fù)荷的變化相對不太

8、大，所以不論用什么方法來計(jì)算電站的容量，均按照船舶不同的工況分別進(jìn)行計(jì)算各自的用電量，然后依次來確定發(fā)電機(jī)的容量及臺數(shù)。1. 船舶運(yùn)行狀態(tài)及用電設(shè)備的分類船舶運(yùn)行工況一般可分為：航行工況、進(jìn)出港工況（狹窄航道航行工況）、停泊工況、裝卸貨作業(yè)工況及應(yīng)急工況。研究船舶各種運(yùn)行工況的目的是要找出船舶的最大用電量、最小用電量和經(jīng)常用電量，從中找出用電規(guī)律。在按船舶運(yùn)行工況進(jìn)行計(jì)算時，為方便起見通常還將全船負(fù)荷按用途和系統(tǒng)進(jìn)行分類。用電設(shè)備可分成：動力裝置用輔機(jī)：為船舶主機(jī)、副機(jī)、鍋爐服務(wù)的輔機(jī)，如海水泵、淡水泵、滑油泵、燃油泵、分油泵、空壓機(jī)、鍋爐給水泵等。甲板機(jī)械：如起貨機(jī)、錨機(jī)、絞纜機(jī)、舵機(jī)等。艙

9、室輔機(jī)：如消防泵、壓載泵、艙底泵、生活用水泵等。冷藏通風(fēng)機(jī)械：冰機(jī)、空調(diào)、通風(fēng)機(jī)等。機(jī)修機(jī)械：如機(jī)床、鉆床、電焊機(jī)等。照明及生活用電設(shè)備：如各類照明燈具、電灶、電熱器具、風(fēng)扇等。無線電通信、導(dǎo)航設(shè)備等。其他設(shè)備：如側(cè)退器等。2. 電站容量的確定于發(fā)電機(jī)組臺數(shù)的選擇電站容量的確定于發(fā)電機(jī)組臺數(shù)的選擇一般應(yīng)從下面幾個方面來考慮：（1） 滿足船舶在各項(xiàng)運(yùn)行工況下用電量的需求；（2） 每臺發(fā)電機(jī)組的最高負(fù)荷為80%85%左右（柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組）；（3） 必須設(shè)有備用發(fā)電機(jī)組，其容量應(yīng)在其中最大容量發(fā)電機(jī)組損壞時仍能滿足航行和應(yīng)急狀態(tài)時的用電需求；（4） 一般應(yīng)選用同容量同型號的發(fā)電機(jī)組，這樣并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定

10、，可互為備用，管理、維修、保養(yǎng)方便；（5） 使用發(fā)電機(jī)組臺數(shù)應(yīng)盡可能少些，但也不能太少而使發(fā)電機(jī)長期輕載運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，一般選用3臺發(fā)電機(jī)組。3. 三類負(fù)荷法（1） 負(fù)荷分類計(jì)算全船負(fù)荷時，可將負(fù)荷按使用情況分為三類：1） 第類負(fù)荷：連續(xù)使用的負(fù)荷；2） 第類負(fù)荷：短時或重復(fù)短時使用的負(fù)荷；3） 第類負(fù)荷：偶然短時使用的負(fù)荷或按操作規(guī)程可在電站高峰負(fù)荷時間以外使用的負(fù)荷。4） 三類負(fù)荷法的分法與船舶運(yùn)行工況有關(guān)。如作為按短時工作制設(shè)計(jì)制造的錨機(jī)、絞纜機(jī)電動機(jī)，由于在進(jìn)出港靠離碼頭工況中是連續(xù)使用的，因此算作第類負(fù)荷；同樣消防泵平時大多作為沖洗甲板是屬于偶然使用的設(shè)備，但在船舶著火應(yīng)急工況中是連續(xù)使

11、用的，所以算作第類負(fù)荷。（2） 負(fù)荷的計(jì)算現(xiàn)代船舶大部分電能為電動機(jī)所消耗，因此在計(jì)算全船電力負(fù)荷時，電動機(jī)負(fù)荷不能簡單地把電動機(jī)的額定功率加起來。1） 電動機(jī)利用系數(shù)K1電動機(jī)有額定功率，電動拖動的機(jī)械設(shè)備也有額定功率，電動機(jī)與機(jī)械設(shè)備功率匹配不是1:1，通常電動機(jī)的功率應(yīng)略大于機(jī)械設(shè)備的功率而留有一定的功率儲備，因此電動機(jī)的利用系數(shù) （1-1）式中：-電動機(jī)額定功率；-機(jī)械設(shè)備的額定功率。2） 機(jī)械負(fù)荷系數(shù)每一臺輔機(jī)大多不是在滿負(fù)荷下運(yùn)行的，因此實(shí)際使用功率是小于額定功率的，所以機(jī)械負(fù)荷系數(shù) （1-2）一般機(jī)械的軸功率可由產(chǎn)品樣本查得，機(jī)械負(fù)荷系數(shù)可根據(jù)輪機(jī)專業(yè)或舾裝專業(yè)提供的設(shè)備實(shí)際使用

12、數(shù)據(jù)來確定。3） 機(jī)械負(fù)荷系數(shù) （1-3）4） 電動機(jī)以額定功率運(yùn)行時從電網(wǎng)吸收的功率 （1-4）式中：-電動機(jī)在額定功率時的效率。5） 電動機(jī)實(shí)際消耗的功率 （1-5）式中：-電動機(jī)相當(dāng)于功率時的效率。交流鼠籠式電動機(jī)在低負(fù)荷時效率較差，可從電機(jī)生產(chǎn)廠家提供的電動機(jī)特性曲線上查得。6）同一類負(fù)荷有臺機(jī)組時，所需電網(wǎng)供給有功功率 （1-6） 7）同組用電設(shè)備所需電網(wǎng)供給有功功率 （1-7） 式中：-同組設(shè)備同時使用系數(shù)，； -該組同時工作的用電設(shè)備項(xiàng)目。8）無功功率的計(jì)算對于交流電動機(jī)，計(jì)算出后還應(yīng)求出無功功率 （1-8） 式中：-電動機(jī)的實(shí)際功率因數(shù)角。由于異步電動機(jī)的功率因數(shù)隨電動機(jī)的負(fù)荷

13、降低而顯著下跌，因此時的亦需從電動機(jī)的特性曲線上查出。9）各組設(shè)備間總同時工作系數(shù)對第類負(fù)荷，考慮到個輔機(jī)和用電設(shè)備最大負(fù)荷的不同時性，同時系數(shù)通?？蛇x0.8-0.9。對第類負(fù)荷，可按該負(fù)荷平均使用時間與工作周期之比來估算一般同時工作系數(shù)。10）計(jì)入電網(wǎng)損耗5%。11）某狀態(tài)下需發(fā)電機(jī)供給的總功率式中：-該狀態(tài)下第和第類負(fù)荷的總有功功率；-該狀態(tài)下第和第類負(fù)荷的總無功功率；12）該狀態(tài)下平均功率因數(shù) 13）第類負(fù)荷計(jì)算時可不計(jì)，但應(yīng)注意高峰負(fù)荷時可能該狀態(tài)下短時需要的最大負(fù)荷式中：-該狀態(tài)下第類負(fù)荷的總有功功率。（3） 負(fù)荷表的編制編制負(fù)荷表的步驟如下：1） 根據(jù)輪機(jī)、舾裝等專業(yè)提供的數(shù)據(jù)選擇

14、電動機(jī)和電氣設(shè)備，并計(jì)算各電動機(jī)和電氣設(shè)備的額定所需功率;2） 根據(jù)船舶類型選擇所需計(jì)算工況，確定各工況下所需使用的電動機(jī)、電氣設(shè)備和使用情況、并進(jìn)行分類；3） 確定負(fù)荷系數(shù)，并計(jì)算各用電設(shè)備的實(shí)際使用功率；4） 計(jì)算每一工況下各類負(fù)荷的總功率；5） 按其同時系數(shù)并計(jì)及電網(wǎng)損耗5%，確定各狀態(tài)所需電站功率；6） 根據(jù)上述計(jì)算，選擇發(fā)電機(jī)組的功率和數(shù)量，并核算各工況下發(fā)電機(jī)的負(fù)荷百分率，一般來說發(fā)電機(jī)應(yīng)有10%20%的儲備功率，最后用來校驗(yàn)發(fā)電機(jī)的過載能力是否滿足。五、 船舶電網(wǎng)1. 船舶電網(wǎng)的線制1） 對三相交流船舶而言，電網(wǎng)主要采用三相三線絕緣系統(tǒng)，此外還有中性點(diǎn)接地的三項(xiàng)四線系統(tǒng)與利用船體

15、作中性點(diǎn)回路的三相三線系統(tǒng)，如圖1-2所示。其中三相三線絕緣系統(tǒng)應(yīng)用最為普遍。這種方式安全可靠，照明電網(wǎng)與動力電網(wǎng)間沒有電的直接聯(lián)系，互相影響??；電網(wǎng)對地絕緣好的時候，船員不小心碰到電網(wǎng)任一根線時，不至造成觸電傷亡事故；發(fā)生單相接地時，并不形成短路，仍可維持電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。2）三相四線系統(tǒng)，因不是絕緣系統(tǒng)，船員碰到任一根電網(wǎng)線時容易發(fā)生觸電傷亡事故，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時形成短路故障，有可能會發(fā)生跳電事故，因而船舶較少采用。3）利用船體作中性線回路的三相三線系統(tǒng)，因船體流過較大電流，易發(fā)生人員觸電傷亡事故，是一個及不安全的系統(tǒng)，因此需船級社認(rèn)可后方能建造。船舶電網(wǎng)可分為供電網(wǎng)絡(luò)與配電網(wǎng)絡(luò)兩種

16、形式。2. 船舶電網(wǎng)的供電網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)是指主發(fā)電機(jī)與主配電板之間、應(yīng)急發(fā)電機(jī)與應(yīng)急配電板之間、主配電板與主配電板之間及主配電板與應(yīng)急配電板之間的電氣連接網(wǎng)絡(luò)。民船商船大多采用單主電站供電網(wǎng)絡(luò)，如圖1-3所示。3. 船舶電網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)配電網(wǎng)絡(luò)是指主配電板及應(yīng)急配電板到用電設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)。通常稱主配電板與分配電板之間、主配電板和其直接供電負(fù)載之間的網(wǎng)絡(luò)為一次配電網(wǎng)絡(luò)，而分配電板到各用電負(fù)荷負(fù)荷之間的網(wǎng)絡(luò)為二次配電網(wǎng)絡(luò)。（1） 船舶配電網(wǎng)絡(luò)分類根據(jù)用電設(shè)備的不同，船舶配電網(wǎng)絡(luò)可分為：、1） 動力電網(wǎng)指供電給電動機(jī)負(fù)載的電網(wǎng)，但一般600W以上的電熱裝置及功率大于1KW的探照燈也是有動力網(wǎng)絡(luò)供電。這些

17、設(shè)備可由主配電板直接供電，也可由分配電板供電。2） 照明電網(wǎng)通常由主配電板供電給照明變壓器，經(jīng)降壓后返回到主配電板中照明屏，通過照明屏上配電開關(guān)配電給各照明分配電箱，最后由照明分配電箱配電給各路照明燈具或其他用電器具。當(dāng)配電的照明變壓器容量足夠大時，較大功率的加熱器具、探照燈也有從照明電網(wǎng)供電的。3） 應(yīng)急電網(wǎng)當(dāng)船舶主電站因故不能供電時，應(yīng)急發(fā)電機(jī)將通過應(yīng)急配電板向船上部分特別重要的設(shè)備供電，如舵機(jī)、消防泵等機(jī)械設(shè)備，通導(dǎo)設(shè)備及部分重要區(qū)域照明等場所。正常情況下，應(yīng)急電網(wǎng)由主配電板經(jīng)兩者間聯(lián)絡(luò)電纜供電。4） 臨時應(yīng)急照明電網(wǎng)一般是由應(yīng)急照明蓄電池供電的網(wǎng)絡(luò)。供電給公共場所的應(yīng)急照明，主機(jī)操縱臺

18、、主配電板前后、鍋爐儀表、應(yīng)急出入口、艇甲板等處的最低照明。5） 弱電電網(wǎng)是向機(jī)艙自動化控制系統(tǒng)、無線電通信設(shè)備、各種導(dǎo)航儀器、船內(nèi)通訊設(shè)備及報(bào)警系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)。（2） 船舶電網(wǎng)一次配電網(wǎng)絡(luò)接線方式一般民用商船電壓等級均在500V以下，接線方式主要有饋線式（也稱放射式）與干線式。圖1-4所示為兩種接線方式的單線示意圖。饋線式接線的每一根電纜都是由主配電板直接引出，各自獨(dú)立且只向一個用電設(shè)備或一個分配電板供電。這種方式的好處是便于集中控制，一條支路饋電線路出現(xiàn)故障只影響這條支路供電的一個用電設(shè)備或這一分配電箱的供電，其他支路仍能正常供電，所以供電可靠性高。缺點(diǎn)是主配電板尺寸較大，饋電電纜需求量大，

19、所以建造成本較高。干線式是由主配電板引出幾根干線電纜，所有用電設(shè)備是由串接在干線上的分接接線盒供電。這種方式的好處在于主配電板的尺寸較小，耗用的電纜少，造船成本低。缺點(diǎn)是當(dāng)干線饋電電纜發(fā)生故障時，這條干線供電的所有用電設(shè)備均要停電，因此供電可靠性差。這種方式一般在小型船舶配電網(wǎng)絡(luò)中可以見到。海上運(yùn)輸船舶的一次配電網(wǎng)絡(luò)通常均采用饋電式供電；二次配電網(wǎng)絡(luò)中動力電網(wǎng)也是采用饋線式供電，照明電網(wǎng)大多采用干線式供電。4船舶電網(wǎng)的保護(hù)對電網(wǎng)的保護(hù)是指系統(tǒng)發(fā)生過載、短路時對電纜的保護(hù)。（1）船舶電網(wǎng)的過載保護(hù)由于民用商船電力系統(tǒng)為單主電站形式，船舶電網(wǎng)大多是放射形饋線式配電網(wǎng)絡(luò)，饋電線截面又都是與發(fā)電機(jī)及用

20、電設(shè)備的容量相配合的，故對船舶電網(wǎng)的過載保護(hù)，一般不需要特殊考慮和裝設(shè)專門的保護(hù)裝置。 發(fā)電機(jī)與主配電板間的供電網(wǎng)絡(luò)，這一段電纜截面是按發(fā)電機(jī)額定容量選擇的，電纜過載即發(fā)電機(jī)過載，所以這一段電纜過載保護(hù)由發(fā)電機(jī)過載保護(hù)裝置來兼承。 各級配電板間電纜，如主配電板到分配電板間的電纜，它們過載的可能性較小，由于它們的截面是按分配電板上所有負(fù)荷電流并考慮同時工作系數(shù)計(jì)算得到的，用此個別負(fù)荷的過載不至于引起這段電纜的過載，這一分配電板大多數(shù)負(fù)荷同時過載的可能性幾乎沒有，故這段電纜不設(shè)過載保護(hù)裝置。 用電設(shè)備到主（分）配電板間的電纜，這段電纜的截面是按用電設(shè)備的額定容量選擇的，用電設(shè)備都有過載保護(hù)裝置（舵

21、機(jī)除外），同樣這一裝置也對電纜起到了過載保護(hù)。(2)船舶電網(wǎng)的短路保護(hù) 由于船舶電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備的短路保護(hù)裝置，都盡量設(shè)在靠近電源側(cè)的出線端，故對電網(wǎng)的短路保護(hù)，也不需要裝設(shè)專門的保護(hù)裝置。 船舶電網(wǎng)短路保護(hù)的最重要問題是指保護(hù)裝置的選擇性，即當(dāng)故障發(fā)生時保護(hù)裝置只切除故障部分電路，前一級保護(hù)裝置不應(yīng)動作，這樣就保證了其他沒有故障的設(shè)備能繼續(xù)正常運(yùn)行。 對電網(wǎng)的短路保護(hù)，由于保護(hù)選擇性的要求，對各級開關(guān)保護(hù)動作值可按時間原則，也可按電流原則來整定。圖1-5所示為船舶電網(wǎng)短路保護(hù)示意圖。 按時間原則整定，則應(yīng)有 按時間原則整定的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生短路時選擇性保護(hù)能得到保證，因有一定的延時，故當(dāng)

22、主配電板匯流板發(fā)生短路時發(fā)電機(jī)需經(jīng)受短延時內(nèi)的短路沖擊，可能會損壞發(fā)電機(jī)，同時對電網(wǎng)與負(fù)荷的沖擊也較大。 按電流原則整定，則應(yīng)有 按電流原則整定的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生短路時動作迅速，但由于船舶電網(wǎng)線路較短，即使按短路電流計(jì)算書給出的數(shù)據(jù)來整定動作電流值，由于是近似計(jì)算且不可能對整個電力系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行計(jì)算，故電網(wǎng)中任何地點(diǎn)發(fā)生短路時，短路電流在大多數(shù)場合下總是大大超過所有保護(hù)電器的動作電流值，因此實(shí)際上按電流原則整定在船舶電網(wǎng)中并不總是可能獲得選擇性保護(hù)。 在實(shí)際船舶電網(wǎng)中，負(fù)載端大多采用電流原則瞬間動作進(jìn)行整定，發(fā)電機(jī)端采用時間、電流兩者相結(jié)合的方法進(jìn)行整定，以滿足短路保護(hù)性的要求，即當(dāng)發(fā)生遠(yuǎn)離發(fā)

23、電機(jī)處短路時，時間原則起主要保護(hù)作用；當(dāng)發(fā)生發(fā)電機(jī)端短路時，電流原則起主要作用。六、 船舶配電裝置所謂配電裝置。就是用來接受和分配電能的電氣裝置，其中包含開關(guān)電器、保護(hù)電器、自動化設(shè)備、測量儀表、連接母線和其他輔助設(shè)備，具有對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制、測量、保護(hù)和調(diào)整等功能。1. 船舶配電裝置分類按用途分類（1） 主配電板-用來控制和監(jiān)視主發(fā)電機(jī)的工作，并對全船電網(wǎng)進(jìn)行配電。（2） 應(yīng)急配電板-用來控制和監(jiān)視應(yīng)急發(fā)電機(jī)的工作，并對應(yīng)急電網(wǎng)進(jìn)行配電。（3） 充放電板-用來控制和監(jiān)視充電設(shè)備，對蓄電池進(jìn)行沖放電以及對低壓電網(wǎng)進(jìn)行配電。（4） 岸電箱-船舶停靠碼頭或廠修時接岸電用。（5） 分配電箱-向成組的

24、用電設(shè)備進(jìn)行配電。按用電性質(zhì)可分為電力、照明、無線電、通信導(dǎo)航等多種不同的類型。2. 船舶主配電板船舶主配電板一般由發(fā)電機(jī)控制屏、負(fù)載屏、并車屏、匯流排（母線）組成。（1） 主配電板的功能1） 根據(jù)需要接通或斷開電路（手動或自動）；2） 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置能按要求動作，切除故障設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)，或發(fā)生報(bào)警信號；3） 測量和顯示運(yùn)行中各個電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等；4） 能對電站的電壓、頻率，以及并聯(lián)運(yùn)行各發(fā)電機(jī)組的有功、無功功率進(jìn)行調(diào)整；5） 能對電路狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)以及偏離正常工作狀態(tài)進(jìn)行信號顯示。圖1-6所示為5440箱集裝箱船上主配電板部分圖片。（2） 發(fā)電機(jī)控制屏發(fā)電

25、機(jī)控制屏主要是由測量儀表及其轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、發(fā)電機(jī)主開關(guān)、發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置、調(diào)速開關(guān)、發(fā)電機(jī)勵磁裝置等部分組成。 測量儀表及其轉(zhuǎn)換開關(guān)一般位于發(fā)電機(jī)控制屏的上部面板上。通過電流表和轉(zhuǎn)換開關(guān)可以測量發(fā)電機(jī)任意一相的電流，通過電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)可以測量發(fā)電機(jī)任意二線間電壓。另外，通過頻率表、功率表、功率因數(shù)表分別各自測量發(fā)電機(jī)的頻率、功率及功功率因數(shù)值。 合（分）閘按鈕、調(diào)速開關(guān)（按鈕）、信號指示燈一般位于發(fā)電機(jī)控制屏的中部，便于操作的地方。發(fā)電機(jī)主開關(guān)有位于控制屏的中部，有的位于控制屏的下部（當(dāng)ACB的容量較大時），發(fā)電機(jī)主開關(guān)通常均采用框架式自動空氣斷路器。 發(fā)電機(jī)控制屏上指示燈主要有； 黃

26、色指示燈（OL）:發(fā)電機(jī)停機(jī)狀態(tài)下烘潮加熱器時指示燈亮。 白色指示燈（WL）:發(fā)電機(jī)組起動成功運(yùn)行、電壓建立后指示燈亮。 紅色指示燈（RL）:發(fā)電機(jī)組運(yùn)行但主開關(guān)（ACB）未合閘時亮。 綠色指示燈（GL）:發(fā)電機(jī)組運(yùn)行主開關(guān)合閘后亮。主配電板發(fā)電機(jī)控制屏上主開關(guān)（框架式自動空氣斷路器）主要用于接通與斷開發(fā)電機(jī)主電路，對發(fā)電機(jī)過載、短路、短路、失欠壓進(jìn)行保護(hù)。 發(fā)電機(jī)勵磁裝置、繼電保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)電機(jī)主開關(guān)位于中上部時一般裝于控制屏的下部； 當(dāng)發(fā)電機(jī)主開關(guān)位于下部時一般裝于中上部。 現(xiàn)代某些自動化電站發(fā)電機(jī)控制屏面板上部僅有一個電流表及其轉(zhuǎn)換開關(guān)，一個發(fā)電機(jī)運(yùn)行（供電）時間表，一個黃色或白色的烘潮

27、（空間加熱器）指示燈及其開關(guān)，主開關(guān)故障復(fù)位開關(guān)（ATR）(帶紅色故障指示燈)：主開關(guān)（ACB）故障跳閘后ATR上紅色指示燈亮，轉(zhuǎn)動復(fù)位開關(guān)ATR,ACB故障復(fù)位后ACB才能合閘。（3） 負(fù)載屏普通負(fù)載屏主要是由配電板開關(guān)、熔斷器、部分還有電流表及其轉(zhuǎn)換開關(guān)組成；對于組合控制屏類的負(fù)載屏主要是由配電開關(guān)、負(fù)載啟動繼電-接觸控制裝置、啟動與停止按鈕、指示燈、熔斷器等部分組成，對于大負(fù)載通常還裝有電流表。負(fù)載屏上配電開關(guān)大多采用的塑殼式自動空氣斷路器，某些船舶對一些大負(fù)載或重要負(fù)荷也有采用框架式自動斷路器的。照明配電屏上除配電開關(guān)等電器外，其上部一般還裝有電壓表、電流表、配電板式兆歐表及各自轉(zhuǎn)換開

28、關(guān)等電器，分別用以測量照明網(wǎng)絡(luò)的電壓與電流及動力電網(wǎng)、照明電網(wǎng)對地的絕緣電阻。岸電開關(guān)一般位于緊靠發(fā)電機(jī)控制屏的某塊負(fù)載屏的下部。（4） 并車屏 并車屏主要由頻率表（電網(wǎng)、待并機(jī)）、同步表與同步指示燈及其轉(zhuǎn)換開關(guān)、調(diào)速開關(guān)（按鈕）、合（分）閘按鈕等部分組成。在這一屏上可以對任意一臺發(fā)電機(jī)組進(jìn)行調(diào)速、投入電網(wǎng)、切除等操作。電站自動化裝置也設(shè)有在并車屏的中下部的（通常自動化裝置與主配電板是同一公司的產(chǎn)品）。 沒有并車屏的主配電板，一般將同步表、同步指示燈及其轉(zhuǎn)換開關(guān)裝設(shè)在中間一塊發(fā)電機(jī)控制屏上。 現(xiàn)代某些自動化電站并車屏面板外部如圖1-7所示。由圖可見并車屏上測量儀表有每臺發(fā)電機(jī)的功率表（該船有4

29、個）、2個電壓表、2個頻率表與一個同步表。對于電壓表、頻率表，一個顯示的母線的線電壓與母線頻率，一個顯示是發(fā)電機(jī)的線電壓與發(fā)電機(jī)的頻率。顯示發(fā)電機(jī)的電壓表、頻率表下的轉(zhuǎn)換開關(guān)，一個用來切換需顯示的是那臺發(fā)電機(jī)，一個用來切換顯示的是哪個線電壓；顯示母線的電壓表、頻率表下的轉(zhuǎn)換開關(guān)，一個用來切換待并機(jī)組的，一個用來切換顯示的是個線電壓。功率表下面是一個電子觸摸屏（觸摸式LCD），用于顯示、操作電站的狀況等功能，下面三排轉(zhuǎn)換開關(guān)分別是每臺發(fā)電機(jī)的合閘、跳閘轉(zhuǎn)換開關(guān)（需拉出后操作），調(diào)速開關(guān)，遙控起動、停機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)（需拉出操作）。上面的指示燈用于指示直流電源、操作方式（自動、手動等）、第及（1、2、3

30、）備用機(jī)組及應(yīng)急發(fā)電機(jī)狀況等。（5） 匯流排匯流排及其連接件是銅質(zhì)材料制作的，最大允許溫升為45。交流匯流排的顏色：第1相為綠色，第2相為黃色，第3相為褐色或紫色，中性線為淺藍(lán)色。3. 配電裝置的維護(hù)與保養(yǎng)（1） 主配電板維護(hù)周期及技術(shù)要求主要有3條：1） 表面日常應(yīng)檢查測量儀表、開關(guān)、指示燈是否完好，是否正常，如有異常應(yīng)及時修復(fù)或更換，測量儀表應(yīng)每4年校驗(yàn)一次。2） 主開關(guān)每月一次檢查各活動零件是否活動正常，緊固件是否松動，可調(diào)部分有無變形或移動等，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時采取相應(yīng)措施。每半年一次檢查合閘操作機(jī)構(gòu)是否靈活、可靠；清潔滅弧罩及柵片上的煙灰；保持觸頭表面光潔；檢查過載、失壓保護(hù)裝置及其延

31、時裝置（機(jī)構(gòu)）是否正?？煽俊＿^載、短路、欠壓整定值每45年校驗(yàn)一次。 逆功率繼電器也應(yīng)45年校驗(yàn)一次。3） 充磁裝置每半年檢查一次隔離二極管等設(shè)施，防止倒流。（2） 運(yùn)行中船舶主配電板的日常管理主要有4條：1） 觀察配電板上儀表讀數(shù)，做好記錄。2） 觀察并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間功率分配是否合理，如不合理則可手動調(diào)節(jié)使之合理；3） 對檢修的設(shè)備，斷開電源后應(yīng)在相應(yīng)的開關(guān)上懸掛告示牌；4） 主配電板前、后、左、右保持暢通無阻板前至少1M范圍內(nèi)及其上方不準(zhǔn)堆放或懸掛任何雜物。5） 其他配電裝置維護(hù)、保養(yǎng)與日常管理可參照主配電板要求執(zhí)行。發(fā)電機(jī)的保護(hù)船舶電站是現(xiàn)代化船舶的心臟，發(fā)電機(jī)是船舶電站中重要的設(shè)備，

32、保護(hù)發(fā)電機(jī)不損壞是船舶航行的重要保證。針對船舶發(fā)電機(jī)各種不正常運(yùn)行和故障，必須裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置。船舶同步發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行情況主要有：過載、外部短路、欠壓、頻率不正常和逆功率等狀態(tài)。 船舶同步發(fā)電機(jī)本身內(nèi)部也有可能產(chǎn)生故障，例如：定子繞組的相間短路、單相繞組層間短路、單相繞組接地；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路、轉(zhuǎn)子繞組接地等。但由于船舶發(fā)電機(jī)屬于低壓系統(tǒng)，即電壓不高，而且又定期檢查，因此船舶發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障出現(xiàn)的機(jī)會極少，另外發(fā)電機(jī)到主配電板之間的電纜也比較短，故均不專設(shè)保護(hù)裝置。 關(guān)于運(yùn)行發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過電壓的情況，對于不可控自勵發(fā)電機(jī)，從調(diào)壓器工作原理中可看出幾乎不可能產(chǎn)生；對于帶電壓校正器的發(fā)電機(jī)，在可控硅失控的情況下是完全可能產(chǎn)生的。在這種情況下，可考慮在電壓超過15%20%時延時23S切除主開關(guān)。因?yàn)檫^電壓故障情況較小，所以目前非自動化電站的船舶上幾乎都不使用過電壓保護(hù)；而具有自動電力管理系統(tǒng)的電站大多設(shè)有高電壓保護(hù)功能。 對頻率不正常運(yùn)行的保護(hù)的問題，由于頻率下降顯然影響系統(tǒng)中機(jī)械的正常運(yùn)行，但這些將轉(zhuǎn)為引起主機(jī)油壓降低、循環(huán)水壓降低等故障，從而會很快報(bào)警通知值班人員采取措施；頻率下降，對機(jī)械和電動機(jī)（拖動位能性負(fù)載外）本身也無過熱等不良影響；頻率升高的可能性不大。且原動機(jī)本身已具有飛車保護(hù)，故亦不予考慮保護(hù)。 各國船級社對船舶發(fā)電機(jī)的保