船舶電力系統(tǒng)的繼電保護及主要故障的判斷和排除

船用空氣斷路器塑殼式空氣開關框架式自動空氣斷路器課程導入Courseintroduction

自動斷路器功能概述Functionoverviewofautomaticcircuitbreaker自動空氣開關萬能式自動空氣斷路器船舶電站主開關多采用框架式配電開關多采用塑殼式自動空氣斷路器在負載不正常運行時正常運行時框架式自動斷路器萬能式自動空氣斷路器作為接通和斷開主電路的開關電器對主電路進行過載、短路和失、欠壓保護，自動斷開電路開關電器保護電器自動斷路器功能概述Functionoverviewofautomaticcircuitbreaker自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述天弧罩開關本體抽屜座合閘按鈕分閘按鈕智能脫扣器搖勻柄插入位置連接/試驗/分離指示概述空氣開關斷路器分類自動開關用DZ（MCCB）表示作分路或負荷開關塑料外殼式（裝置式）自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述空氣開關斷路器分類自動開關用DW表示（ACB）作發(fā)電機主開關框架式（萬能式）陸用DW10為主船用DW—94、95、98、AH自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述故障跳閘指示/復位按鈕Breakdownshowing/returnbutton分閘按鈕Breakingbutton手動貯能手柄Handleformanual·storage合閘按鈕closingbutton貯能釋放指示按鈕energystorage/energyreleaseindicating合閘分閘指示Closed/broken

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面板face進出裝置Devlceforpassingorout位置指示Positionindicator手柄及其存放處Handleanditsholder自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述框架式自動空氣斷路器一般包括觸頭系統(tǒng)滅弧裝置自由脫扣機構合閘操作傳動機構脫扣器（失壓、分勵、過流脫扣器）鎖扣裝置自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述框架式自動空氣斷路器的方框圖空氣斷路器組成觸點系統(tǒng)滅弧裝置自由脫扣機構操作傳動機構保護元件操作機構自動脫扣機構傳動機構鎖扣裝置失壓脫扣過載脫扣分勵脫扣觸頭系統(tǒng)滅弧室輔助觸頭自動斷路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker國內外制造的船用發(fā)電機主開關觸頭單片保護裝置滅弧裝置自動脫扣機構操作機構組成型式很多結構不盡相同基本原理大同小異采用滅弧柵進行滅弧觸頭和滅弧系統(tǒng)主觸頭通斷順序接通順序主觸頭→副觸頭→弧觸頭弧觸頭→副觸頭→主觸頭斷開順序觸頭系統(tǒng)萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker觸頭和滅弧系統(tǒng)滅弧裝置（滅弧罩）采用滅弧柵進行滅弧許多長短不同鐵質柵片（磁鋼片）絕緣材料構成滅弧裝置萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker觸頭和滅弧系統(tǒng)為減小電弧進入柵片的阻力，滅弧柵片做成“人”字形缺口相鄰柵片的缺口互相錯開，按一定的間隔距離交叉排列采用滅弧柵進行滅弧滅弧裝置萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker觸頭和滅弧系統(tǒng)采用滅弧柵進行滅弧為確保滅弧效果，滅弧裝置應保持清潔干燥常安裝在陶瓷底座上滅弧柵片滅弧裝置萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker自由脫扣機構合閘位置分閘位置為準備合閘位置作用：使觸頭保持完好閉合或迅速斷開觸頭系統(tǒng)操作傳動裝置聯(lián)系機構四連桿機構萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker用于控制自由脫扣機構的動作，實現(xiàn)觸頭閉合或斷開手動操作各種類型的自動空氣斷路器都有手動合閘操作手柄轉動上下扳動操作機構萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker用作發(fā)電機的短路和過載保護用于遠距離控制開關的斷開當線路電壓低于規(guī)定值，開關自動跳閘失壓脫扣器分勵脫扣器過流脫扣器萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker短路保護過載保護由自動空氣斷路器中的過流脫扣器及電子脫扣器同時承擔發(fā)電機過電流脫扣萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker外部短路故障的判斷不是出現(xiàn)在有關人員的操作失誤上（如并車操作）1不是發(fā)生在同時啟動幾臺大負荷時不是出現(xiàn)在利用船上起貨機進行裝卸貨作業(yè)時不是出現(xiàn)在先出現(xiàn)轉速下降后發(fā)生主開關跳閘不是出現(xiàn)在先發(fā)生電壓下降后在跳閘（從照明燈的亮度可得到判別）這時一般可斷定發(fā)生了發(fā)電機外部斷路故障，但也不排除主開關本身故障引起跳閘萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker應首先排除短路故障，然后合閘恢復電網(wǎng)供電短路故障排除2檢查是否因為發(fā)電機外部絕緣值降低，如果絕緣值低進行加熱處理，以提高發(fā)電機的絕緣值檢查發(fā)電機線圈之間的絕緣值是否降低，如果絕緣值低進行加熱處理或是更換線圈，以提高線圈的絕緣值萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker過載保護導致電網(wǎng)失電的原因單機運行，發(fā)電機的容量不能滿足負載并聯(lián)運行中的機組，功率分配不均有多臺大功率的電機同時啟動123一萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker單機運行時發(fā)電機的容量不夠，要及時并車12二并聯(lián)機組功率分配不均，要及時調整油門，使兩臺發(fā)電機功率分配均勻過載保護導致電網(wǎng)失電的處理萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker34二多臺大功率的電機同時啟動引起過載時，在操作時避免大功率電機同時啟動如果因過載保護導致電網(wǎng)失電，應及時將空氣開關合上過載保護導致電網(wǎng)失電的處理萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker發(fā)電機欠壓保護失壓脫扣保護有些電子脫扣器（如DW95型）也具有此功能自動空氣斷路器中失壓脫扣器來承擔萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker欠壓導致電網(wǎng)失電的原因發(fā)電機調壓器失靈發(fā)電機外部短路大功率電機同時啟動123萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker如果是發(fā)電機調壓器失靈或損壞時，修復調壓器查明負載短路原因盡量避免大功率電機同時啟動123欠壓導致電網(wǎng)失電的判斷處理萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker由操作人員或繼電保護發(fā)出指令后執(zhí)行斷路器跳閘用于遠距離遙控斷路器迅速分閘分勵脫扣器作用原理與失壓脫扣器相似萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker電磁線圈串聯(lián)在電源電路中失壓脫扣器正常情況下失壓脫扣器電融線圈有電分勵脫扣器的電磁線圈正常情況下不通電當需要自動斷路器分閘操作時，才給分勵脫扣器一個控制電壓，使其瞬間動作跳閘萬能式自動氣斷路器Universalautomaticaircircuitbreaker配電盤式絕緣表測量原理船舶電力系統(tǒng)的監(jiān)測船舶電網(wǎng)單相接地監(jiān)視及絕緣檢測課程導入Courseintroduction

船舶電網(wǎng)絕緣性能的重要性Importance

船舶電網(wǎng)電氣設備觸電、火災及電氣設備損壞等事故的重要原因絕緣性能降低或損壞造成漏電船舶交流三相電力系統(tǒng)船舶電網(wǎng)如果發(fā)生單相接地中性點絕緣的三相三線制不影響三相電壓的對稱性不影響動力用電設備的正常工作船舶電網(wǎng)絕緣性能的重要性Importance

存在兩種危險性隱患增加了人體觸電的危險性1當人體觸及帶電體時，使人體通過接地相直接與線電壓構成導電回路船舶電網(wǎng)絕緣性能的重要性Importance

如果另外一相再發(fā)生接地便造成線間短路的危險性單相接地故障為潛伏性故障2存在兩種危險性隱患船舶電網(wǎng)絕緣性能的重要性Importance

船舶電網(wǎng)絕緣的規(guī)范要求Specificationrequirements電網(wǎng)對地絕緣電阻的檢測，按規(guī)范要求船舶電網(wǎng)的絕緣電阻不得低于為了保障電網(wǎng)的正常運行，對電網(wǎng)的絕緣電阻有一定要求2M?1MΩ船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring不能采用普通的搖表來測量電網(wǎng)對地的絕緣程度由于船舶電網(wǎng)幾乎總是帶電監(jiān)視單相接地監(jiān)視電網(wǎng)絕緣電阻絕緣指示燈（俗稱地氣燈）配電盤式兆歐表絕緣監(jiān)視儀船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring接線地氣燈法僅適合三相絕緣系統(tǒng)船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法當電網(wǎng)工作正常時A、B、C三燈構成一星形聯(lián)接的對稱三相負載0′點為人工中性點三燈所承受的電壓均為相電壓三燈亮度相同工作原理船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法若A相線路上某點D接地（船體）A燈被接地線短接，人工中性點0′漂移至A點，0′點電位與A點電位一致工作原理船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法若A相線路上某點D接地（船體）B、C燈所受的電壓從相電壓上升為線電壓將特別亮B、C兩燈將上升到約為線電壓，故A燈將暗下來或熄滅（視接地電阻的大小而定）工作原理船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法若A相線路漏電雖然A燈還能發(fā)光，但三燈間亮度有顯著區(qū)別，從而可指示出線路絕緣情況指示給值班人員：“電力系統(tǒng)中A線有接地情況”，應立即采取措施檢查排除工作原理船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法單相接地檢測三相線路絕緣均下降，情況就不易辨別船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法Methodsofmonitoring地氣燈法接地故障出現(xiàn)時，要分析判斷故障點可能發(fā)生在何處最近是否有新安裝的電氣設備，因接線碰殼而形成接地必要時，可以用分區(qū)域斷電的方法檢查，分級逐個去檢查直到找出故障點單相接地故障的檢測和排除本船運行中有哪些薄弱環(huán)節(jié)易于形成接地船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的方法MethodsofmonitoringCCS規(guī)定絕緣檢測Insulationtest2.4.2.2用于電力、電熱和照明的絕緣配電系統(tǒng)，不論是一次系統(tǒng)還是二次系統(tǒng)均應設有連續(xù)監(jiān)測絕緣電阻能在絕緣電阻異常低時發(fā)出聽覺或視覺報警信號的絕緣電阻監(jiān)測報警器在電網(wǎng)不帶電情況下可用搖表來測量絕緣電阻船舶電網(wǎng)對地絕緣電阻的檢測，要求能帶電進行一般采用專門的配電盤式兆歐表來測量安裝在主配電盤上絕緣檢測Insulationtest兆歐表的結構測量機構（表頭）附加裝置（整流電源）磁電儀表此電流與永久磁鐵在氣隙中所產(chǎn)生的恒定磁場相互作用，使儀表可動部分發(fā)生偏轉當有直流電通過動圈時絕緣檢測Insulationtest兆歐表的結構測量機構（表頭）附加裝置（整流電源）磁電儀表指示了一定的數(shù)值當這個作用力矩與游絲產(chǎn)生的反作用力矩平衡時絕緣檢測Insulationtest配電盤式絕緣表測量原理流過表頭的電流僅與電源電壓U及被測的絕緣電阻RX有關由于通過發(fā)電機的定子繞組可形成通路，故測得的RX是三相分別對地絕緣電阻的并聯(lián)電阻值絕緣檢測Insulationtest配電盤式絕緣表測量原理Rx為不同值時，有不同的電流值，從而指示出絕緣電阻的數(shù)值Rx=0Rx=∞流過表頭的電流有一相對地短路時，電流為最大理想絕緣時，I=0絕緣檢測Insulationtest配電盤式絕緣表測量原理電源一端4接表頭附加裝置提供直流電源另一端3經(jīng)開關接入電網(wǎng)經(jīng)電網(wǎng)的絕緣電阻到地與表頭構成直流回路絕緣檢測Insulationtest配電盤式絕緣表測量原理電網(wǎng)絕緣下降時絕緣電阻下降，漏電流增大絕緣檢測Insulationtest配電盤式絕緣表測量原理由整流電源正端流出來經(jīng)過接線柱3、開關K到電網(wǎng)經(jīng)絕緣電阻到地，進入測量機構正端經(jīng)測量機構流回4端到整流電源負端漏電流絕緣檢測Insulationtest表上刻度直接用絕緣電阻值標注絕緣電阻值可以由表頭上直接獲得配電盤式絕緣表測量原理漏電流越大，測量機構表頭指針偏轉越大，說明絕緣電阻越小絕緣檢測Insulationtest電壓U是由附加裝置中的直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)生的配電盤式絕緣表測量原理絕緣檢測Insulationtest由儀表內部穩(wěn)壓源把直流穩(wěn)定電壓Eo通過一高電阻加到饋電系統(tǒng)和地之間測量流過Rx的直流泄漏電流Ix，Ix經(jīng)放大由指示表指示相應的絕緣電阻值Rx為饋電系（三根帶電線一起）和地之間的絕緣電阻√√交流電網(wǎng)絕緣電阻監(jiān)測儀Resistancemonitor以監(jiān)測該饋電系統(tǒng)的絕緣電阻是否低于報警整定值如果低于報警整定值Ix轉換成電壓信號基準電壓點亮紅燈使報警繼電器有輸出交流電網(wǎng)絕緣電阻監(jiān)測儀Resistancemonitor交流接觸器的結構和工作原理交流接觸器的功能FunctionofACcontactor用于頻繁接通或分斷交流電路的控制電器實現(xiàn)頻繁的遠距離自動控制低電壓釋放保護能力接通和分斷能力比工作電流大數(shù)倍乃至十幾倍交流接觸器的型號及含義ModelandmeaningofACcontactorCJ接觸器交流設計序號Z-重任務X-消弧B-柵片去游離滅弧額定電流（A）A、B改型產(chǎn)品極數(shù)（以數(shù)字表示，三極產(chǎn)品不標注）Z-直流線圈S-帶鎖扣CJ10系列交流接觸器的結構StructureofACcontactor主觸頭接線柱三對主觸頭線圈接線柱滅弧罩三對主觸頭滅弧罩輔助常開觸頭輔助常閉觸頭接線柱CJ10系列交流接觸器的結構StructureofACcontactor橋式動觸頭觸頭壓力彈簧片動鐵心短路環(huán)線圈底座反作用彈簧靜鐵心緩沖彈簧CJ10系列交流接觸器的結構StructureofACcontactor交流接觸器的符號SymbolsforACcontactors線圈主觸頭常開觸頭常閉觸頭交流接觸器的工作原理WorkingprincipleofACcontactorCJ10系列接觸器電動操作手控制觸頭的通斷一種自動的電磁式開關當線圈通電后線圈電流產(chǎn)生磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合銜鐵帶動觸頭動作常閉觸頭斷開常開觸頭閉合交流接觸器的工作原理WorkingprincipleofACcontactor當線圈斷電時電磁吸力消失銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放各觸頭隨之復位交流接觸器的工作原理WorkingprincipleofACcontactor短路環(huán)的作用Thefunctionofshortcircuitingring維持動靜鐵心之間具有一定的吸力清除動、靜鐵心之間的振動嵌裝在鐵心某一端的銅環(huán)交流接觸器鐵心的短路環(huán)在交變電流過零時交流接觸器的選用SelectionofACcontactor選擇交流接觸器的類型交流接觸器的電壓等級要和負載相同按負荷種類分為12一類二類三類四類AC1AC2AC3AC4負載的計算電流要符合接觸器的容量等級交流接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數(shù)量、電流容量應滿足控制電路要求34接觸器的額定工作電流