船舶和配電系統(tǒng)-船舶主配電板與應(yīng)急電源

任務(wù)三船舶主配電板與應(yīng)急電源本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.船舶主配電板的組成與功能；二.船舶應(yīng)急電源系統(tǒng)；

三.船用蓄電池的原理及維護(hù)保養(yǎng)。學(xué)習(xí)要求：

1.認(rèn)識船舶主配電的組成與功能；

2.認(rèn)識船舶應(yīng)急電源的組成；3.掌握應(yīng)急電源的操作和管理要求；4.掌握船用蓄電池的原理級維護(hù)保養(yǎng)。Mainswitchboardandtheemergencypoweroftheship一、船舶主配電板（mainswitchboard)的組成與功能船舶主配電板是對電能進(jìn)行集中控制、監(jiān)視和分配的一種裝置。其主要功能是：（1）正常運行時，手動或自動接通或切斷電源至用電設(shè)備間的供電網(wǎng)絡(luò)，對電網(wǎng)供電或停止供電。（2）測量和監(jiān)視電力系統(tǒng)的各種電氣參數(shù)（電壓、頻率、電流、功率、功率因數(shù)、絕緣電阻等）。（3）調(diào)整電力系統(tǒng)的各電氣參數(shù)值（例如電壓、頻率的調(diào)整）。（4）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不能正常運行時，保護(hù)電路將自動地切斷故障電路或發(fā)出報警信號。（5）對電路狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)以及偏離正常的工作狀態(tài)進(jìn)行信號顯示。

圖6-3-1主配電板外觀圖1、主配電板的組成主配電板主要由發(fā)電機控制屏、并車屏、負(fù)載屏和匯流排四部分組成?？刂破羶?nèi)還裝有逆功率繼電器和儀用互感器等。

（1）發(fā)電機控制屏（controlpanel）用來控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和保護(hù)發(fā)電機組。每臺發(fā)電機組均配有單獨的控制屏。其上部分裝有測量儀表、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、主要電源開關(guān)、原動機的調(diào)速開關(guān)和按鈕等

；下部一般安裝有發(fā)電機主開關(guān)，有的船舶也裝有發(fā)電機勵磁控制裝置。

負(fù)載屏上裝有裝置式空氣開關(guān)、電壓表、電流表、轉(zhuǎn)換開關(guān)、絕緣指示燈、兆歐表以及與岸電箱相連的岸電開關(guān)等。（2）并車屏(synchronouspanel)并車屏用于交流發(fā)電機組的并聯(lián)運行、解列等操作。主要由頻率表（電網(wǎng)和待并機）、同步表與同步指示燈及其轉(zhuǎn)換開關(guān)、調(diào)速開關(guān)、合（分）閘按鈕、投切順序選擇和轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成。（3）負(fù)載屏（loadpanel）負(fù)載屏的主要功能是對各饋電線路進(jìn)行控制、監(jiān)視和保護(hù)，通過裝在負(fù)載屏上的饋電開關(guān)將電能供給船上各用電設(shè)備或分配電板。它包括動力負(fù)載屏和照明負(fù)載屏。

（4）匯流排(bus

bar)交流匯流排按從上到下(垂直排列)，從左到右，從前到后(水平布置)的順序依次為A相、B相、C相（或U相、V相、W相）。匯流排的顏色依次為綠色、黃色、褐色或紫色，中線為淺藍(lán)色(若有接地線則接地線為黃綠相間顏色)。

直流匯流排按從上到下(垂直排列)，從左到右，從前到后(水平布置)的順序依次為正極、中線、負(fù)極。其正極顏色為紅色，負(fù)極為藍(lán)色，中線為綠色和黃色相間色。2、船舶電站運行中的監(jiān)視與管理(l)觀察配電板上各儀表讀數(shù)，并做記錄。(2)根據(jù)工況進(jìn)行發(fā)電機的并聯(lián)運行或解列操作。(3)觀察并聯(lián)發(fā)電機組間功率分配是否合理。如果不合理，應(yīng)進(jìn)行手動調(diào)節(jié)并使之合理分配。(4)檢查運行中的發(fā)電機的調(diào)壓裝置是否正常。(5)檢查發(fā)電機溫度及軸承溫度是否正常。(6)注意觀察發(fā)電機滑環(huán)的火花情況。(7)對故障待修或正在檢修的電氣設(shè)備，在其相應(yīng)的開關(guān)上懸掛告示牌。(8)配電板上同步表、兆歐表均按短期工作設(shè)計，并車或測量完畢后，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)扳回零位。(9)觀察兆歐表或地氣燈所顯示的船舶電網(wǎng)絕緣情況。如有絕緣不良應(yīng)及時進(jìn)行檢查、排除。3、船舶電站停止運行后的管理(1)電站在將要長期停止運行或者發(fā)電機、配電板將進(jìn)行廠修前均應(yīng)測量絕緣電阻，并做好記錄，以備查考。(2)交流船舶接岸電時，應(yīng)當(dāng)查明電壓及頻率是否與本船電網(wǎng)電壓及頻率一致，并且要確定相序一致，確保船電失電后方能接通岸電。(3)配電板停用期間，對有加熱驅(qū)潮電阻裝置者，應(yīng)通電加熱，防止油、水濺入發(fā)電機和配電板內(nèi)。二、重要負(fù)載的饋電方式（3）采用自動分級卸載裝置。在發(fā)電機高峰負(fù)載時，自動分級卸掉次要負(fù)載，以確保重要用電設(shè)備的安全和連續(xù)供電。

（2）兩路獨立饋電線供電。某些重要的負(fù)載如舵機、航行燈控制箱等。（1）不經(jīng)過分配電板，由主配電板直接供電。如舵機、錨機、消防泵、艏艉側(cè)推器、消防自動噴淋系統(tǒng)、無線電電源板、電羅經(jīng)、航行燈控制箱、蘇伊士運河燈等。

重要負(fù)載是指那些與船舶航行、貨物的保存、船舶與人身安全有關(guān)的電氣設(shè)備。在配電方面通常采取如下措施：（4）分段匯流排供電方式。圖6-3-2分段匯流排供電方式船上許多重要負(fù)載常是兩臺，將兩組分別由配電板上兩段獨立的匯流排供電（兩段匯流排之間用自動開關(guān)連接），則可提高供電的可靠性。三、船舶應(yīng)急電源系統(tǒng)1、應(yīng)急發(fā)電機(emergencygenerator)應(yīng)急發(fā)電機組均有自動起動裝置，當(dāng)主電網(wǎng)斷電并延時確認(rèn)后，應(yīng)急發(fā)電機組一般在45s內(nèi)可以自動起動成功并向應(yīng)急電網(wǎng)供電，而主電源恢復(fù)供電后，應(yīng)急發(fā)電機組便自動脫離并自動停車。2、應(yīng)急配電板(emergencyswitchboard)應(yīng)急配電板的功能是控制和監(jiān)視應(yīng)急發(fā)電機組的工作狀況，并向應(yīng)急用電設(shè)備供電。它與應(yīng)急發(fā)電機組安裝在同一艙室內(nèi)，一般位于艇甲板上。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，其上面安裝的儀器儀表與主配電板類似，只是應(yīng)急發(fā)電機不需要并聯(lián)運行而無需逆功率繼電器和同步表。應(yīng)急配電板的接線應(yīng)該反映出主發(fā)電機、應(yīng)急發(fā)電機和岸電開關(guān)之間的電氣聯(lián)鎖。防止非同期合閘（在幾個電源之間）。

圖6-3-3船舶主電網(wǎng)與應(yīng)急電網(wǎng)間單線原理示意圖3、主電網(wǎng)與應(yīng)急電網(wǎng)的連接方式圖6-3-4主電網(wǎng)與應(yīng)急電網(wǎng)的連接四、船用蓄電池(shipbattery)船上使用的應(yīng)急蓄電池有酸性（鉛）蓄電池和堿性（鐵鎳、鉻鎳）蓄電池兩種。船上一般采用酸性蓄電池為多，主要是因為其具有體積小，價格便宜，維護(hù)方便等優(yōu)點。

蓄電池主要有如下用途：⑴作為小應(yīng)急電源（應(yīng)急照明、航行燈）及內(nèi)部通訊電源；⑵作為機艙巡回監(jiān)視系統(tǒng)的備用控制電源；⑶作為應(yīng)急柴油發(fā)電機的起動電源；⑷作為救生艇柴油機的起動電源；⑸作為無線電收發(fā)報機的電源。1．酸性蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理酸性蓄電池主要由容器、極板、隔板三部分構(gòu)成，其外形結(jié)構(gòu)如圖6-3-5所示。

圖6-3-5酸性蓄電池結(jié)構(gòu)圖酸性蓄電池是利用鉛、二氧化鉛和硫酸的化學(xué)反應(yīng)來儲存和釋放電能的裝置。它的工作原理可用如下化學(xué)方程表示：（正極）（電解液）（負(fù)極）（正極）（電解液）（負(fù)極）通過化學(xué)方程式可以看出：蓄電池放電時會產(chǎn)生水，電解液比重降低；充電時生成硫酸，比重增加。根據(jù)這個原理，可以用比重計來測量電解液的比重，蓄電池的電動勢與電解液比重（相對密度）有關(guān)，比重高，電動勢也高，二者的關(guān)系可用經(jīng)驗公式表示如下：

E——蓄電池的電動勢，

d——電解液的比重。

2．蓄電池的充放電

蓄電池的充電分為初充電和經(jīng)常充電兩種。新的或長期庫存的蓄電池，必須經(jīng)過初充電后，才能投入使用。在使用過程中需經(jīng)常充電。

1）經(jīng)常充電酸性蓄電池：分兩個階段進(jìn)行，第一階段充電使蓄電池電壓上升到每單元電池為2.4V，然后轉(zhuǎn)入第二階段充電，充電后調(diào)整電解液相對密度達(dá)到1.285左右，再以第二階段充電電流繼續(xù)充電1h，即告完畢。堿性蓄電池：第一階段用1/4容量的電流充電6～7h，第二階段用第一階段充電電流的一半充電2～3h然后再校正電解液，整個充電過程即告完畢。2）充電方法⑴恒壓充電法（Constantvoltagecharging）：⑵恒流充電法（Constantcurrentcharging）：⑶分段恒流充電法（Piecewiseconstantcurrentcharging）：⑷浮充法（floatingcharge）：3）過充電（over-charging）蓄電池在使用過程中往往因長期充電不足，過放電或外部短路等原因使極板硫化，從而使充電電壓和電解液相對密度都不容易上升。為了使蓄電池良好運行，對下列情況必須進(jìn)行過充電：⑴蓄電池放電到極限電壓以下；⑵蓄電池放電后，停放1～2晝夜沒有及時充電；⑶蓄電池極板抽出過；⑷以最大電流放電超過限度；⑸電解液內(nèi)混有雜質(zhì)；⑹個別電池極板疏化，充電時相對密度不易上升。酸性蓄電池的兩種過充電方法：⑴充電終了，改用正常充電率的一半電流繼續(xù)充電。在電壓和電解液相對密度均為最大值時，每隔半小時觀察一次電壓和測量相對密度。連續(xù)四次，如無變化，而極板冒氣激烈，即停止充電。⑵充電結(jié)束后，停止充電1h，再改用正常充電率的一半電流充電，至冒汽泡后停止1h，再充，如此重復(fù)2～3次，直至電壓及相對密度均無變化并冒泡劇烈為止。4）蓄電池充、放電終了的判斷

（2）蓄電池電壓的變化（1）電解液的相對密度變化（1）蓄電池維護(hù)的周期、內(nèi)容與要求①每十天