船舶電站知識(shí)點(diǎn)概要

1、第一章 船舶 電力系 統(tǒng)概論第一節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)第二節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)基本參數(shù)第三節(jié) 船舶 電站第四節(jié) 船舶 電網(wǎng)第五節(jié) 配 電裝置第六節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)的可靠性及生命力概念第一節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由發(fā)電、變配電、輸電和用電四部分 設(shè)備構(gòu)成的 統(tǒng)一整體船舶電力系統(tǒng): 分為船舶電站、船舶 電網(wǎng)和用電設(shè)備。船舶電站: 由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和主配 電裝置組成。船舶電網(wǎng)：全船電纜電線和配電裝置以一定方式 連接起來(lái)的 組合體，是聯(lián)系電能的生產(chǎn)者 （各種電源）和電能的消費(fèi)者（各種用 電設(shè)備 ）的中間環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)分配和 輸送電能的任 務(wù)。分類：動(dòng)力電網(wǎng)照明電網(wǎng)應(yīng)急電網(wǎng)弱電電網(wǎng)配電裝置: 定義用來(lái)接收和分

2、配 電能，并對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)量、指示、 調(diào)整、變換和控制等工 作的設(shè)備。配電裝置分類船舶電站：主配電板(MSB)船舶電網(wǎng)中間：分配電板(SSB)應(yīng)急電力系統(tǒng)：應(yīng)急配電板(ESB)蓄電池：充放電板(CDP) 分配電板：可分為動(dòng)力配電板和照明配 電板。船舶用電設(shè)備分類: 船舶各種機(jī)械的 電力拖動(dòng)包括甲板機(jī)械、 艙室機(jī)械、 電 力推進(jìn)和工作船舶用的生 產(chǎn)機(jī)械 船舶照明 設(shè)備船舶通 訊和導(dǎo)航設(shè)備 艦船上生活所需的其它用 電設(shè)備船舶電力系統(tǒng)特點(diǎn):船舶電站和電力系統(tǒng)容量較??；船舶電氣設(shè)備比較集中，電網(wǎng)較小。艦船電 氣設(shè)備 工作條件 惡劣。船舶電力系統(tǒng)的發(fā)展概況: 艦船電力系統(tǒng)的發(fā)電功率逐年增大

3、 電力系統(tǒng)的設(shè)備性能和供 電指標(biāo)有了很大的提高。電力系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制和自 動(dòng)化。在艦船 電力系統(tǒng) 中廣泛采用各種新技 術(shù)。船舶電站自動(dòng)化優(yōu)點(diǎn)：維持船舶 電力系統(tǒng)供電的連續(xù)性和可靠性，增強(qiáng)船舶運(yùn)行的生命力。 提高船舶電站供電質(zhì)量，使各用 電負(fù)載處于良好的工作狀 態(tài)。自動(dòng)化技術(shù)的廣泛 應(yīng)用充分 發(fā)揮了電力設(shè)備的潛在功能，并使船 員的操作量大大下降， 勞動(dòng) 強(qiáng)度減輕。減少船 員，提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率和船舶運(yùn)行的 經(jīng)濟(jì) 指標(biāo)。自動(dòng)化可以 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方式，提高 設(shè)備運(yùn)行的效率、 經(jīng)濟(jì)性和安全性。第二節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)基本參數(shù)基本參數(shù)：電流種類電壓等級(jí)頻率標(biāo)準(zhǔn)功能決定船舶 電站工作的可靠性和 電氣設(shè)

4、備的重量、價(jià)格和尺寸。電流種類: 分類： 直流和交流。交流電站優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備成本和維護(hù)保養(yǎng)方面的 費(fèi)用及工作量少； 交流動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)與照明網(wǎng) 絡(luò)之間可通過(guò)變壓 器實(shí)現(xiàn)電氣隔離； 交流電制有利于船舶 電氣化程度的提高和系 統(tǒng)容量的增 長(zhǎng)電壓等級(jí): 提高電壓等級(jí)意義 可以減小 電器元件的 導(dǎo)電截面， 節(jié)約有色金屬。例如：以電器在電壓為127V時(shí)的重量為1,則當(dāng)電壓為220V時(shí)重量為0.58 ;380V時(shí)重量為 0.33；500V時(shí)重量為 0.25。我國(guó)發(fā)電設(shè)備的額定電壓230V （單相）400V （三相） 船舶電站額定電壓有向中壓發(fā)展的趨勢(shì) 國(guó)際電工委員會(huì)建議采用 3.3kV 電壓； 英美等國(guó)在巨型船舶

5、上采用 3.3、6.6kV； 德國(guó)允許最高工作電源電壓為 11000V。三、額定頻率: 船舶交流 電力系統(tǒng)現(xiàn)行額定頻率有工 頻和中頻兩種。工頻是船舶動(dòng)力電氣設(shè)備使用的頻率，有50Hz和60Hz兩種。提高頻率，可以提高自 動(dòng)化系統(tǒng)動(dòng)作的快速性，降低 電氣設(shè)備的重量和尺寸。近年來(lái)，國(guó)外有些 軍艦已開(kāi)始采用400Hz頻率供電，我國(guó)艦船規(guī)范也推薦優(yōu)先采用400Hz頻 率。電源米用中頻400Hz的優(yōu)點(diǎn)：減少電氣設(shè)備重量。用靜止整流器 對(duì)直流用 電設(shè)備供電時(shí)，濾波要求低。因短路電流近似與短路 電路電抗成反比， 電抗隨著頻率而增大，因此可限制短路 電流。 動(dòng)態(tài)性能好。電動(dòng) 機(jī)在高 頻輕載時(shí) ，高。第三節(jié) 船

6、舶 電站 由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和主配 電裝置組成。按原動(dòng)機(jī)類型分類：柴油發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組蒸汽發(fā)電機(jī)組軸帶發(fā)電 機(jī)組核能發(fā)電機(jī)組主配電裝置: 定義：船舶電力系統(tǒng)的中樞，其作用是用來(lái)控制和 監(jiān)視主發(fā)電機(jī)的工作，并將 主發(fā)電機(jī)送出的 電能向全船 電網(wǎng)進(jìn)行分配。軍用船舶：布置在船舶防 護(hù)較 好的地方。民用船舶：安裝于機(jī) 艙控制室內(nèi)。主配電裝置: 發(fā)電機(jī)控制屏并車(chē)屏負(fù)載屏連接母線發(fā)電機(jī)控制屏 組成:發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)及其指示操作部分發(fā)電機(jī)的保護(hù)發(fā)電 機(jī)的勵(lì)磁控制與 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)頻率手動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)量部分發(fā)電機(jī)并車(chē)屏組成: 分段母線的隔離開(kāi)關(guān) 手動(dòng)及自動(dòng)并車(chē)時(shí)的檢查 測(cè)量?jī)x表 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)負(fù)載屏組成:

7、 控制負(fù)載供電的自動(dòng)開(kāi)關(guān) 測(cè)量裝置報(bào)警裝置分類動(dòng)力負(fù)載屏照明負(fù)載屏連接母線: 從連接母線（匯流排）的連接上能直接反映出全船的供、配 電情況 公共母線可為一整體，也可分兩段，中 間用隔離開(kāi)關(guān) 連接。采用分段母 線的方式， 發(fā)電機(jī)組可以并聯(lián)供電，也可單獨(dú)分區(qū)供 電。第四節(jié) 船舶電 網(wǎng)船舶電網(wǎng)船舶電纜、導(dǎo)線和配電裝置，以一定的 聯(lián)接方式 組成的整體； 聯(lián)接電源和負(fù)載之間的橋梁?；疽笊?qiáng)；經(jīng)濟(jì)性好；安裝、使用和 維護(hù) 方便、靈活。船舶電網(wǎng)的線制: 直流電的船舶 雙線絕緣系統(tǒng)負(fù)極接地雙 線系統(tǒng)直流電的船舶以船體作為負(fù)極回路的 單線系統(tǒng)交流單相的船舶 雙線絕緣系統(tǒng) 一線接地的雙 線系統(tǒng)三相交流 電

8、的船舶有: 三線絕緣系統(tǒng)（三相三線系統(tǒng)）、中點(diǎn)接地的四 線系統(tǒng)（ 三相四線系統(tǒng)） 利用船體作為中性線回路的三線系統(tǒng)（中點(diǎn)接地的三 線系統(tǒng)）供電網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)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、主配電板之間，以及主配 電板 與應(yīng)急配電板之間的電氣聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)指主配 電板及應(yīng)急配電板到用 電設(shè)備 的網(wǎng)絡(luò)。主配電板與分配 電板之間的網(wǎng)絡(luò)為一次配 電網(wǎng)絡(luò)。分配電板到各用 電負(fù)載之間的網(wǎng)絡(luò)為二次配網(wǎng) 絡(luò)。供電網(wǎng)絡(luò): 單主電站供電網(wǎng)絡(luò)：多用于民用船舶多主電站供電網(wǎng)絡(luò)：多用于 軍用艦艇及大型客船配電網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力電網(wǎng)：供電給電動(dòng)機(jī)負(fù)載和600W以上的電熱裝置和1kW以上的探照燈。

9、 正常照明 電網(wǎng)： 聯(lián)接到主配 電板變壓器副邊，供電給照明分配 電箱。 應(yīng)急電網(wǎng)：正常 電網(wǎng)失電，能自 動(dòng)接通。小應(yīng)急電網(wǎng)：24V蓄電池。弱電電 網(wǎng)：向全船無(wú) 線電通訊設(shè)備、助航 設(shè)備、通訊設(shè)備、信號(hào) 報(bào)警系統(tǒng)供電配電電 網(wǎng)的結(jié)線方式: 饋線式 干線式混合式配電系統(tǒng)圖和電力系統(tǒng)圖配電系統(tǒng)圖：用來(lái)表示各 電源裝置與各受 電器之間的聯(lián)系 電力系統(tǒng)圖：分一次網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)圖和二次網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)圖。一次網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖：表示從電源、主配 電板到各分配 電箱(板)及從主配電板到由它直接供 電的 用電器間的聯(lián)系。二次網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖：表示從分配 電箱到各用 電器間的聯(lián)系。第五節(jié) 配 電裝置 船舶配 電裝置用來(lái)接收和分配 電能

10、的電氣裝置，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制、保 護(hù)、測(cè)量和調(diào)整 組成包括：開(kāi)關(guān)電器保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備測(cè)量?jī)x表調(diào)節(jié)和信號(hào)裝置聯(lián)接母線船舶配 電裝置功能： 正常運(yùn)行時(shí)接通和開(kāi)斷 電路。電力系 統(tǒng)發(fā)生不正常運(yùn)行 時(shí)，保護(hù)裝置 動(dòng)作，進(jìn)行報(bào)警或切斷故障 電路 測(cè)量和顯示運(yùn)行中的各種參數(shù)。調(diào)整某些 電氣參數(shù)或有關(guān)的其他參數(shù)。 信號(hào)指示正常和不正常工作狀 態(tài)。配電裝置的分類按用途分類(1) 總配電板(主配 電板)(2) 應(yīng)急配 電板(3) 充放電 板(4) 岸電箱(5) 分配電板(分配 電箱)按結(jié)構(gòu)型式分 3 類:(1) 防護(hù)式(2) 防滴式(3) 防水式 配電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置的要求配電裝置的骨架和箱體 應(yīng)有足夠強(qiáng)度

11、，使用在振 動(dòng)和沖擊下不發(fā)生有害 變形 配電裝置應(yīng)在保證電氣性能的前提下，具有最小的尺寸和重量。 配電裝置的電器布置應(yīng)便于控制、 觀看、調(diào)整、檢修和拆換。 主配電板應(yīng)布置在防 護(hù)較好的地點(diǎn)。分配電 板應(yīng)安裝在靠近其供 電的負(fù)荷集中區(qū)域，以 縮短線路，方便操作。第六節(jié) 船舶 電力系統(tǒng)的可靠性及生命力概念可靠性：指研究 對(duì)象在規(guī)定條件下和 規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成 規(guī)定功能的能力。 規(guī)定條件：指研究 對(duì)象所 處的環(huán)境、運(yùn)行條件和工作方式。環(huán)境：可分 為氣候、生化、機(jī)械和 電 磁等方面，如溫度、濕度、震 動(dòng)、噪音等。 運(yùn)行條件：指 對(duì)象的工作 電壓 、電流、 應(yīng)力等。工作方式：指 連續(xù)工作或斷 續(xù)工作，以及

12、狀 態(tài)轉(zhuǎn)換等。可靠性分固有可靠性和使用可靠性兩種。 可靠性用可靠度或故障率來(lái)衡量，均與概率有關(guān)。 可靠性研究不能脫離具體研究 對(duì)象。船舶電 力系統(tǒng)的可靠性：在其所 處的特定條件下，在船舶的生命期內(nèi)，能保 證不間斷供電 且保證一定的 電能 質(zhì)量的能力保證可靠性的措施組成系統(tǒng)的各元器件或 設(shè)備應(yīng) 有足夠的可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 保證供電量、運(yùn)行安全和 維護(hù)方便。制訂系統(tǒng)的操作和 維護(hù)規(guī) 章制度，盡可能減少或避免人 為失誤。 通過(guò)檢測(cè) 手段，在故障前兆 時(shí)期及時(shí)報(bào)警，以避免故障 發(fā)生。 把大系統(tǒng)劃分成多個(gè)不同功能的子系 統(tǒng)，各個(gè)系 統(tǒng)保持相對(duì)獨(dú)立性。 有必要的后 備保障。應(yīng)急電力系統(tǒng)應(yīng)急電力系統(tǒng) 船舶電

13、力系統(tǒng)（ 稱為主系統(tǒng)） 的后備系統(tǒng)。作用：在主系 統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，替代主系 統(tǒng)向重要負(fù)載供電。應(yīng)急電力系統(tǒng)分類 以柴油發(fā)電機(jī)組作為電源，叫大 應(yīng)急系統(tǒng)； 以蓄電池組及其充 電設(shè)備作電源，叫 臨時(shí)應(yīng)急系統(tǒng)或小應(yīng)急系統(tǒng)船舶電 力系統(tǒng)的生命力概念艦艇電力系統(tǒng)的生命力：指其在 戰(zhàn)斗或事故中破 損時(shí)，仍能保 證不間斷供電的能力 采用措施:電站：采用多主 電站方案。電網(wǎng)：除饋線式（輻射式）、混合式 （饋線式+干線式）外，還有環(huán)形和網(wǎng)形結(jié)線方式。分區(qū)供 電方式反映了可靠性、生命力和 經(jīng)濟(jì)性并重的思想。第二章 電站參數(shù)選擇第一節(jié)概述第二節(jié)三類負(fù)荷法第三節(jié)需要系數(shù)法電力負(fù)荷計(jì)算方法根據(jù)實(shí)船負(fù)荷情況作記錄和統(tǒng)計(jì)晝夜

14、航行圖表法適用于小船或電力輔機(jī)不多的船舶。概率論法對(duì)設(shè)計(jì)同類型船舶適用。負(fù)荷系數(shù)法方法最簡(jiǎn)單，結(jié)果較準(zhǔn)確，直觀且便于檢查計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算用算式計(jì)算船舶電力負(fù)荷算式計(jì)算法結(jié)果通常偏大。負(fù)荷系數(shù)法又稱負(fù)荷表格法。分類：需要系數(shù)法三類負(fù)荷法三類負(fù)荷法把負(fù)荷分成偶然短時(shí)使用重復(fù)短時(shí)使用長(zhǎng)期使用三類第二節(jié)三類負(fù)荷法、船舶運(yùn)行狀態(tài)及用電設(shè)備的分類、負(fù)荷表的編制與計(jì)算三類負(fù)荷法：基于電力負(fù)荷分類模型的一種 電力負(fù)荷計(jì)算方法，考慮了艦船電力負(fù)荷的特 點(diǎn)，將影響負(fù)荷變化的因素分別用各自的系數(shù)來(lái)表達(dá)，從而提高了 計(jì)算精度。一、船舶運(yùn)行狀 態(tài)民用船舶的運(yùn)行狀態(tài)：航行狀態(tài)；進(jìn)出港狀態(tài)；離靠碼頭狀態(tài)；停泊狀態(tài)；裝卸貨狀態(tài)

15、；應(yīng)急狀態(tài)；應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。水面艦艇的運(yùn)行狀態(tài)停泊狀態(tài)指艦艇停泊或靠岸，包括停泊日常 訓(xùn)練所需用電。起錨防空狀態(tài)包括起錨完畢到主機(jī)起動(dòng)的整個(gè)備航狀態(tài)，同時(shí)要進(jìn)行防空，使用對(duì)空武器 經(jīng)濟(jì)航行狀態(tài)以經(jīng)濟(jì)航速在海區(qū)正常航行。備戰(zhàn)經(jīng)濟(jì)航行狀態(tài)備戰(zhàn)經(jīng)濟(jì)航行狀態(tài)是指編隊(duì)經(jīng)濟(jì)航行并處于備戰(zhàn)狀態(tài)。戰(zhàn)斗狀態(tài)保證戰(zhàn)斗活動(dòng)的所有電氣設(shè)備投入工作。用電設(shè)備分類- 按用途和系 統(tǒng)分類 機(jī)艙輔機(jī)包括為主機(jī)、 鍋爐服務(wù)的輔機(jī)，以及全船性服 務(wù)的輔機(jī)。甲板機(jī)械包括舵機(jī)、起 貨機(jī)、錨機(jī)、絞盤(pán) 機(jī)和舷梯起吊機(jī)等。冷藏通風(fēng) 包括冷藏貨艙、伙食冷 庫(kù)的空調(diào)裝置和通風(fēng)機(jī)等。機(jī)修機(jī)械包括車(chē)床、鉆床、刨床、 電焊機(jī)及機(jī) 艙起重行車(chē)等。

16、用電設(shè)備分類- 按用途和系 統(tǒng)分類照明及生活 設(shè)備 包括照明、航行信號(hào)燈、強(qiáng)光燈、 電熱器、電灶、空 調(diào)等。弱電設(shè)備 包括觀察、通訊和導(dǎo)航設(shè)備。其它特種船需要的 設(shè)備 和電力推 進(jìn)等包括火炮、 魚(yú)雷、水雷、 導(dǎo)彈等的操縱機(jī)械、發(fā)射機(jī)械、 計(jì)算機(jī)指揮儀及消磁裝置等。用電設(shè)備 分類- 按負(fù)荷分類(1) 第一類 負(fù)荷 指船舶在某一運(yùn)行狀 態(tài)下連續(xù)使用的 負(fù)荷。(2) 第二類 負(fù)荷指在某一運(yùn)行狀 態(tài)下，短時(shí)或重復(fù)短 時(shí)使用的負(fù)荷。(3) 第三類 負(fù)荷指船舶在某一運(yùn)行狀 態(tài)下偶然短時(shí)使用的負(fù)荷，以及按操作 規(guī)程可以避開(kāi) 電站尖峰負(fù)荷時(shí)間 使用的 負(fù)荷。、負(fù)荷表的 編制與計(jì)算 1.確定各 項(xiàng)負(fù)荷的已知條件

17、和數(shù)據(jù) 負(fù)荷名稱、用途、類別。 同種類 負(fù)荷的數(shù)量 m。負(fù)荷的 額定數(shù)據(jù)，即機(jī)械 軸上最大功率。機(jī)械軸所配電動(dòng) 機(jī)額定功率 ，額定轉(zhuǎn)速 、額定功率因數(shù)、 額定效率 電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)用電設(shè)備 需要電網(wǎng)供給的最大功率機(jī)械負(fù)荷系數(shù)同時(shí)使用系數(shù)K0I、K0II 選擇 原則 在大的艦船上，由于 負(fù)載數(shù)量多，同 時(shí)工作的可能性小些。因此同 時(shí)工作系數(shù)比 負(fù)載少的艦 船可取小些。艦船活動(dòng)愈緊張，同時(shí)工作系數(shù)就取得愈大，因 為設(shè)備 的同時(shí)工作可能性愈大。通常， K0I 在0.8-1.0 范圍內(nèi)， K0II 在0.3-1.0 范圍內(nèi)。某狀態(tài)需要發(fā)電機(jī)供給的總功率總有功功率：總無(wú)功功率：式中：一該狀態(tài)下第I、U類負(fù)

18、荷總有功功率；該狀態(tài)下第I、U類負(fù)荷總無(wú)功功率。在該狀態(tài)下負(fù)荷的加權(quán)平均功率因數(shù)在該狀態(tài)下可能短時(shí)需要的最大 負(fù)荷式中： 該狀態(tài)下第 III 類負(fù)荷總有功功率。負(fù)荷表的 編制過(guò) 程等數(shù)據(jù)。向輪機(jī)部門(mén)收集全船用 電設(shè)備 原始資料，包括，并據(jù)此從 產(chǎn)品目錄中找出確定運(yùn)行狀 態(tài)，并將全部用 電設(shè)備分類連同已知數(shù)據(jù)填入表中。確定系數(shù)K1、K2和K0,并計(jì)算各組負(fù)荷所需功率。 計(jì)算每一狀 態(tài)下各類負(fù)荷所需總功率。根據(jù)總同時(shí)使用系數(shù)K01、K02并計(jì)及電網(wǎng)損耗5%確定各狀態(tài)所需的電站功率。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，查對(duì)產(chǎn)品目錄，選擇發(fā)電機(jī)功率和數(shù)量，并核 對(duì)各狀態(tài)下發(fā)電機(jī)負(fù)荷百 分率，最后用可能短 時(shí)需要最大負(fù)荷

19、校驗(yàn)發(fā)電機(jī)過(guò)載能力是否滿足。3. 選擇發(fā)電 機(jī)的要求必須保證各種運(yùn)行狀 態(tài)下最大用 電量并都有備用機(jī)組，備用機(jī)組容量應(yīng)不小于運(yùn)行機(jī) 組中最 大一臺(tái)機(jī)組的容量。主 發(fā)電機(jī)一旦故障，能立即投入供 電。每臺(tái)機(jī) 組運(yùn)行負(fù)荷率為 80%左右。發(fā)電機(jī)的類型和功率 應(yīng)盡可能一致，以減少 備品和增強(qiáng)發(fā)電機(jī)組之間的換性，并聯(lián)運(yùn)行也較 方便。艦船在停泊狀 態(tài)的用電量小于最小一臺(tái) 發(fā)電機(jī)的 50 %時(shí)，可安裝停泊 發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量少，以使 維護(hù)簡(jiǎn)單 、管理方便，但也不能太少， 發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期輕載運(yùn)行，這 樣不經(jīng)濟(jì)。一般選用 2-4 臺(tái)。應(yīng)急狀態(tài)應(yīng)單獨(dú)選應(yīng)急發(fā)電機(jī)，不設(shè)備用機(jī)。對(duì)于艦艇，為了提高其生命力， 應(yīng)增加

20、發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和 電站數(shù)，如大型 艦艇為 3-4 個(gè)電站，中 小墊艦艇（如護(hù)衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦）不少于 2個(gè)，小艇 1 個(gè)。當(dāng)一艘艦艇上有兩個(gè) 電站時(shí)，每一電 站要安裝兩臺(tái) 發(fā)電 機(jī)，實(shí)施分區(qū)供 電以提高供 電的生命力。在知道發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量后，可按配套 產(chǎn)品目錄選出原動(dòng)機(jī)。第三節(jié) 需要系數(shù)法需要系數(shù)：用 電設(shè)備實(shí)際 所需要的功率與 額定負(fù)載時(shí)所需的功率的比 值式中：用電設(shè)備實(shí)際 所需功率；用電設(shè)備額 定功率一、計(jì) 算方法計(jì)算各類負(fù)荷的額定所需功率Psn、照明設(shè)備和弱電設(shè)備的額定所需功率，即采用其安裝 總 功率。查表選擇各類負(fù)荷的需要系數(shù)入 Kc。起貨機(jī)負(fù)荷的需要系數(shù)。此系數(shù)隨起 貨機(jī)電氣控制方式和臺(tái)數(shù)

21、而不同，可根據(jù)起 貨機(jī)負(fù)荷曲 線確定。將各類負(fù)荷的額定所需功率乘以需要系數(shù)后 總加，便得到全船所需 總功率 P二、計(jì)算步驟計(jì)算各電動(dòng)機(jī)和其它電氣設(shè)備的額定所需功率。選擇計(jì)算工況，并確定各工況下所需使用的 電氣設(shè)備。估計(jì)各輔機(jī)和各電氣設(shè)備實(shí)際 使用功率，了解使用情況并確定需要系數(shù)。計(jì)算各電氣設(shè)備的所需功率，并 計(jì)算總功率。考慮 5%的電網(wǎng)損失， 計(jì)算所需總功率。選擇發(fā)電 機(jī)組， 計(jì)算各工況下 發(fā)電機(jī)的負(fù)荷百分率。一般 發(fā)電機(jī)組應(yīng)有 10%-20%的功率余 量，因此發(fā)電機(jī)負(fù)荷度不超過(guò) 80%-90%。第三章 艦船同步發(fā)電機(jī)投入并 聯(lián)工作第一 節(jié) 概述第二節(jié) 手 動(dòng)準(zhǔn)同步方法第三 節(jié) 電 抗同步方法

22、第四節(jié) 自 動(dòng)準(zhǔn)同步原理第一 節(jié) 概述通常船舶主電站由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上型號(hào)、 規(guī)格相同的發(fā)電機(jī)組成 多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法：第一臺(tái)發(fā)電機(jī)起動(dòng)后無(wú)條件接入電網(wǎng)，從第二臺(tái)發(fā)電機(jī)起，依次起動(dòng)，須經(jīng)“投入并聯(lián)”的操作接入電網(wǎng)“投入并聯(lián)”也叫“并車(chē)”。并車(chē)條件待并發(fā)電機(jī)輸出電壓的幅值與電網(wǎng)電壓幅值相等；待并發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率與電網(wǎng)頻率相等；待并發(fā)電機(jī)輸出電壓的相位與電網(wǎng)電壓的相位相等。簡(jiǎn)言之，要求兩發(fā)電機(jī)的電壓瞬時(shí)值完全相等。并車(chē)條件假設(shè)：待并發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電壓為：電網(wǎng)的瞬時(shí)電壓為：條件暫態(tài)過(guò)程定義：待并發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)閉合瞬間的電路狀態(tài)。電路變換過(guò)程,進(jìn)入暫態(tài)， 再漸首先進(jìn)入次暫態(tài)過(guò)程，電樞回路的

23、阻抗從次 暫態(tài)電抗?jié)u變?yōu)樽優(yōu)?，進(jìn)入穩(wěn)態(tài) 。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼 繞組時(shí)，無(wú)次暫態(tài)，僅從 漸變?yōu)椴④?chē)條件分析 - 等值電 路實(shí)用的并 車(chē)條件電壓幅 值偏差在 10% 以內(nèi)， 頻率偏差在 1% 以內(nèi)， 相位差在 15 電角度以內(nèi)。并車(chē)方法分類準(zhǔn)（ 確） 同步法 直接按上述三條件 實(shí)現(xiàn) 并車(chē)的方法?？煞譃?手動(dòng)準(zhǔn)同步法和自 動(dòng)準(zhǔn)同步法兩種。電抗同步法或粗同步法通過(guò)增加并車(chē)電抗器及相應(yīng)附屬電器使并車(chē)條件適當(dāng)放 寬，操作較為簡(jiǎn)捷的一種并 車(chē)方法。 這是目前我國(guó)船舶廣泛 應(yīng)用的一種并 車(chē)方法。第二節(jié) 手 動(dòng)準(zhǔn)同步方法定義：由操作人員觀察儀表、指示器并相 應(yīng)手動(dòng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，使待并 發(fā)電機(jī)滿足準(zhǔn)同步并 車(chē)三條

24、 件，并在恰當(dāng) 時(shí)刻完成待并 發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)（待并發(fā)電機(jī)的主開(kāi)關(guān) 閉合，也叫合 閘）的操作， 叫做手動(dòng)準(zhǔn)同步并 車(chē)（操作） 。手動(dòng)準(zhǔn)同步并 車(chē)步驟是: 第一步，起 動(dòng)待并 發(fā)電機(jī)，加上勵(lì)磁，建立 電壓 第二步， 觀察電壓表。電壓表有兩個(gè)，一個(gè)指示待并 發(fā)電機(jī)輸出電壓，另一個(gè)指示 電網(wǎng)( 匯流排) 電壓。 判斷兩電壓表指示的電壓偏差是否在 10% 以內(nèi)，若兩者偏差 過(guò)大，則應(yīng)手動(dòng)調(diào)整待并發(fā)電 機(jī)調(diào)壓 器的有關(guān)旋 鈕或手柄，使 Ug 接近 Un。第三步， 觀察頻率表。頻率表有兩個(gè)。判斷頻率偏差是否在 1% 以內(nèi)。若偏差 過(guò)大，則應(yīng)手動(dòng)調(diào)整待并 發(fā)電機(jī)的原 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。實(shí)船操作時(shí)，調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的參數(shù)

25、時(shí)，通常使Ug略大于Un, fg略大于fn 。檢測(cè) 相位差有兩類指示器第四步， 檢測(cè) 相位差。一類為 指示燈。即燈光明暗法和燈光旋 轉(zhuǎn)法。 另一類指示器是同步表，也叫整步表或同步指示器(1) 燈光明暗法 U=0,指示燈不發(fā)光。 燈光旋轉(zhuǎn)法 燈1滅，燈2和燈3亮度相同，表示S =0。(3)同步表法 S =0,指針指示鐘表12時(shí)位置上。同步表法接線圖第五步， 選擇恰當(dāng)時(shí)刻合閘。開(kāi)關(guān)固有 動(dòng)作時(shí)間主開(kāi)關(guān)從接受合 閘指令到真正 閉合電路有一個(gè)時(shí)間延滯 ts。 大小約在 0.1S 這個(gè)數(shù)量 級(jí)。為了使合閘時(shí)刻S =0,發(fā)合閘指令應(yīng)取一定的時(shí)間或相位差提前量結(jié)論 并車(chē)操作包括觀察儀表， 調(diào)整(電壓和頻率)

26、及選擇恰當(dāng)時(shí)刻合閘； 全過(guò)程能否快速、理想地完成，取決于操作人 員的素 質(zhì)和經(jīng)驗(yàn) ； 為了降低操作 難度，保證人工操作的安全性， 產(chǎn)生了電抗器并車(chē)的方法 （粗同步并車(chē)法） 。第三 節(jié) 電抗同步方法原理：放寬了準(zhǔn)同步并車(chē)的條件，其中電壓條件不變，頻率條件放寬到Af在3%以內(nèi)，相位條 件放寬到3工180，即S幾乎不受限制。因此，又稱 為粗同步并 車(chē)方法。粗同步并車(chē)過(guò)程當(dāng)起動(dòng)待并發(fā)電機(jī)G,并建立電壓后，檢測(cè)并車(chē)條件（放寬了的），若滿足條件，首先合上S2,使G通過(guò)并車(chē)電抗器LS接入電網(wǎng)。電抗器限制了并車(chē)沖擊電流，保證了投入并聯(lián)的安 全性。經(jīng)一定時(shí)間的整步作用，再合上Q,并且打開(kāi)S2,完成整個(gè)并車(chē)操作。

27、二、并車(chē)電抗器作用： 限制并車(chē)條件放寬后可能出現(xiàn)的過(guò)大的并車(chē)沖擊電流。要求：在通過(guò)大電流的條件下， 電抗值應(yīng)能穩(wěn)定不變。電抗器必須有較大的電抗值；電抗器 值計(jì)算 忽略發(fā)電機(jī)電樞電阻及并車(chē)電抗器電阻；設(shè)兩發(fā)電 機(jī)次暫態(tài)電 抗相同， 為；開(kāi)關(guān)S2閉合瞬間產(chǎn)生環(huán)流的直流分量?jī)H持續(xù)幾十毫秒，因此并 車(chē)電抗器主要用來(lái)限制沖 擊 電流的交流分量。沖擊電流的交流分量考慮最惡劣的相角條件，即幾點(diǎn)說(shuō)明：盡管并車(chē)電杭器是根據(jù)S =180。條件計(jì)算的，但我們已經(jīng)知道S角越大，自整步作用就越 小，而有可能使 發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不能達(dá)到同步。因此，實(shí)際粗同步操作時(shí)，限制S在90。以 內(nèi)才能保 證并車(chē)的成功。并車(chē)電杭器有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)

28、品，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可按計(jì)算值選用。不同類型、不同功率的 發(fā)電機(jī)組并車(chē)時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用要求 規(guī)定并車(chē)方向，考慮相應(yīng)的措 施。為安全起見(jiàn)，粗同步并 車(chē)電抗器應(yīng)按功率小的機(jī) 組設(shè)計(jì)。并車(chē)接觸器的 選擇 步驟：(1) 初步選定接觸器型號(hào)，從相 應(yīng)產(chǎn)品目錄或資料中查出接觸器觸 頭熱容量值 ，單位為(2) 取并車(chē)電抗器工作時(shí)間 top =(68)s ，作為接觸器的持 續(xù)接通時(shí)間，求出接觸器允 許短 時(shí)沖擊電 流值 I1( 單位 kA)(3) 按原則，確定接觸器 額 定容量。自動(dòng)準(zhǔn)同步原理 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車(chē)裝置的功能 檢測(cè)準(zhǔn)同步并車(chē)的條件是否滿足。條件滿足時(shí)，允許發(fā)合閘指令， 應(yīng)含有適當(dāng)提前量。當(dāng)頻率條件不滿足時(shí)，

29、 應(yīng)能根據(jù)頻率差的方向及大小向待并 發(fā)電機(jī)組發(fā)出調(diào)整信號(hào) 當(dāng)電壓條件不滿足時(shí)，由發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)整裝置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。相角條件是動(dòng)態(tài)條件，不滿足要求時(shí)不必調(diào)整，只需等待一段 時(shí)間并車(chē)方法 模擬量并車(chē)方法：根據(jù)交流電壓的模擬信號(hào)來(lái)檢測(cè)并車(chē)條件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并車(chē)操作的方法。 數(shù)字量并車(chē)方法：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)并車(chē)方法。模擬量方法待并發(fā)電機(jī)電壓瞬時(shí)值為電網(wǎng)電壓瞬時(shí)值為差頻電壓差頻電壓瞬時(shí)值鋸齒波差頻電壓用差頻鋸齒波鑒別差頻符號(hào)兩相位鑒別法移相鑒別原理和波形圖并車(chē)合閘指令的提前量提前量由主開(kāi)關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間決定。有兩種使提前量等于主開(kāi)關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間的方法：恒定提前時(shí)間法和恒定提前相角法。恒

30、定提前相角的實(shí)現(xiàn) 恒定提前相角電路原理及波形恒定提前 時(shí)間法 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車(chē)裝置原理框 圖數(shù)字量方法頻率差 檢測(cè)數(shù)字量方法頻率調(diào)整相位差 檢測(cè)與合閘控制相位差 檢測(cè)流程圖第四章 船舶同步 發(fā)電機(jī)電壓及無(wú)功功率自 動(dòng)調(diào)整第一 節(jié) 概述第二節(jié) 相復(fù)勵(lì)原理第三 節(jié) 可控硅勵(lì)磁裝置第四 節(jié) 可控相復(fù)勵(lì)原理第五 節(jié) 無(wú)刷勵(lì)磁第六節(jié) 并聯(lián)運(yùn)行的同步 發(fā)電機(jī)之間無(wú)功功率 的分配與 穩(wěn)定第一 節(jié) 概述船舶電網(wǎng)電壓波動(dòng)的原因 - 負(fù)載變動(dòng) 一是負(fù)載的功率因數(shù)不 變，負(fù)載電 流幅值變化;二是負(fù)載電 流幅值不變，而功率因數(shù) 變化同步發(fā)電機(jī)矢量 圖當(dāng)忽略 發(fā)電機(jī)電樞電阻并考 慮發(fā)電機(jī)為隱極型式 時(shí)，電壓平衡方程式 為

31、式中： 發(fā)電機(jī)端 電壓；發(fā)電機(jī)空載電勢(shì)；發(fā)電機(jī)電樞電流；發(fā)電機(jī)同步 電抗。當(dāng)E不變，而I的幅值或相位變化時(shí)，都將引起U的幅值變化。由可知，f和 的變化也將引起E的變化，從而使U變化。若勵(lì)磁 電路中存在半 導(dǎo)體元件， 則環(huán)境溫度也最 終會(huì)影響到 發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小。電壓變 化率、電壓調(diào) 整率USMfe示電壓穩(wěn)態(tài)極大值Usmax或極小值Usmin; UDM表示電壓動(dòng)態(tài)極大值UDma或極小值UDmin國(guó)標(biāo)規(guī) 定-11991年版中華人民共和國(guó)船舶 檢驗(yàn)局內(nèi)河 鋼船建造規(guī)范3. 2. 2 條規(guī)定交流發(fā)電機(jī)連同其調(diào)整裝置，在原 動(dòng)機(jī)正常速度特性情況下、當(dāng) 發(fā)電機(jī)的負(fù)載自空 載至滿載之間的任一負(fù)載時(shí)，并使

32、功率因數(shù)保持 額定值，發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓變 化率應(yīng)不超過(guò) 額定電壓的 2. 5% 。 應(yīng)急發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓變 率應(yīng)不超過(guò)額定電壓的 5% ，額定容量小于50kVA的交流發(fā)電機(jī)，其穩(wěn)態(tài)電壓變化率應(yīng)不超過(guò)額定電壓的5%國(guó)標(biāo)規(guī)定-2;1996 年版中國(guó)船 級(jí)社的鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 4. 1.7.2 條規(guī)定 由調(diào)速特性符合第 3篇第 7章或第 8章或第 9章要求的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)連其勵(lì)磁系 統(tǒng)，應(yīng)能在負(fù)載自空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)，且其功率因數(shù) 為額定值情況下，保持其 穩(wěn)定電壓 的變化率在額定電壓的 2. 5% 以內(nèi)。應(yīng)急發(fā)電機(jī)可允許為 3.5% 以內(nèi)。國(guó)標(biāo)規(guī)定-3 1996 年版中國(guó)船 級(jí)社的鋼

33、質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 4.1.7.3 條規(guī)定 交流發(fā)電 機(jī)在負(fù)載為 空載，轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速， 電壓接近額定值狀態(tài)下，突加和突卸 60%額定 電流及功率因數(shù)不超 過(guò) 0.4( 滯后)的對(duì)稱負(fù)載時(shí)，當(dāng)電壓跌落時(shí)，其瞬態(tài)電壓值應(yīng)不低于額 定電壓的 85%；當(dāng)電壓上升時(shí)，其瞬態(tài)電壓值應(yīng) 不超過(guò)額定電壓的 120%，而電壓恢復(fù)到與最 后穩(wěn)定值相差 3%以內(nèi)所需的 時(shí)間應(yīng)不超過(guò) 1.5s。船用自 動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置的要求電壓變化率；有足夠的強(qiáng)勵(lì)能力； 電磁兼容性 (electromagnetic compatibility) 自勵(lì)起 壓性能。交流同步 發(fā)電 機(jī)勵(lì)磁系 統(tǒng)分類第二節(jié) 相復(fù)勵(lì)原理自勵(lì)：指從 發(fā)電 機(jī)

34、電樞輸出端取出一部分 電能， 經(jīng)適當(dāng)變換 后用于自身勵(lì)磁 根據(jù)負(fù)載電流的大小變化作出的調(diào)整作用叫復(fù)勵(lì)作用； 根據(jù)負(fù)載電流的相位變化作出的調(diào)整作用叫相位 補(bǔ)償作用。 綜合起來(lái)叫做相復(fù)勵(lì)作用。勵(lì)磁電流：設(shè)發(fā)電機(jī)磁路不 飽和，令，則空載時(shí)1=0,為了維持空載電壓，發(fā)電機(jī)需要空載勵(lì)磁電流；負(fù)載時(shí)，為了保持端電壓U不 變，勵(lì)磁電流必須增加第二部份，用來(lái) 補(bǔ)償電樞反應(yīng)的作用。勵(lì)磁電流的第一部分與端 電壓有關(guān)，叫 電壓分量 第二部分與 負(fù)載電 流有關(guān)，叫 電流分量。相復(fù)勵(lì)原理 原理發(fā)電機(jī)恒壓的勵(lì)磁電流規(guī)律 分類：一、電 流相加相復(fù)勵(lì)二、電 磁相加相復(fù)勵(lì)一、 電 流相加相復(fù)勵(lì)裝置電流相加相復(fù)勵(lì)的等 值電 路條

35、件忽略電抗器LC的電阻，設(shè)其電抗值為XLc；忽略電流互感器的 損耗 ；設(shè)原、副邊匝數(shù)比為 Ki, 則副邊電流 I =KiII 的大小 僅與 I 有關(guān)而與副 邊回路阻抗無(wú)關(guān)，即 TA 副邊可看作一個(gè) 電流源。勵(lì)磁電流求解先考慮電壓源作用，將 電流源開(kāi)路。再考慮電 流源作用，將 電壓源短路所以， 總勵(lì)磁電流幾點(diǎn)討論：只要選擇 ，就可保 證發(fā)電機(jī)端電壓恒定。的意義：代表整流器UR交流側(cè)的勵(lì)磁電流；電抗器LC是實(shí)現(xiàn)復(fù)勵(lì)作用的必要條件，通常稱 電抗器LC為“復(fù)勵(lì)阻抗”。XLC的大小一旦確定，就不希望它 變化，因此在鐵心中保留有一段 間隙，保證磁路不飽 和，電抗值XLC是常數(shù)。因此，LC又叫“線性電抗器”

36、。相復(fù)勵(lì)裝置勵(lì)磁 電流矢量 圖相復(fù)勵(lì)的作用1.復(fù)勵(lì)作用相復(fù)勵(lì)的作用 2.相位補(bǔ)償作用、電磁相加相復(fù)勵(lì)裝置 電磁相加相復(fù)勵(lì)裝置 單 相電路單相等值電路發(fā)電機(jī)自勵(lì)起 壓過(guò)程特性曲 線第三 節(jié) 可控硅勵(lì)磁裝置可控硅勵(lì)磁裝置 單相原理 圖基本原理取發(fā)電機(jī)端電壓經(jīng)變壓 器降壓或直接作 為可控硅主 電路電源；同 時(shí)發(fā)電 機(jī)端電壓經(jīng) 降壓、整 流、濾波后轉(zhuǎn)換成平滑的直流 電壓，該電壓 與端電壓大小成比例、通 過(guò)與給定電壓作比較， 取得兩者的偏差 值，再用來(lái)控制可控硅的移相觸 發(fā)電路，調(diào)節(jié)可控角的 導(dǎo)通角大小，從而 實(shí) 現(xiàn)對(duì)可控硅 輸出的勵(lì)磁 電流的調(diào)節(jié)。控制系 統(tǒng)方塊圖應(yīng)用受到限制的原因1)這種自勵(lì)型 發(fā)電

37、機(jī)系統(tǒng)的自激起 壓能力差，因此必 須附加發(fā)電機(jī)起壓輔助環(huán)節(jié)。(2) 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路、 電壓大幅度跌落 時(shí)，可控硅勵(lì)磁裝置無(wú)法提供必要的勵(lì)磁 電流，更 談 不上強(qiáng)勵(lì)能力了。(3) 可控硅提供的勵(lì)磁 電流直接由 發(fā)電機(jī)供給，在可控硅觸 發(fā)導(dǎo)通瞬間會(huì)造成 發(fā)電機(jī)端電壓 波形變形; 其提供的勵(lì)磁 電流中也含有豐富的 諧波成分，又會(huì)造成 發(fā)電機(jī)端電壓全周期內(nèi)的 變形。(4) 雖然可控硅勵(lì)磁裝置體 積小、重量 輕，但元件多。若某一元件不可靠，必將影響整個(gè)裝 置的可靠性。第四 節(jié) 可控相復(fù)勵(lì)原理 結(jié)構(gòu)以相復(fù)勵(lì)為勵(lì)磁裝置主體，加上根據(jù) 電壓偏差信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的電壓校正器(AVR )部分組成。功能相復(fù)勵(lì)部分保 證

38、了發(fā)電機(jī)的自激起 壓及強(qiáng)勵(lì)性能，而且 動(dòng)態(tài)性能好，但相復(fù)勵(lì) 調(diào)節(jié)精度不太 高。由AVR進(jìn)一步提高調(diào)壓精度。比較橋 路及其特性曲 線基本原理當(dāng)UivUw時(shí)，兩條支路上均無(wú)電流流過(guò)UCD=UAB；當(dāng)UiUw時(shí)，穩(wěn)壓管兩端電壓為Uw可得到電壓平衡，即。可控相復(fù)勵(lì)種類可控移相 電抗器形式可控相復(fù)勵(lì)種類 可控 電 流互感器形式可控相復(fù)勵(lì)種類可控飽和電抗器分流形式可控相復(fù)勵(lì)種類可控硅分流形式第五 節(jié) 無(wú)刷勵(lì)磁無(wú)刷勵(lì)磁基本思路：把常 規(guī)發(fā)電機(jī)定、 轉(zhuǎn)子間的電的聯(lián)系改為磁的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)：發(fā)電機(jī)采用旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式，其轉(zhuǎn)子為勵(lì)磁繞組；交流勵(lì)磁機(jī)采用旋 轉(zhuǎn)電樞式、其定子 為 勵(lì)磁繞組。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁機(jī)的 電樞繞

39、組固定于同一 轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸上還有整流器， 稱為旋轉(zhuǎn)整流器。勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁 電流則由發(fā)電機(jī)通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié) 裝置提供。改善動(dòng)態(tài)性能的措施(1) 電機(jī)采用隱極轉(zhuǎn)子，減小 轉(zhuǎn)子漏抗，從而減小 暫態(tài)電抗 Xd ，電壓恢復(fù)時(shí)問(wèn)較短(2) 在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝完全的阻尼 繞組，使次暫態(tài)電抗Xd減小。(3) 適當(dāng)提高交流勵(lì)磁機(jī)的 頻率，以減小其 時(shí)間 常數(shù)。(4) 采用強(qiáng)勵(lì)性能好的勵(lì)磁裝置。(5) 改旋轉(zhuǎn)整流器為旋轉(zhuǎn)可控硅。采用旋 轉(zhuǎn)可控硅的無(wú)刷勵(lì)磁 有輔助勵(lì)磁機(jī)的無(wú)刷勵(lì)磁系 統(tǒng)1FC5 型無(wú)刷勵(lì)磁裝置原理 圖 第六節(jié) 并聯(lián)運(yùn)行的同步 發(fā)動(dòng) 機(jī)#之間功功率的分配與 穩(wěn)定發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行與 單機(jī)運(yùn)行 首先，電網(wǎng)電壓(用

40、匯流排電壓表示)與各發(fā)電機(jī)端電壓相等，因此每一臺(tái) 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 電流 的變化將影響整個(gè) 電網(wǎng)的電壓變 化。另外，當(dāng) 負(fù)載要求的總無(wú)功功率不 變時(shí)，還產(chǎn)生了各臺(tái) 發(fā)電機(jī)承擔(dān)多少無(wú)功功率的 問(wèn)題。(1) 怎樣分配才是合理的或是最佳的；(2) 分配不符合要求 時(shí)，怎樣轉(zhuǎn)移各臺(tái) 發(fā)電機(jī)承擔(dān)的無(wú)功，使之 趨于合理；(3) 達(dá)到合理分配狀 態(tài)時(shí)，能否保持下去，即分配是否 穩(wěn)定。無(wú)功功率的合理分配鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 4.1.7.6 條規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的各交流 發(fā)電機(jī)組均應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，且當(dāng) 負(fù)載在總額定負(fù)載 的 20%-100%范圍內(nèi)變 化時(shí)，各發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的無(wú)功功率與 總無(wú)功負(fù)載按機(jī)組定額比例分配 值之

41、差，應(yīng)不超過(guò)下 列數(shù)值中的較小者:最大機(jī) 組額定無(wú)功功率的 10%；最小機(jī) 組額定無(wú)功功率的 25%。我國(guó)內(nèi)河 鋼船建造 規(guī)范中也有類似的要求。 總之，規(guī)范要求無(wú)功功率按 發(fā)電機(jī)額定功率比例 進(jìn)行分配。 認(rèn)為這樣 的分配是合理的。發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作時(shí)的環(huán)流并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)之間的矢量關(guān)系二、無(wú)功功率 轉(zhuǎn) 移 電勢(shì)不等，無(wú)功分配不均； 電勢(shì) 相等，無(wú)功也就均勻分配，因此要使無(wú)功功率均勻分配必 須 調(diào)整電勢(shì)。調(diào)整電勢(shì) 的方法就是 調(diào)節(jié)勵(lì)磁 電流。調(diào)勵(lì)磁電流不希望改 變電網(wǎng)電壓，因此在減少一臺(tái) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的同時(shí)，必須相應(yīng)地增加 另一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 電流。因電網(wǎng)電壓不變，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置是不會(huì) 進(jìn)行自動(dòng)調(diào)

42、整的，所以， 轉(zhuǎn)移無(wú)功的勵(lì)磁 調(diào)節(jié) 是 人為的調(diào)節(jié)或附加裝置的自 動(dòng)調(diào)節(jié) 。三、無(wú)功功率分配的 穩(wěn)定性 討論1. 發(fā)電機(jī)的調(diào)壓特性2. 無(wú)差特性無(wú)差特性是呈水平直 線的調(diào)壓特性，即當(dāng)無(wú)功 電流IQ變化時(shí)，端電壓變化 U=0的特 性。當(dāng)IQ變化時(shí)，去磁的電樞反應(yīng)變化，必定引起端 電壓的變化（單機(jī)運(yùn)行時(shí)），但 U=0 說(shuō)明自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置AVR在起作用，調(diào)節(jié)屬可控類型。3.有差特性有差特性是指當(dāng)IQ增大時(shí)，4U也增大的調(diào)壓特性。由于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)作 用，4U的變化雖存在，但比發(fā)電機(jī)的外特性上4U的變化要小得多。簡(jiǎn)化看，可認(rèn)為有差 特性是一根略向右 傾斜的直線。4. 調(diào)差系數(shù) KcKc 是指

43、調(diào)壓特性下傾角的正切 值，定義值不小于 0當(dāng)把特性看作一根直 線，且U和IQ采用標(biāo)么值時(shí),Kc表示發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的靜態(tài)電壓調(diào)整率 從公式可看出，無(wú)差特性的 =0 ，有差特性的 0。四、調(diào)差環(huán)節(jié)原理單相測(cè)量變壓器的調(diào)差電路調(diào)差電 路的矢量關(guān)系五、差 動(dòng)環(huán)流補(bǔ)償電 路原理差動(dòng)環(huán)流補(bǔ)償電 路的等值電路六、均 壓線第五章 船舶同步 發(fā)電機(jī)#頻率及有功功率自 動(dòng)調(diào)整 第一 節(jié) 概述第二節(jié) 調(diào) 速器作用原理和特性第三節(jié) 并聯(lián)運(yùn)行的同步 發(fā)電機(jī)之 間有功功率的分配第四節(jié) 自 動(dòng)頻載調(diào)節(jié) 裝置原理第一 節(jié) 概述船舶電站負(fù)載發(fā)生變化，使原 動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)電機(jī)組負(fù)載功率的平衡關(guān)系被破壞，引起 發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化，而使電網(wǎng)頻率發(fā)生變化（f=Pn/60 ）。當(dāng)電網(wǎng)頻率降低 時(shí)，由于異步 電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速下降， 軸上輸出功率和效率降低。在 電動(dòng)機(jī)電壓 不變的情況下，磁化 電流增加會(huì)引起 鐵芯和繞組發(fā)熱；當(dāng)頻率高于額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升 高，其 輸出功率增加，使 電動(dòng)機(jī)過(guò)載。國(guó)標(biāo)規(guī) 定-1鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范第 3篇 9.7.3.1 條帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)的原動(dòng)機(jī)（包括柴油機(jī)和汽 輪機(jī)）須裝有調(diào)速器，其 調(diào)速特性應(yīng)符合下列 規(guī)定: 當(dāng)突然卸去額定負(fù)荷時(shí)，其瞬時(shí)調(diào)速率不大于 額定轉(zhuǎn)速的 10%,穩(wěn)定調(diào)速