船舶電力系統(tǒng)的組成

1、第十二章船舶電力系統(tǒng)的組成第十二章船舶電力系統(tǒng)的組成第1章第2頁 1.1 1.1 概述概述 1.1.1 1.1.1 船舶電力系統(tǒng)的組成及特點船舶電力系統(tǒng)的組成及特點 1)1)船舶電力系統(tǒng)的組成船舶電力系統(tǒng)的組成 電源裝置電源裝置電能產(chǎn)生（發(fā)電）電能產(chǎn)生（發(fā)電） 配電裝置配電裝置電能分配（配電）電能分配（配電） 電力網(wǎng)電力網(wǎng)電能傳輸（輸電）電能傳輸（輸電） 負載負載電能消耗（用電）電能消耗（用電）按照一定方式連按照一定方式連接的整體接的整體第十二章船舶電力系統(tǒng)的組成第十二章船舶電力系統(tǒng)的組成船船舶舶電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)簡簡圖圖ABB電源裝置電源裝置配電裝置電力網(wǎng)負載電源裝置電源裝置： 將機械能、化學

2、能等能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。將機械能、化學能等能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。 船舶電源主要是指發(fā)電機和蓄電池。船舶電源主要是指發(fā)電機和蓄電池。 主電源主電源-柴油發(fā)電機組柴油發(fā)電機組 2 2-4-4臺臺 應(yīng)急電源應(yīng)急電源應(yīng)應(yīng)急柴油發(fā)電機急柴油發(fā)電機 1 1臺臺 小應(yīng)急電源小應(yīng)急電源蓄蓄電池電池1）船舶電力系統(tǒng)的組成）船舶電力系統(tǒng)的組成配電裝置配電裝置： 對電源和用電設(shè)備進行保護、監(jiān)測、對電源和用電設(shè)備進行保護、監(jiān)測、分分配配、轉(zhuǎn)換、控制的裝置。、轉(zhuǎn)換、控制的裝置。 構(gòu)成：構(gòu)成：主配電屏（發(fā)電機控制屏、并車屏）主配電屏（發(fā)電機控制屏、并車屏）應(yīng)急配電屏應(yīng)急配電屏負荷屏（照明、動力分配屏）負荷屏（照明、動力

3、分配屏）蓄電池充放電屏蓄電池充放電屏 全船電纜電線的總稱全船電纜電線的總稱分類：分類：動力電網(wǎng)、照明電網(wǎng)、應(yīng)急電網(wǎng)、低壓電網(wǎng)和動力電網(wǎng)、照明電網(wǎng)、應(yīng)急電網(wǎng)、低壓電網(wǎng)和弱電電網(wǎng)等。弱電電網(wǎng)等。 形式：形式：三相絕緣系統(tǒng)三相絕緣系統(tǒng) 電纜用多股軟線：防火、防油、防機械沖擊電纜用多股軟線：防火、防油、防機械沖擊船舶電力網(wǎng)船舶電力網(wǎng) 全船所有用電設(shè)備。全船所有用電設(shè)備。動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)（各類電動機，三相（各類電動機，三相380伏）伏）甲板機械：錨機甲板機械：錨機 、舵機、起貨機、絞纜機、舷梯起吊機等、舵機、起貨機、絞纜機、舷梯起吊機等機艙機械：為主機、副機、鍋爐服務(wù)各類的輔機（各種泵）機艙機械：為主機

4、、副機、鍋爐服務(wù)各類的輔機（各種泵） 冷庫、艙室空調(diào)等制冷設(shè)備冷庫、艙室空調(diào)等制冷設(shè)備照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)（220伏）伏）照明電器（艙室、生活場所的各類照明燈具）照明電器（艙室、生活場所的各類照明燈具）生活用電器生活用電器電航儀器設(shè)備電航儀器設(shè)備 負載負載 1 1） 船舶電力系統(tǒng)的特點船舶電力系統(tǒng)的特點 電站容量相比陸上要小得多。電站容量相比陸上要小得多。單機容量一般不超過單機容量一般不超過10001000KWKW，裝機總功率不超過裝機總功率不超過50005000KW.KW.（船小于船小于1010萬噸）萬噸） 第四代集裝箱船大大超過第四代集裝箱船大大超過50005000kwkw中海中海850850

5、（85008500箱）箱） 14.6 14.6兆瓦兆瓦發(fā)電機類型發(fā)電機類型船舶發(fā)電機的原動機多為柴油機：船舶發(fā)電機的原動機多為柴油機：起動快、機動性強起動快、機動性強（與陸上電力系統(tǒng)相比較）（與陸上電力系統(tǒng)相比較）配電裝置特點：配電裝置特點：船舶電網(wǎng)電壓低、輸電距離短，故障時沖擊電流船舶電網(wǎng)電壓低、輸電距離短，故障時沖擊電流大，要求有完善的保護系統(tǒng)大，要求有完善的保護系統(tǒng)船舶電力系統(tǒng)的負載特點：船舶電力系統(tǒng)的負載特點： 單負載（電動機）功率大，容易造成電網(wǎng)電壓頻率的波動。單負載（電動機）功率大，容易造成電網(wǎng)電壓頻率的波動。供配電的方式特點：供配電的方式特點： 根據(jù)負荷需要投入相應(yīng)臺數(shù)的發(fā)電機組

6、根據(jù)負荷需要投入相應(yīng)臺數(shù)的發(fā)電機組 正常航行時：正常航行時：1 1臺臺 進出港、風浪、裝卸貨：進出港、風浪、裝卸貨： 2 2臺臺船舶電力系統(tǒng)的特點船舶電力系統(tǒng)的特點 1.2 船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù) 電流種類(電制) 直流電制直流電制交流電制交流電制 （工作量?。?電動機和電器工作的可靠性電動機和電器工作的可靠性 電氣設(shè)備重量、尺寸、價格的比較電氣設(shè)備重量、尺寸、價格的比較 船舶機械電力拖動需要的特性的保證船舶機械電力拖動需要的特性的保證 線制：三相三線，中性點不接地線制：三相三線，中性點不接地電流種類（電制）、額定電壓、額定頻率電流種類（電制）、額定電壓、額定頻率船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)船舶電力

7、系統(tǒng)的基本參數(shù) 額定電壓、頻率等級額定電壓、頻率等級 額定電壓、頻率關(guān)系到電氣設(shè)備的重量、體積。額定電壓、頻率關(guān)系到電氣設(shè)備的重量、體積。與本國陸上電制參數(shù)一致，使船舶電氣設(shè)備具有通用性。與本國陸上電制參數(shù)一致，使船舶電氣設(shè)備具有通用性。* *例如美國和日本采用例如美國和日本采用450450V V、60Hz60Hz的電制，的電制，* *我國和前蘇聯(lián)等均采用我國和前蘇聯(lián)等均采用400400V V、50Hz50Hz的電制。的電制。額定頻率：我國采用額定頻率：我國采用5050HzHz，歐美采用歐美采用6060HzHz。船舶電網(wǎng)：中、低壓。船舶電網(wǎng)：中、低壓。我國：我國：2424V V、110V110

8、V、220V220V、380V380V、1KV1KV、3KV3KV、6KV6KV1.3 發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則 *船舶電站容量和發(fā)電機組數(shù)量是從船舶電站容量和發(fā)電機組數(shù)量是從滿足船舶用電的需求，滿足船舶用電的需求，并保證船舶的安全性和經(jīng)濟性并保證船舶的安全性和經(jīng)濟性而確定的。而確定的。* *船舶電站容量既不等于全船所有用電設(shè)備的標稱電功率的船舶電站容量既不等于全船所有用電設(shè)備的標稱電功率的總和，也不等于船舶某一運行工況下所用全部用電設(shè)備總和，也不等于船舶某一運行工況下所用全部用電設(shè)備標稱電功率的總和。標稱電功率的總和。* 總功率是通過船舶在各種運行工作情況下的電力負荷計總功率是通過船舶在各

9、種運行工作情況下的電力負荷計算來確定的。并考慮到電網(wǎng)損耗、同時系數(shù)等，最后才算來確定的。并考慮到電網(wǎng)損耗、同時系數(shù)等，最后才能確定發(fā)電機組的功率和數(shù)量。能確定發(fā)電機組的功率和數(shù)量。發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則船舶的運行工況船舶的運行工況航行工況航行工況 （貨輪的全速滿載航行時間約占船舶運行周期的（貨輪的全速滿載航行時間約占船舶運行周期的 41，油輪占，油輪占64）進出港工況進出港工況 （船舶進出港低速航行、靠離碼頭等機動時間約（船舶進出港低速航行、靠離碼頭等機動時間約 占運行周期的占運行周期的1）離靠碼頭狀態(tài)離靠碼頭狀態(tài)（起錨到主機起動為止的整個備航階段）（起錨到主機起

10、動為止的整個備航階段）裝卸貨工況裝卸貨工況 （貨輪裝卸所載貨物期間約占運行周期的（貨輪裝卸所載貨物期間約占運行周期的18， 油輪占油輪占7）停泊工況停泊工況 （貨輪的無裝卸作業(yè)停泊時間約占運行周期的（貨輪的無裝卸作業(yè)停泊時間約占運行周期的 40，油輪占，油輪占28）應(yīng)急工況應(yīng)急工況 （發(fā)生進水、火災(zāi)等海損引起主發(fā)電機失效而啟（發(fā)生進水、火災(zāi)等海損引起主發(fā)電機失效而啟 用應(yīng)急發(fā)電機的工況用應(yīng)急發(fā)電機的工況) 確定電站容量的基本原則確定電站容量的基本原則 電站容量應(yīng)能滿足船舶在各種運行況下的用電量，并有電站容量應(yīng)能滿足船舶在各種運行況下的用電量，并有適當?shù)脑Ａ?，確保連續(xù)可靠的供電。但從經(jīng)濟性考慮，

11、冗余適當?shù)脑Ａ?，確保連續(xù)可靠的供電。但從經(jīng)濟性考慮，冗余功率又不能太大。功率又不能太大。發(fā)電機組容量和數(shù)量的選擇原則發(fā)電機組容量和數(shù)量的選擇原則 * *單機組容量以最高負荷率為單機組容量以最高負荷率為8080來確定為宜來確定為宜* *船舶電站必須有備用機組，其容量要能滿足船舶各運行船舶電站必須有備用機組，其容量要能滿足船舶各運行 工況的用電需求工況的用電需求 確定單機組容量和機組數(shù)量時，要考慮各機組的使用壽確定單機組容量和機組數(shù)量時，要考慮各機組的使用壽命應(yīng)與主機壽命相當命應(yīng)與主機壽命相當發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則總之：船舶電站的實際容量和數(shù)量的選擇綜合考慮了船舶發(fā)動

12、機的利用系數(shù)、負荷系數(shù)、同時性系數(shù)等因素。方法：方法：若以高效率經(jīng)濟運行為原則，針對電站容量和各工況的若以高效率經(jīng)濟運行為原則，針對電站容量和各工況的用電量及其相對運行周期等具體情況，可選擇：用電量及其相對運行周期等具體情況，可選擇：小功率多小功率多機組、大功率少機組、不同功率的機組機組、大功率少機組、不同功率的機組。一般設(shè)置一般設(shè)置2至至3臺臺(包括備用機組包括備用機組)同型號、同容量的機組，同型號、同容量的機組，最多為最多為4臺。臺。有些船舶在無作業(yè)停泊期間用電量少，常設(shè)一臺小容量有些船舶在無作業(yè)停泊期間用電量少，常設(shè)一臺小容量的系泊發(fā)電機。的系泊發(fā)電機。發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則發(fā)電機容

13、量及臺數(shù)確定的原則1.4 應(yīng)急發(fā)電機容量的確定應(yīng)急發(fā)電機容量的確定目的和原則目的和原則 規(guī)范都規(guī)定客船和規(guī)范都規(guī)定客船和500500總噸以上的貨船應(yīng)設(shè)有獨立的應(yīng)總噸以上的貨船應(yīng)設(shè)有獨立的應(yīng)急電源。急電源。( (發(fā)電機發(fā)電機 蓄電池組蓄電池組) )主電源供電失效時向主電源供電失效時向重要負載重要負載提供電能提供電能應(yīng)急發(fā)電機應(yīng)該具有應(yīng)急發(fā)電機應(yīng)該具有獨立的冷卻裝置獨立的冷卻裝置和和燃油供給單元燃油供給單元，并設(shè)有滿足規(guī)則要求的并設(shè)有滿足規(guī)則要求的起動裝置起動裝置。起動并供電的最長時間不得超過起動并供電的最長時間不得超過4545S S。應(yīng)急發(fā)電機的容量應(yīng)確保海上人命安全公約應(yīng)急發(fā)電機的容量應(yīng)確保海

14、上人命安全公約(SOLAS)和和 主管機關(guān)有關(guān)規(guī)定的供電主管機關(guān)有關(guān)規(guī)定的供電范圍和供電時間范圍和供電時間應(yīng)急發(fā)電機容量的確定應(yīng)急發(fā)電機容量的確定容量確定容量確定 * *確定應(yīng)急發(fā)電機的容量通?；谙率鲈O(shè)備所需的確定應(yīng)急發(fā)電機的容量通常基于下述設(shè)備所需的電功率，即：電功率，即：航行燈、信號燈、應(yīng)急照明設(shè)備、應(yīng)航行燈、信號燈、應(yīng)急照明設(shè)備、應(yīng)急報警和信號裝置、火災(zāi)探測和報警裝置及防火門急報警和信號裝置、火災(zāi)探測和報警裝置及防火門的固定和釋放系統(tǒng)的固定和釋放系統(tǒng); ;應(yīng)急時所需的船內(nèi)通信設(shè)備、應(yīng)急時所需的船內(nèi)通信設(shè)備、應(yīng)急消防泵、自動噴水泵、應(yīng)急艙底泵及其電動應(yīng)急消防泵、自動噴水泵、應(yīng)急艙底泵及其

15、電動遙控設(shè)備、應(yīng)急時使用的舵機等。遙控設(shè)備、應(yīng)急時使用的舵機等。* *不同種類、噸位的船舶，其應(yīng)急發(fā)電機供電的電不同種類、噸位的船舶，其應(yīng)急發(fā)電機供電的電氣設(shè)備范圍也略有不同。氣設(shè)備范圍也略有不同。2.船舶電源的分類船舶電源的分類2.1兩個大分類：1、發(fā)電機組2、蓄電池*燃料電池（未成熟）2.2同步發(fā)電機組：由柴油機等作為原動機進行拖動發(fā)電的點電機組。2.3 軸帶發(fā)電機裝置 船舶軸帶發(fā)電裝置是由船舶主機驅(qū)動發(fā)電機供電的裝置，它利用主機富裕功率來達到節(jié)能的目的。發(fā)電機以重油HFO代替柴油DO，降低燃油費用 輕柴油的價格約為重油的一倍最近幾年來新造的定期集裝箱船、礦砂船、散裝液貨船大多數(shù)安裝了軸帶

16、發(fā)電機系統(tǒng)。 2.3 軸帶發(fā)電機裝置 其主要優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個面：其主要優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個面：節(jié)省燃料和燃料費用。由于主機燃用劣質(zhì)燃料油作為燃料，熱效率高、經(jīng)濟性好。降低輔助柴油機組的運行時間和消耗，減少了相應(yīng)的維修工作量和維修費用。減少滑油消耗。船舶在航行中不使用輔助柴油發(fā)動機組，也就減少其消耗的滑油。有利于機艙的布置。由于輔助柴油發(fā)動機組總的工作時間縮短，故可選用較高速的柴油發(fā)動機組。使用軸帶發(fā)電機時，往往會減少一臺輔機，機艙的空間節(jié)省了。 改善機艙工作環(huán)境。降低機艙的噪音，同時也減少了機艙的熱源。 軸帶發(fā)電機系統(tǒng)也存在一些缺點：軸帶發(fā)電機系統(tǒng)也存在一些缺點： 船舶在港作業(yè)時，不能用軸帶發(fā)

17、電機供電，仍需要輔助柴油發(fā)動機組供電。對于交流電制的船舶，若非恒定轉(zhuǎn)速的主機，則必須采取特殊措施，保證電網(wǎng)的頻率的恒定，故使整個系統(tǒng)變得較為復(fù)雜。一次投資(即造船成本)較大，雖然可以從營運成本降低的好處中得到補償，但是這個補償是和軸帶發(fā)電機的功率有關(guān)(功率越大越好)，還與時間的利用率(即船舶在一年中航行的時間)有關(guān)。 船舶軸帶發(fā)電機的主要類型船舶軸帶發(fā)電機的主要類型 頻率變動型軸帶發(fā)電機裝置，它包括變距槳普通式和定距槳普通式頻率穩(wěn)定型軸帶發(fā)電機裝置，它又分為；定速類，包括渦輪連軸節(jié)式，油壓驅(qū)動式，油類多板離合器式無級調(diào)速齒輪箱式；晶閘管逆變器式；跨軸式；旋轉(zhuǎn)變流機類，包括直流式和交流式；感應(yīng)恒

18、頻式，分為旋轉(zhuǎn)式，靜止式，晶閘管逆變器式。復(fù)合軸帶發(fā)電機裝置，它包括：高經(jīng)濟軸帶發(fā)電機裝置，超經(jīng)濟軸帶發(fā)電機裝置，帶發(fā)電機電動裝置；多功能齒輪箱式軸帶發(fā)電機組合裝置；廢氣渦輪軸帶發(fā)電組合裝置， 軸帶發(fā)電機系統(tǒng)的類型變距螺旋槳變距螺旋槳+軸帶發(fā)電機裝置軸帶發(fā)電機裝置 CPP+S/G主機轉(zhuǎn)速維持不變，航行中靠改變螺距以改變推力。軸帶發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變，恒頻輸出。定距槳定距槳+定速裝置定速裝置+軸帶發(fā)電機軸帶發(fā)電機FPP+CS+S/G電磁滑差離合器恒速軸帶發(fā)電機系統(tǒng)定距槳定距槳+軸帶發(fā)電機軸帶發(fā)電機+恒頻裝置恒頻裝置FPP+S/G+CF晶閘管逆變器式軸帶發(fā)電機系統(tǒng)軸帶異步發(fā)電機系統(tǒng)軸帶異步發(fā)電機系統(tǒng)AG

19、S/G系統(tǒng)G柴油機主機主機匯流排S/G主軸返回CPP+S/G系統(tǒng)G柴油機主機主機匯流排S/G主軸返回FPP+CS+S/G系統(tǒng)G柴油機主機主機匯流排S/G主軸CS返回1 1，不停電轉(zhuǎn)換 在轉(zhuǎn)速下降到60%以前，必須啟動柴油發(fā)電機，并網(wǎng)運行，避免全船停電；需8-10秒 主機自“全速停車”指令發(fā)出至轉(zhuǎn)速下降到60%應(yīng)不低于10秒 額定功率輸出特性：圖12-5SG系統(tǒng)的幾個問題SG系統(tǒng)的幾個問題2 2，諧波危害晶閘管變流裝置產(chǎn)生諧波，如送入電網(wǎng)，會引起電機效率下降、溫度上升；對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾。需要抑制諧波：電抗器、同步補償機。3，短路電流當負載側(cè)發(fā)生短路故障時，根據(jù)規(guī)范，發(fā)電機應(yīng)能提供3倍額定電流以

20、上的短路電流，并持續(xù)3秒。使用晶閘管變流裝置的軸帶發(fā)電機系統(tǒng) 在發(fā)生短路故障時通過同步補償機提供短路電流。軸帶發(fā)電機系統(tǒng)軸帶發(fā)電機系統(tǒng)軸帶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)G柴油機匯流排If主機主機主軸SG返回GM= =控制器控制器船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理軸帶發(fā)電機系統(tǒng)變流主電路軸帶發(fā)電機系統(tǒng)變流主電路可控整流電路可控整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電逆變電路逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換為恒定電壓、頻率的交流電GnIdUdUdIf整流逆變ug電網(wǎng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理可控整流電路：可控整流電路：采用三相橋式全控晶閘管整流電路：整流輸出電壓：IdGnUdUdIf整流逆變

21、ugUd=2.34Ugcos船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理整流輸出電壓的調(diào)節(jié)整流輸出電壓的調(diào)節(jié): 改變發(fā)電機的勵磁電流, 以改變發(fā)電機輸出電壓大小可使晶閘管控制角限制到小限度, 保持最佳功率因數(shù)和效率, 節(jié)省發(fā)電機容量。 改變晶閘管控制角Ud=2.34Ugcos船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理主電路中的晶閘管逆變裝置主電路中的晶閘管逆變裝置采用三相橋式全控晶閘管逆變電路雖然船舶電網(wǎng)的頻率隨負載變化而波動(穩(wěn)定需要), 但逆變器只控制逆變角,不改變頻率(頻率由SC控制) 屬于有源逆變IdUdUd整流逆變ugU,f 三相橋式全控晶閘管逆變電路與三相橋式全控晶閘管整流電路工

22、作原理相同Ud=2.34Ugcos逆變電路直流側(cè)電壓：船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)原理同步補償機同步補償機SC的的作用作用 供給晶閘管逆變器和全船用電設(shè)備所需的無功功率 同步補償器及其自動調(diào)壓器自動維持電網(wǎng)電壓恒定G電壓的變動是由無功負荷引起的,通過AVR調(diào)整勵磁, 以調(diào)整電壓,滿足無功負荷的需要.IdUd逆變匯流排PQGM同步補償機同步補償機的的作用作用 限制諧波電流, 改善電壓波形逆變器輸出的電流波形有很大諧波, 同步補償機和交流電抗器共同起了交流濾波交流濾波的作用 供給持續(xù)短路電流電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,需要進行“選擇性切斷”, 發(fā)電裝置應(yīng)具有提供足夠大短路電流的能力.iou

23、oL同步補償機同步補償機的的作用作用 具有頻率檢測和調(diào)整的功能 正常運行時,變流裝置提供負載有功功率,同步補償機同步旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子儲存動能.負載的負荷變化時,同步補償機臨時臨時補充負荷變化:負荷增加時,補償機補償機輸出動能,n 減小,電網(wǎng)f 減小負荷減小時,補償機補償機增加動能,n 增大,電網(wǎng)f 增大 根據(jù)電網(wǎng)f 的變化,軸帶發(fā)電機控制系統(tǒng)調(diào)整變流裝置的功率輸出,以平衡負載的負荷變化船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)2.3，軸帶發(fā)電機系統(tǒng)輸出功率的控制軸帶發(fā)電機系統(tǒng)輸出功率的控制功率輸出特性功率輸出特性:轉(zhuǎn)速%輸出功率%0.40.10.750.510船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)變流裝置的

24、輸出功率的控制變流裝置的輸出功率的控制:直流中間環(huán)節(jié):IdGnUdUdIf整流逆變ugP直流回路的等效電路：IdUdUdR船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)變流裝置的輸出功率的控制變流裝置的輸出功率的控制:RUUIddd直流電流:IdUdUdR軸帶發(fā)電機輸出功率:P=UdId=UdId船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng) 輸出功率的兩類控制規(guī)律輸出功率的兩類控制規(guī)律: 自動調(diào)節(jié)主整流器控制角的控制系統(tǒng) n=75-100%nN時, 保持恒定,調(diào)節(jié), 改變Ud, Id恒定, 輸出功率恒定 n=45-75%nN時, 已達極限值, 保持恒定, 調(diào)節(jié), 使隨n的減小而增加, 改變Ud, 輸出功率線性下

25、降GnIdUdUdIf整流逆變 Ug船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng)船舶軸帶發(fā)電機系統(tǒng) 自動調(diào)節(jié)勵磁整流器控制角f的控制系統(tǒng) n=75-100%nN時, 恒定,調(diào)節(jié)f, 改變Ud 使輸出功率恒定. 保持極小值,便于故障時封鎖脈沖. n=45-75%nN時, f ,已達極限值, 調(diào)節(jié),使隨n的減小而增加, 改變Ud, 輸出功率線性下降GnIdUdUdIf整流逆變 fUg 2.6 蓄電池蓄電池蓄電池在船舶上的應(yīng)用蓄電池在船舶上的應(yīng)用 1 1，作為船舶小應(yīng)急電源，作為船舶小應(yīng)急電源* *臨時應(yīng)急照明（客輪臨時應(yīng)急照明（客輪 18 18小時）小時） （貨輪（貨輪 30 30分鐘）分鐘）2 2，低壓設(shè)備的工作電源：，

26、低壓設(shè)備的工作電源： * *報警裝置（機艙報警、火警、逃生）報警裝置（機艙報警、火警、逃生）* 自動電話機、發(fā)報機等自動電話機、發(fā)報機等* 應(yīng)急發(fā)電機組的起動電源應(yīng)急發(fā)電機組的起動電源 2.6 蓄電池船用蓄電池的類別：船用蓄電池的類別： v酸性蓄電池酸性蓄電池也稱為鉛酸蓄電池也稱為鉛酸蓄電池船用歷史最久，常用于柴油機的起動和應(yīng)急照明。船用歷史最久，常用于柴油機的起動和應(yīng)急照明。體積大，維護不方便體積大，維護不方便v 堿性蓄電池堿性蓄電池包括鎘包括鎘- -鎳蓄電池、鐵鎳蓄電池、鐵- -鎳蓄電池、鋅鎳蓄電池、鋅- -銀蓄電池和鎘銀蓄電池和鎘- -銀蓄電池等銀蓄電池等主要用于無線電通信設(shè)備。主要用于

27、無線電通信設(shè)備。體積小，動力足，維護方便，但價格較高，民用船舶較體積小，動力足，維護方便，但價格較高，民用船舶較少采用。少采用。 船用蓄電池共有三組：船用蓄電池共有三組： 1 1、駕駛室下一層或半層，和應(yīng)急發(fā)電機同一層（機、駕駛室下一層或半層，和應(yīng)急發(fā)電機同一層（機艙報警、臨時照明艙報警、臨時照明 2 2、應(yīng)急發(fā)電機啟動用、應(yīng)急發(fā)電機啟動用 3 3、駕駛室頂上（報務(wù)用）、駕駛室頂上（報務(wù)用） 2.6 蓄電池蓄電池的主要性能蓄電池的主要性能 蓄電池的主要性能指標包括蓄電池的主要性能指標包括開路電壓、工作電壓、電池容量、開路電壓、工作電壓、電池容量、使用溫度、壽命和儲存期等。使用溫度、壽命和儲存期

28、等。酸性蓄電池中每個小電池的電動勢為酸性蓄電池中每個小電池的電動勢為2.0V-2.1V。放電時，放電時，電壓逐漸下降，到達某一電壓電壓逐漸下降，到達某一電壓(稱稱放電終止電壓放電終止電壓)時，則急時，則急劇下降，當?shù)椭练烹娊K止電壓時不再放電。劇下降，當?shù)椭练烹娊K止電壓時不再放電。10h放電率的放電率的每個小電池放電終止電壓為每個小電池放電終止電壓為1.8V。充電時，電壓變化在充電時，電壓變化在2.05V-2.8V范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，充電終期電壓充電終期電壓每個小電池為每個小電池為2.5V-2.8V。堿性蓄電池中每個小電池的電動勢為堿性蓄電池中每個小電池的電動勢為1.3V左右左右，在額定放，在額定放

29、電率時平均放電電壓為電率時平均放電電壓為1.2V。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)型式，充放電根據(jù)不同結(jié)構(gòu)型式，充放電特性是不同的。特性是不同的。 2.4 蓄電池蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 酸性蓄電池酸性蓄電池( (鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及及工作原理工作原理 組成：組成：陽極板陽極板 ( 過氧化鉛過氧化鉛 PbO2 ) 陰極板陰極板 ( 海綿狀鉛海綿狀鉛 Pb) 電解液電解液 ( 稀硫酸稀硫酸 ) 硫酸硫酸 ( H2SO4) + 水水 ( H2O)電池外殼電池外殼隔離板隔離板其它其它 ( 液口栓液口栓 . 蓋子等蓋子等 )鉛酸蓄電池 P Pb bO O2 2 + 2H+ 2H2 2S

30、OSO4 4+ P+ Pb b P Pb b SO SO4 4 + 2H + 2H2 2O + PO + Pb b SO SO4 4 ( (正極正極) () (電解液電解液) () (負極負極) () (正極正極) () (電解液電解液)()(負極負極) )放電放電充電充電酸性電池是利用鉛、二氧化鉛和硫酸的化學反應(yīng)來儲存電酸性電池是利用鉛、二氧化鉛和硫酸的化學反應(yīng)來儲存電能和釋放電能的，其工作原理由下面的化學反應(yīng)方程式表能和釋放電能的，其工作原理由下面的化學反應(yīng)方程式表示。示。 酸性蓄電池的電解液為濃度在酸性蓄電池的電解液為濃度在2727-37-37的稀疏酸溶液，的稀疏酸溶液，比重為比重為1

31、128281 13131。 鉛酸蓄電池 充電時電解液稀硫酸的比重會增加；放電時由于生成水，充電時電解液稀硫酸的比重會增加；放電時由于生成水，比重降低。比重降低。 實際工程中采用比重計來測量電解液的比重，從而估計出實際工程中采用比重計來測量電解液的比重，從而估計出蓄電池電動勢的大小。蓄電池電動勢的大小。酸性蓄電池的電動勢，主要與電解酸性蓄電池的電動勢，主要與電解液比重液比重d d有關(guān)。有關(guān)。比重高，電動勢也高，比重高，電動勢也高，E E與與d d之間的關(guān)系可之間的關(guān)系可由經(jīng)驗公式來表示，即：由經(jīng)驗公式來表示，即： E=0.84+d E=0.84+d 如：測得的比重為如：測得的比重為1.281.2

32、8時，則可估算出其電動勢為時，則可估算出其電動勢為2.122.12V V。鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池氣體的產(chǎn)生與通風換氣：氣體的產(chǎn)生與通風換氣：充電中產(chǎn)生的氣體為氧與氫的混合氣，氫氣具爆炸性，充電中產(chǎn)生的氣體為氧與氫的混合氣，氫氣具爆炸性，若空氣中氫氣達若空氣中氫氣達3.8%以上，且又近火源，則會發(fā)生爆以上，且又近火源，則會發(fā)生爆炸。充電場所必須通風良好，注意遠離火源，避免觸炸。充電場所必須通風良好，注意遠離火源，避免觸電。電。 純水之補充純水之補充 重復(fù)充重復(fù)充/放電時，電解液面會緩緩下降，因此定期檢視放電時，電解液面會緩緩下降，因此定期檢視電解液液位，隨時補充電解液液位，隨時補充鉛酸蓄電池維護鉛

33、酸蓄電池維護堿性蓄電池堿性蓄電池堿性蓄電池具有體積小、機械強度高、工作堿性蓄電池具有體積小、機械強度高、工作電壓平穩(wěn)、能大電流放電、使用壽命較長和電壓平穩(wěn)、能大電流放電、使用壽命較長和易于攜帶等特點，近年來在遠洋船上的應(yīng)用易于攜帶等特點，近年來在遠洋船上的應(yīng)用增多。增多。缺點是堿性蓄電池比酸性蓄電池的額定電壓缺點是堿性蓄電池比酸性蓄電池的額定電壓低，提供相同的供電電壓，堿性蓄電池通常低，提供相同的供電電壓，堿性蓄電池通常在數(shù)量上要比酸性蓄電池多出在數(shù)量上要比酸性蓄電池多出6767，成本較，成本較高。高。 鎘-鎳蓄電池Cd+ 2KOH+ 2Ni(OH)Cd+ 2KOH+ 2Ni(OH)3 3 C

34、d(OH)Cd(OH)2 2 + 2KOH + 2Ni(OH)+ 2KOH + 2Ni(OH)2 2 ( (負極負極)()(電解液電解液)( )( 正極正極) () (負極負極)()(電解液電解液)()(正極正極) )放電充電堿性蓄電池的電解液為堿性蓄電池的電解液為2020的氫氧化鉀的氫氧化鉀( (KOH)KOH)水溶液水溶液( (或純或純氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液) )，比重為，比重為1.21.2-1.27-1.27。q電解液在充放電過程中只作電流的傳導(dǎo)體，不參與化學反應(yīng)，電解液在充放電過程中只作電流的傳導(dǎo)體，不參與化學反應(yīng)，其濃度不變，因而其濃度不變，因而不能根據(jù)比重來判斷充放電的程度不能根

35、據(jù)比重來判斷充放電的程度q堿性蓄電池中每個電池的電動勢為堿性蓄電池中每個電池的電動勢為1.251.25V V。放電時，電壓變化在放電時，電壓變化在1.2-11.2-1V V范圍內(nèi)范圍內(nèi)，低于低于0.70.7V V就不應(yīng)再放電。就不應(yīng)再放電。充電時，電壓變化在充電時，電壓變化在1.4-1.4-1.8V1.8V范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。蓄電池的容量蓄電池儲存電能能力的物理量，單位為安培小時蓄電池儲存電能能力的物理量，單位為安培小時( (AH)AH)。額定容量額定容量被定義為在電解液溫度為被定義為在電解液溫度為2525C C，以以1010h h放電電流連續(xù)放電電流連續(xù)放電至終比電壓時所輸出的容量。放電至終比電

36、壓時所輸出的容量。例如例如200200AhAh容量的酸性蓄電池是指能以容量的酸性蓄電池是指能以2020A A的電流放電的電流放電1010h h。 酸性蓄電池通常以酸性蓄電池通常以1010h h的放電電流為標準放電電流的放電電流為標準放電電流( (即經(jīng)過即經(jīng)過1010h h使蓄電池放完電的放電電流使蓄電池放完電的放電電流) ) 堿性蓄電池一般是以堿性蓄電池一般是以8 8h h作為標準放電電流。作為標準放電電流。船用蓄電池的充放電方式充電的方法充電的方法1.1. 恒電流充電恒電流充電以恒電流充電至放電結(jié)束；以恒電流充電至放電結(jié)束；2.2. 恒電壓充電恒電壓充電給蓄電池加以恒定電壓進行充電給蓄電池加

37、以恒定電壓進行充電（由于充電初期通過電流大，應(yīng)根據(jù)該電流選定整（由于充電初期通過電流大，應(yīng)根據(jù)該電流選定整流器的容量）；流器的容量）；3.3. 恒電流恒電壓充電恒電流恒電壓充電在充電初期通以適當?shù)暮愣ㄔ诔潆姵跗谕ㄒ赃m當?shù)暮愣ù箅娏鳎_到某一電壓時，保持恒定電壓進行連續(xù)大電流，達到某一電壓時，保持恒定電壓進行連續(xù)充電；充電；4.4. 連續(xù)補充充電連續(xù)補充充電給無負載的蓄電池自行放電進行給無負載的蓄電池自行放電進行補充充電的方法；補充充電的方法；5.5. 分段充電分段充電按按2 2段段3 3段變化恒電壓或恒電流充電段變化恒電壓或恒電流充電電流進行充電。電流進行充電。 船用蓄電池的充放電方式充電種類

38、充電種類1.1. 初次充電初次充電使用鉛酸蓄電池時，初次向電池內(nèi)加入電解液進行充使用鉛酸蓄電池時，初次向電池內(nèi)加入電解液進行充電，充電的第一階段電流為額定容量的電，充電的第一階段電流為額定容量的0.070.07，充到單格電壓上升到，充到單格電壓上升到2.42.4V V為止，第二階段電流為額定容量的為止，第二階段電流為額定容量的0.040.04，充到單格電壓上升到，充到單格電壓上升到2.5 2.5 V V，且相對密度和電壓在且相對密度和電壓在3 3小時內(nèi)穩(wěn)定。小時內(nèi)穩(wěn)定。 2.2. 正常充電正常充電對已經(jīng)放過電的蓄電池，為了使其恢復(fù)到原來規(guī)定容對已經(jīng)放過電的蓄電池，為了使其恢復(fù)到原來規(guī)定容量而進

39、行的充電，充電分兩階段進行，第一階段按標準充電制的電量而進行的充電，充電分兩階段進行，第一階段按標準充電制的電流（額定容量的流（額定容量的0.10.1）充電）充電6 6至至7 7小時，第二階段用第一階段充電電小時，第二階段用第一階段充電電流的一半充電流的一半充電2 2至至3 3小時。小時。3.3. 均衡充電均衡充電多個小電池組合使用的蓄電池在長時間使用后，各小多個小電池組合使用的蓄電池在長時間使用后，各小電池往往產(chǎn)生相對密度、容量和不均衡現(xiàn)象，為此需要每月進行一電池往往產(chǎn)生相對密度、容量和不均衡現(xiàn)象，為此需要每月進行一次均衡充電，其方法是先進行正常充電；靜置次均衡充電，其方法是先進行正常充電；

40、靜置1 1小時后，用初次充小時后，用初次充電第二階段的電流充到有劇烈氣泡產(chǎn)生為止；再靜置電第二階段的電流充到有劇烈氣泡產(chǎn)生為止；再靜置1 1小時，反復(fù)小時，反復(fù)上述充電過程，直到電壓和相對密度保持穩(wěn)定才完成。上述充電過程，直到電壓和相對密度保持穩(wěn)定才完成。目前，船舶上采用的充放電方式有:交互充放電方式浮充方式交互充放電和浮充相組合的方式蓄電池充放電方式蓄電池充放電方式 各種充放電方式的特點如表1-1所示。組合充電方式主電路組合充電方式主電路3 3. . 配電裝置配電裝置 接受和分配電能，并對電網(wǎng)實現(xiàn)保護的設(shè)備。接受和分配電能，并對電網(wǎng)實現(xiàn)保護的設(shè)備。3.1 配電裝置配電裝置分類分類 船用配電裝

41、置種類：船用配電裝置種類：* *面向主發(fā)電機的控制和監(jiān)測的面向主發(fā)電機的控制和監(jiān)測的主配電板，主配電板，* *面向應(yīng)急發(fā)電機控制和監(jiān)測的面向應(yīng)急發(fā)電機控制和監(jiān)測的應(yīng)急配電板，應(yīng)急配電板，* *面向蓄電池組控制和監(jiān)測的面向蓄電池組控制和監(jiān)測的蓄電池充放電板。蓄電池充放電板。* *區(qū)域分配電板、岸電箱和交流配電板區(qū)域分配電板、岸電箱和交流配電板等。等。 3 3.2 .2 主配電板的構(gòu)成及功能主配電板的構(gòu)成及功能船舶主配電板是船舶電力系統(tǒng)的中樞，擔負著船舶主配電板是船舶電力系統(tǒng)的中樞，擔負著對對主發(fā)電機和用電設(shè)備主發(fā)電機和用電設(shè)備的的控制、保護、監(jiān)測和配控制、保護、監(jiān)測和配電電等多種功能。等多種功能

42、。發(fā)電機控制屏發(fā)電機控制屏并車屏并車屏負載屏負載屏連接母線連接母線主配電板一般由四部分組成：一般由四部分組成：第1章第62頁并車屏并車屏負載屏負載屏發(fā)電機控制屏發(fā)電機控制屏主配電屏面板主配電屏面板AKWHzVGenerator PanelHzVMain PanelGTSIMainSW.VM Feed PanelPump controlSelect SWSelect SWmetersLampBreakerMainSW.buttonButton 3.2 主配電板的構(gòu)成及功能發(fā)電機控制屏 包含有原動機控制：起動/停止/保護/油門控制；發(fā)電機主開關(guān)及操縱器件（合閘/分閘）；指示燈和儀表；發(fā)電機勵磁控制

43、發(fā)電機保護環(huán)節(jié)（逆功率/過流/短路/欠壓/欠頻/.） 3.2 主配電板的構(gòu)成及功能并車屏 并車屏用于交流發(fā)電機組的并聯(lián)運行、解列等操作。包含有： 同步表，同步指示燈、投切順序選擇和轉(zhuǎn)換開關(guān)，操縱按鈕及狀態(tài)顯示指示燈等。 手動/自動并車裝置 有的還設(shè)有匯流排分段隔離開關(guān)、粗同步并車電抗器等。 3.2 主配電板的構(gòu)成及功能負載屏 屏2 *包括動力負載屏和照明負載屏通常安裝有裝置式自動空氣開關(guān)、電壓表、電流表及轉(zhuǎn)換開關(guān)、絕緣指示燈、兆歐表以及與岸電箱相聯(lián)的岸電開關(guān)。主配電板發(fā)發(fā)電電機機控控制制屏屏發(fā)發(fā)電電機機控控制制屏屏2 2并車屏并車屏主主配配電電屏屏負載屏負載屏負載屏負載屏2 2 配電板匯流排一

44、些接線規(guī)范配電板匯流排一些接線規(guī)范 配電板上主匯流排及連接部件是銅質(zhì)的，連接處作了防腐或配電板上主匯流排及連接部件是銅質(zhì)的，連接處作了防腐或防氧化處理。匯流排能承受短路時的機械沖擊力，其最大允許防氧化處理。匯流排能承受短路時的機械沖擊力，其最大允許溫升為溫升為4545。 交流匯流排和裸線的各相以交流匯流排和裸線的各相以區(qū)分區(qū)分: : 第第1 1相相.綠色綠色 第第2 2相相.黃色黃色 第第3 3相相.褐色或紫色褐色或紫色 接地線接地線.綠色和黃色間隔綠色和黃色間隔 中性線中性線.淺藍色淺藍色 3.3 分配電板分配電板是由過載保護電器組成的集合體，分配電板是由過載保護電器組成的集合體，對額定電流

45、對額定電流不超過不超過1616A A的電氣設(shè)備進行供電的的電氣設(shè)備進行供電的開關(guān)板，也稱為分電箱，主要有開關(guān)板，也稱為分電箱，主要有動力分配電動力分配電板板和和照明分配電板照明分配電板兩種。兩種。 區(qū)域分配電板由主配電板或應(yīng)急配電板饋電，區(qū)域分配電板由主配電板或應(yīng)急配電板饋電，是對耗電大于是對耗電大于1616A A的電器設(shè)備進行供電的開關(guān)的電器設(shè)備進行供電的開關(guān)板。板。 主配電板 3.4 應(yīng)急配電板應(yīng)急配電板用于應(yīng)急發(fā)電機控制和監(jiān)視，并向應(yīng)急用電設(shè)應(yīng)急配電板用于應(yīng)急發(fā)電機控制和監(jiān)視，并向應(yīng)急用電設(shè)備供電。備供電。 與應(yīng)急發(fā)電機組安裝在同一艙室內(nèi)，一般位于艇甲板上與應(yīng)急發(fā)電機組安裝在同一艙室內(nèi)，

46、一般位于艇甲板上 應(yīng)急配電板由應(yīng)急發(fā)電機控制屏和應(yīng)急配電屏組成應(yīng)急配電板由應(yīng)急發(fā)電機控制屏和應(yīng)急配電屏組成 應(yīng)急發(fā)電機單機運行，不需要并車屏、逆功率繼電器和同應(yīng)急發(fā)電機單機運行，不需要并車屏、逆功率繼電器和同步表。步表。應(yīng)急電網(wǎng)平時由主配電板供電，當主發(fā)電機發(fā)生故障或檢應(yīng)急電網(wǎng)平時由主配電板供電，當主發(fā)電機發(fā)生故障或檢修時才由應(yīng)急發(fā)電機組供電。修時才由應(yīng)急發(fā)電機組供電。 主配電板與應(yīng)急配電板的主開關(guān)之間設(shè)有主配電板與應(yīng)急配電板的主開關(guān)之間設(shè)有電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖，以，以保證主發(fā)電機并向電網(wǎng)供電保證主發(fā)電機并向電網(wǎng)供電 ( (即主網(wǎng)不失電即主網(wǎng)不失電) ) 時，應(yīng)急發(fā)時，應(yīng)急發(fā)電機組不工作。電機組不

47、工作。 3.5 充放電板充放電板 船舶小應(yīng)急照明采用蓄電池船舶小應(yīng)急照明采用蓄電池 船舶設(shè)置充放電板對蓄電池進行充電、放電船舶設(shè)置充放電板對蓄電池進行充電、放電 電源部分電源部分 目前交流船舶大都采用整流裝置把交流電變?yōu)橹绷麟?。目前交流船舶大都采用整流裝置把交流電變?yōu)橹绷麟姟?充放電回路充放電回路 當主應(yīng)急電網(wǎng)都失電時，接觸器當主應(yīng)急電網(wǎng)都失電時，接觸器KM1KM1線圈失電，常閉線圈失電，常閉觸頭閉合，直接向小應(yīng)急用電設(shè)備供電，其余用電觸頭閉合，直接向小應(yīng)急用電設(shè)備供電，其余用電設(shè)備分別利用開關(guān)送電。設(shè)備分別利用開關(guān)送電。 設(shè)有防止逆流的逆電流繼電器或二極管設(shè)有防止逆流的逆電流繼電器或二極管電

48、路圖蓄電池充放電板 3.6 岸電箱臨時修理中期修理 1.5-2年大修 4-4.5年 停泊碼頭 進塢修理時接岸電接岸電的基本條件：的基本條件：電壓相同電壓相同頻率相同頻率相同相序相同相序相同岸電箱GM岸電箱岸電船舶電網(wǎng)接岸電箱時應(yīng)注意：接岸電箱時應(yīng)注意：1岸電的岸電的PENPEN線需可靠的接船體線需可靠的接船體2相序指示器相序指示器VHZ船體接線柱岸電三相電源船電主配電板匯流排如果紅燈亮，逆序繼電器吸合，主開關(guān)不能合閘接地線三相交流岸電箱上常采用指示燈組成三相交流岸電箱上常采用指示燈組成相序指示器相序指示器。其接線方。其接線方式有多種，如圖式有多種，如圖1 12 2- -1212所示。選用兩個指

49、示燈時，亮的指示燈所示。選用兩個指示燈時，亮的指示燈表示超前相，暗的指示燈表示滯后相；采用一個指示燈時，亮表示超前相，暗的指示燈表示滯后相；采用一個指示燈時，亮時表示超前相。時表示超前相。 A超前B 120度，B超前C 120度 4. 萬能式自動空氣斷路器 自動空氣斷路器又稱自動開關(guān)。常用：自動空氣斷路器又稱自動開關(guān)。常用：框架式即萬能式自動開關(guān)框架式即萬能式自動開關(guān)( (如國產(chǎn)如國產(chǎn)DWDW型型) )裝置式裝置式( (如國產(chǎn)如國產(chǎn)DZDZ型型) )自動開關(guān)自動開關(guān)船用萬能式空氣斷路器用于發(fā)電機的主開關(guān)，是發(fā)電機船用萬能式空氣斷路器用于發(fā)電機的主開關(guān)，是發(fā)電機投入電網(wǎng)的接入部件。在非正常運行情

50、況下投入電網(wǎng)的接入部件。在非正常運行情況下( (過載，電網(wǎng)短過載，電網(wǎng)短路，發(fā)電機欠壓等路，發(fā)電機欠壓等) )它能自動從電網(wǎng)上斷開發(fā)電機。因此它它能自動從電網(wǎng)上斷開發(fā)電機。因此它既是開關(guān)電器，又是保護電器既是開關(guān)電器，又是保護電器。裝置式自動空氣開關(guān)，一般用作支路、負載屏、照明屏裝置式自動空氣開關(guān)，一般用作支路、負載屏、照明屏等的開關(guān)電器，不同型號產(chǎn)品具有不同的保護功能，一般等的開關(guān)電器，不同型號產(chǎn)品具有不同的保護功能，一般都具有短路保護和過載保護。都具有短路保護和過載保護。 國內(nèi)外制造的船用發(fā)電機主開關(guān)的型式很多國內(nèi)外制造的船用發(fā)電機主開關(guān)的型式很多, , 結(jié)構(gòu)不結(jié)構(gòu)不盡相同，但基本原理大同

51、小異，一般都是由觸頭單片、盡相同，但基本原理大同小異，一般都是由觸頭單片、滅弧裝置、自動脫扣機構(gòu)，操作機構(gòu)和保護裝置組成。滅弧裝置、自動脫扣機構(gòu)，操作機構(gòu)和保護裝置組成。 觸頭和滅弧系統(tǒng)觸頭和滅弧系統(tǒng) 觸頭在切斷時電流很大會產(chǎn)生電弧，因此必須具有完善的觸觸頭在切斷時電流很大會產(chǎn)生電弧，因此必須具有完善的觸頭系統(tǒng)：頭系統(tǒng)：由由主觸頭主觸頭、副觸頭副觸頭和和弧觸頭弧觸頭組成。組成。主觸頭承擔電路的正常工作電流，弧觸頭是為了防止主觸主觸頭承擔電路的正常工作電流，弧觸頭是為了防止主觸頭斷開電路時產(chǎn)生的電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。頭斷開電路時產(chǎn)生的電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。合閘時弧觸頭先接通，然后依次是副觸頭

52、和主觸頭。合閘時弧觸頭先接通，然后依次是副觸頭和主觸頭。分閘時，主觸頭先斷開，然后是副觸頭和弧觸頭，斷開電分閘時，主觸頭先斷開，然后是副觸頭和弧觸頭，斷開電路產(chǎn)生的電弧在弧觸頭熄滅。路產(chǎn)生的電弧在弧觸頭熄滅。 滅弧系統(tǒng)滅弧系統(tǒng) 參考第參考第8 8章章P P116116自由脫扣機構(gòu)自由脫扣機構(gòu) 自由脫扣機構(gòu)的作用是使觸頭保持完好閉合或迅速斷開。自由脫扣機構(gòu)的作用是使觸頭保持完好閉合或迅速斷開。 脫扣器原理脫扣器原理操作機構(gòu)操作機構(gòu) 操作機構(gòu)用于控制自由脫扣機構(gòu)的動作，實現(xiàn)使得觸頭閉合或操作機構(gòu)用于控制自由脫扣機構(gòu)的動作，實現(xiàn)使得觸頭閉合或斷開。斷開。手柄式手柄式連桿式連桿式電磁式電磁式電動式電動

53、式合閘前都必須先將儲能彈簧儲能、使自由脫扣機構(gòu)處于合閘前都必須先將儲能彈簧儲能、使自由脫扣機構(gòu)處于“再再扣扣”位置，然后利用儲能彈簧釋放能量實現(xiàn)合閘。位置，然后利用儲能彈簧釋放能量實現(xiàn)合閘。 使用彈簧加載以閉合和斷開斷路器可由在現(xiàn)場的制動操作使用彈簧加載以閉合和斷開斷路器可由在現(xiàn)場的制動操作裝置執(zhí)行的，通過安裝有關(guān)的附件，也可以用電氣遙控操作。裝置執(zhí)行的，通過安裝有關(guān)的附件，也可以用電氣遙控操作。 手動操作手動操作 電磁或電動合閘電磁或電動合閘 保護元件保護元件 電磁或電動合閘電磁或電動合閘當發(fā)電機建立電壓后，失壓脫扣線圈獲電，操作電動機當發(fā)電機建立電壓后，失壓脫扣線圈獲電，操作電動機M M通

54、電通電轉(zhuǎn)動，使彈簧儲能，直至凸輪將儲能開關(guān)中的常開觸點閉合，轉(zhuǎn)動，使彈簧儲能，直至凸輪將儲能開關(guān)中的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，此時黃色指示燈亮，表明儲能彈簧已儲能，常閉觸點斷開，此時黃色指示燈亮，表明儲能彈簧已儲能，自由脫扣機構(gòu)己處于自由脫扣機構(gòu)己處于“再扣再扣”位置。位置。合閘時，按合閘時，按下合閘按鈕下合閘按鈕. . 電動機再次轉(zhuǎn)動，使儲能彈簧釋電動機再次轉(zhuǎn)動，使儲能彈簧釋放，主開關(guān)合閘，此時綠色指示燈亮，表示合閘完畢。放，主開關(guān)合閘，此時綠色指示燈亮，表示合閘完畢。 保護元件萬能式自動開關(guān)萬能式自動開關(guān)通過自由脫扣機構(gòu)的作用來實現(xiàn)對主電路的短路、過載、失壓、欠壓等保護及遙控分勵操作。電

55、流脫扣器電流脫扣器欠壓脫扣器欠壓脫扣器分勵脫扣器分勵脫扣器失壓脫扣器失壓脫扣器保護元件電流脫扣器:電磁式和半導(dǎo)體式,用作發(fā)電機的短路和過載保護，一般具有反時限延時動作、定時限動作和瞬時動作三種動作特性。欠壓脫扣器:一般由一個瞬時動作的電壓繼電器組成，當線路電壓低于規(guī)定的整定值時，由于電磁吸力的不足引起，繼電器釋放，通過自由脫扣機構(gòu)使開關(guān)自動跳閘。為避免電網(wǎng)電壓瞬時波動產(chǎn)生誤動作，可采用延時，延時時間一般為1s-3s。 脫扣器原理保護元件 分勵脫扣器:主要用于遠距離控制自動開關(guān)的斷開，當按下分勵脫扣按鈕時，繼電器吸合，通過自由脫扣機構(gòu)將自動開關(guān)斷開。(用于遙控遠距離跳閘,有電時跳閘) 失壓脫扣器

56、:(失壓線圈) (沒電時跳閘)脫扣器原理失壓脫扣器:開關(guān)合閘前必須有電合閘過程中始終有電一旦斷電,立即跳閘1JCUC主配電板主發(fā)電機UC1JC應(yīng)急發(fā)電機t2t3，即各級保護裝置動作時間的整定值應(yīng)從用電設(shè)備到發(fā)電機處逐級增大，如按電流原則整定，則應(yīng)有I1I2I3。電網(wǎng)的短路保護電網(wǎng)的短路保護o按時間原則整定按時間原則整定，則應(yīng)有，則應(yīng)有t1t2t3，即各級保護裝置動作時間的即各級保護裝置動作時間的整定值應(yīng)從用電設(shè)備到發(fā)電機處逐級增大整定值應(yīng)從用電設(shè)備到發(fā)電機處逐級增大 o按電流原則整定按電流原則整定，則應(yīng)有則應(yīng)有I1I2I3，即各級保護裝置動作電流的即各級保護裝置動作電流的整定值應(yīng)從用電設(shè)備到發(fā)

57、電機處逐級增大。整定值應(yīng)從用電設(shè)備到發(fā)電機處逐級增大。 短路保護裝置短路保護裝置通常采用萬能式自動空氣開關(guān)，裝置式自動空氣開通常采用萬能式自動空氣開關(guān)，裝置式自動空氣開關(guān)及熔斷器等。器裝置式自動空氣開關(guān)裝有電磁脫扣器，大量應(yīng)關(guān)及熔斷器等。器裝置式自動空氣開關(guān)裝有電磁脫扣器，大量應(yīng)用于各種配電裝置，熔斷器一般用作電網(wǎng)的末級保護。用于各種配電裝置，熔斷器一般用作電網(wǎng)的末級保護。在船舶電網(wǎng)中，發(fā)電機和用電設(shè)備的短路保護裝置通常設(shè)在靠近在船舶電網(wǎng)中，發(fā)電機和用電設(shè)備的短路保護裝置通常設(shè)在靠近電源側(cè)的出線端。電源側(cè)的出線端。 電網(wǎng)的短路保護電網(wǎng)的短路保護(圖圖12-26) 電網(wǎng)的過載保護電網(wǎng)的過載保護 船舶電網(wǎng)大多為幅射型饋線式配電網(wǎng)絡(luò)，饋線的截面積又都與發(fā)電機及用電設(shè)備的容量相配合的。由于發(fā)電機和用電設(shè)備的過載保護裝置同時保護了電網(wǎng)，電網(wǎng)中不設(shè)專門的過載保護裝置。注：舵機電動機和它的供電線路根據(jù)規(guī)范要求均不設(shè)過載保護，只設(shè)短路保護和過載報警裝置。 6.2 同步發(fā)電機的保護及保護裝置 船舶同步發(fā)電機是船舶電站的重要組成部分，它是保證船船舶同步發(fā)電機是船舶電站的重要組成部分，它是保證船舶安全航行的重要設(shè)備。因此，必須設(shè)置必要的繼電保舶安全航行的重要