《船舶電氣設(shè)備操作與管理（二、三類）》全套教學(xué)課件

《船舶電氣設(shè)備操作與管理（二、三類）》第1章安全用電常識(shí)第2章電工基礎(chǔ)知識(shí)第3章同步發(fā)電機(jī)的操作第4章電力系統(tǒng)管理第5章電站操作與管理第6章用電設(shè)備操作第7章船舶常用低壓電氣設(shè)備第8章機(jī)艙控制系統(tǒng)全套可編輯PPT課件安全用電常識(shí)目錄CONTENTS01安全用電02觸電安全防護(hù)措施03電器防火、防爆常識(shí)04實(shí)操訓(xùn)練01安全用電觸電傷害的種類當(dāng)人體觸及帶電體，或帶電體與人體之間閃擊放電，或電弧波及人體時(shí)電流經(jīng)人體進(jìn)入大地，或通過其他導(dǎo)體形成導(dǎo)電回路，人體受到較高電壓或較大電流傷害，造成人體局部受傷或致殘，甚至死亡的現(xiàn)象稱為觸電。按照人體被傷害的不同程度，觸電可分電傷(外傷)和電擊(內(nèi)傷)兩種。觸電方式（a）雙線觸電（b）單線觸電電源中性點(diǎn)接地的單相觸電觸電原因缺乏安全用電常識(shí)對(duì)電氣設(shè)備的使用管理不當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞人體觸電電流人體總電阻是皮膚角質(zhì)層電阻和體內(nèi)電阻之和。皮質(zhì)電阻約為40-100

，而體內(nèi)電阻僅為600-800

，但皮膚潮濕、不潔凈或有傷口時(shí)，皮質(zhì)電阻可下降到1

左右。觸電電流通過人體，首先是使肌肉突然收縮，使觸電者無法擺脫帶電體，以至麻痹中樞神經(jīng)，導(dǎo)致呼吸或心臟跳動(dòng)停止。0.6-1.5mA人體開始有感覺8-10mA手已較難擺脫帶電體幾十mA通過呼吸中樞或幾十微安直接通過心臟均可致死。安全電壓安全電壓是指對(duì)人體不產(chǎn)生嚴(yán)重反應(yīng)的接觸電壓。國(guó)際上安全電壓分類(1)人體大部分浸于水中的狀態(tài)：其安全電壓小于2.5V；(2)人體顯著淋濕或人體一部分經(jīng)常接觸到電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)造物的狀態(tài)：其安全電壓小于25V；(3)除以上兩種以外的情況，對(duì)人體加有接觸電壓后，危險(xiǎn)性高的接觸狀態(tài)：其安全電壓小于50V。安全電壓中國(guó)安全電壓分類(1)特別危險(xiǎn)(潮濕、有腐蝕性蒸氣或游離物等)的建筑物中，為12V；(2)高度危險(xiǎn)(潮濕、有導(dǎo)電粉末、炎熱高溫、金屬品較多)的建筑物中，為36V；(3)沒有高度危險(xiǎn)(干燥、無導(dǎo)電粉末、非導(dǎo)電地板、金屬品不多等)的建筑物，為65V。觸電急救注意事項(xiàng)1、就近拉斷電源開關(guān)，或用干燥不導(dǎo)電的衣物器具使觸電者迅速脫離電源，人體各部分都不可直接觸及觸電者，避免連帶觸電。2、將觸電者置于通風(fēng)溫暖的處所，對(duì)呼吸微弱或已停止呼吸但心臟有跳動(dòng)的要實(shí)施人工呼吸搶救，呼吸和心臟都已停止的要實(shí)施人工呼吸和人工心臟擠壓搶救。02觸電安全防護(hù)措施預(yù)防觸電措施1．經(jīng)常檢查、維護(hù)電氣設(shè)備的絕緣和殼體的安全接地，以消除觸電隱患。2．禁止帶電檢修設(shè)備，特殊情況下須使用絕緣合格的工具和護(hù)具進(jìn)行帶電操作。3．必須按照操作規(guī)程及正確的操作方法對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操作。4．非安全電壓便攜式電氣設(shè)備及其電纜、插頭等的絕緣容易損壞，安全接地芯線容易折斷而不易覺察，使用前必須仔細(xì)檢查。5．若電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不能直接用消防水龍滅火，以避免觸電。保護(hù)接地(a)保護(hù)接地保護(hù)接地是將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬殼罩或構(gòu)架等，與地做良好可靠的金屬連接，一旦發(fā)生這些部件帶電時(shí)，使站在地上的人體的接觸電壓和人體電流近于零。工作接地及保護(hù)接零

(b)工作接地，保護(hù)接零電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地就是工作接地。在三相四線制低壓電力系統(tǒng)中為防觸電將電氣設(shè)備的罩殼等與系統(tǒng)的零線連接，即保護(hù)接零。03電器防火、防爆常識(shí)船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防電氣線路和電氣設(shè)備故障引起的火災(zāi)約占整個(gè)火災(zāi)事故的30%左右，船舶火災(zāi)不僅直接影響船舶的安全運(yùn)輸，同時(shí)也給廣大船員和乘客的人身安全及國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成很大威脅。因此，防止電氣火災(zāi)，是船舶防火工作的一個(gè)重要方面燃燒和爆炸是會(huì)產(chǎn)生大量光和熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)，它的發(fā)生須同時(shí)具備三個(gè)條件：有可燃性氣體或物質(zhì)；有空氣或氧氣；有火源或危險(xiǎn)溫度。只要這三個(gè)條件不同時(shí)存在，就能避免燃燒和爆炸。電氣設(shè)備起火的原因

船舶電氣設(shè)備的短路、過載、絕緣老化以及某些故障都是火災(zāi)的隱患。如：(1)電氣設(shè)備(特別是插座)進(jìn)水形成短路或接地，在短路或接地點(diǎn)局部發(fā)熱。(2)導(dǎo)體的連接點(diǎn)的松動(dòng)、氧化、腐蝕等引起接觸電阻過大，造成局部發(fā)熱。(3)電氣設(shè)備或電纜長(zhǎng)期屆負(fù)荷工作，或由于短路故障、非正常電壓等引起電流過大，使溫度過高而可能引起火花。(4)由于亂接、亂拉電線，或在插座上接用超過線路允許載流量的電熱器或其他用電設(shè)備而造成線路過熱。(5)其他原網(wǎng)造成的絕緣強(qiáng)度下降或絕緣破壞，發(fā)生短路、接地故障，引起局部過熱。電氣設(shè)備防火要求(1)電氣設(shè)備防火的一般要求①經(jīng)常檢查電氣線路及設(shè)備的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)接地、短路等故障時(shí)要及時(shí)排除；②電氣線路和設(shè)備的載流量必須控制在額定范圍內(nèi)；③嚴(yán)格按施工要求作業(yè)，保證電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量；④按環(huán)境條件選擇使用電氣設(shè)備，易燃易爆場(chǎng)所要使用防爆電氣設(shè)備；⑤電纜及導(dǎo)線連接處要牢靠，防止松動(dòng)脫落。電氣設(shè)備防火要求(2)船舶靜電的預(yù)防措施在靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所的工作人員應(yīng)穿導(dǎo)電性好的服裝和鞋襪。在貨油艙甲板上禁止穿脫衣物。由生活居住區(qū)進(jìn)入貨油艙區(qū)前，于應(yīng)觸摸專設(shè)的用來消除靜電的金屬板，以防止人體帶靜電進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。油船除了安裝避雷裝置外，還必須配備消除靜電的裝置。(3)油船和散裝化學(xué)品液貨船電氣設(shè)備的防火措施①不論是直流或單相、三相交流電力系統(tǒng)，都必須是對(duì)地絕緣的系統(tǒng)，即發(fā)電、供電和配電電路均不應(yīng)接地，更不能以船體為回路。②不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)有電氣上的連接。作為船上工作人員，不允許在這些有危險(xiǎn)的區(qū)城拉臨時(shí)電線或安裝臨時(shí)設(shè)備；不允許使用帶電纜的便攜照明或普通手電筒，應(yīng)使用合格的防爆照明器。在油船及散裝化學(xué)品液貨船上禁止掛彩燈。電氣設(shè)備的滅火電氣設(shè)備著火時(shí)，不應(yīng)立即用水龍滅火，以防止水柱觸電。正確的做法是首先迅速切斷著火電源，然后用二氧化碳、干粉或鹵代烴(1211)滅火器等滅火。但停電時(shí)應(yīng)注意盡量縮小停電范圍。船舶電氣設(shè)備的船用條件及船檢規(guī)定

船舶電氣設(shè)備的工作環(huán)境要比一般陸地條件惡劣得多，船舶處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，存在著機(jī)械振動(dòng)和沖擊，經(jīng)常處于傾斜和搖擺狀態(tài)。因此船用電氣設(shè)備必須符合船用環(huán)境技術(shù)條件。1.適應(yīng)振動(dòng)和沖擊的條件2.適應(yīng)傾斜和搖擺的條件表1-1

傾斜角設(shè)備組件橫傾橫搖縱傾縱搖應(yīng)急設(shè)備，開關(guān)設(shè)備，電器及電子設(shè)備22.5°22.5°10°10°上列以外的設(shè)備或組件15°22.5°5°7.5°船舶電氣設(shè)備的船用條件及船檢規(guī)定3.適應(yīng)環(huán)境溫度條件表1-2

環(huán)境溫度介質(zhì)溫度空氣溫度（℃）海水溫度（℃）電氣設(shè)備安裝處所封閉處所內(nèi)高于45℃、低于0℃處所開敞甲板熱交換器入口無限航區(qū)0～45按該處所溫度-25～4532除熱帶海域的有限航區(qū)0～40按該處所溫度-25～4025船舶電氣設(shè)備的船用條件及船檢規(guī)定4.耐潮濕、鹽霧、油霧和霉菌的環(huán)境條件5.適應(yīng)船舶電網(wǎng)電壓和頻率的變化表1-3

電壓和頻率的波動(dòng)設(shè)備參數(shù)穩(wěn)態(tài)（%）瞬態(tài)（%）恢復(fù)時(shí)間（s）一般設(shè)備電壓+6～-10±201.5頻率±5±105由蓄電池或半導(dǎo)體變流器供電的設(shè)備電壓±20%

船舶電氣設(shè)備的船用條件及船檢規(guī)定6.防護(hù)要求表1-4

電氣設(shè)備外殼的IP××防護(hù)等級(jí)IP等級(jí)簡(jiǎn)要說明定義第1位數(shù)字0無防護(hù)沒有專門防護(hù)1防>50mm的固體人體大面積部分如手（對(duì)有意識(shí)接觸無防護(hù)），直徑>50mm的固體2防>12mm的固體手指或類似物，長(zhǎng)度不超過80mm，直徑超過12mm的固體3防>2.5mm的固體直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線等，直徑>2.5mm的固體4防>1.0mm的固體直徑大于1mm的線或片狀物，直徑超過1mm的固體5防塵并不防止全部灰塵進(jìn)入，但進(jìn)入量不妨礙設(shè)備正常動(dòng)轉(zhuǎn)6塵密無灰塵進(jìn)入第2位數(shù)字0無防護(hù)沒有專門防護(hù)1防滴垂直滴水應(yīng)無有害影響215°防滴設(shè)備與垂直線成15°角時(shí)，滴水應(yīng)無有害影響3防淋水與垂直線成60°角范圍的淋水應(yīng)無有害影響4防濺任何方向?yàn)R水應(yīng)無有害影響5防沖水任何方向沖水應(yīng)無有害影響6防猛烈海浪猛烈游泳或強(qiáng)烈沖水時(shí)進(jìn)入機(jī)殼水量應(yīng)無有害影響7防浸水沉浸在規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定的時(shí)間后，進(jìn)入水量應(yīng)無有害影響8防潛水能長(zhǎng)期潛水，完全密封，進(jìn)水量不產(chǎn)生有害影響04實(shí)操訓(xùn)練任務(wù)要求1.學(xué)習(xí)觸電類型、危害，觸電原因分析及預(yù)防措施；2.學(xué)習(xí)船舶特殊環(huán)境因素對(duì)電氣設(shè)備具體產(chǎn)生的影響、危害；3.理解“船用條件”及“船檢規(guī)定”；4.分析電氣設(shè)備接地的保護(hù)原理。任務(wù)準(zhǔn)備1.船舶觸電事故案例；2.最新版《內(nèi)河船舶入級(jí)規(guī)則》相關(guān)電氣部分內(nèi)容。任務(wù)實(shí)施1.通過觸電案例觀看、討論，學(xué)習(xí)觸電類型、危害，觸電原因及預(yù)防措施；2.分析船舶特殊環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備具體的影響方面及程度，從而分析船舶電氣設(shè)備的“船用條件”及“船檢規(guī)定”；3.分析船舶電氣設(shè)備接地、陸用電氣設(shè)備接零的保護(hù)原理及區(qū)別；4.說做結(jié)合闡述識(shí)別安全電壓的方法。1）人體在不同狀態(tài)下安全電壓是不同的：浸于水中安全電壓小于2.5V；淋濕狀態(tài)安全電壓小于25V；一般狀態(tài)安全電壓小于50V。2）建筑物的安全等級(jí)也分為三級(jí)：特別危險(xiǎn)建筑物安全電壓為12V；高度危險(xiǎn)建筑物安全電壓為36V；一般建筑物安全電壓為65V。3）一般狀態(tài)下低于50V的電壓為安全電壓，如12V、24V、36V等，可用萬用表或電壓表測(cè)量；4）安全電壓的插座無保護(hù)接地線孔，與高壓插座的形狀不同，兩者不能互插。觸電急救措施一、任務(wù)要求1.學(xué)習(xí)觸電類型、危害，觸電原因分析及預(yù)防措施；2.學(xué)習(xí)船舶特殊環(huán)境因素對(duì)電氣設(shè)備具體產(chǎn)生的影響、危害；3.理解“船用條件”及“船檢規(guī)定”；4.分析電氣設(shè)備接地的保護(hù)原理。觸電急救措施二、任務(wù)準(zhǔn)備1.船舶觸電事故案例；2.最新版《內(nèi)河船舶入級(jí)規(guī)則》相關(guān)電氣部分內(nèi)容。觸電急救措施三、任務(wù)實(shí)施1.通過觸電案例觀看、討論，學(xué)習(xí)觸電類型、危害，觸電原因及預(yù)防措施；2.分析船舶特殊環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備具體的影響方面及程度，從而理解船舶電氣設(shè)備的“船用條件”及“船檢規(guī)定”；3.

分析船舶電氣設(shè)備接地、陸用電氣設(shè)備的接零的保護(hù)原理及區(qū)別；觸電急救措施4.說做結(jié)合演示若發(fā)現(xiàn)觸電者的急救步驟：1）應(yīng)設(shè)法迅速切斷電源開關(guān)，否則應(yīng)該用干燥不導(dǎo)電的衣物器具使觸電者迅速脫離電源，人體各部分都不可直接觸及觸電者，避免連帶觸電。并注意觸電者脫離電源時(shí)的碰傷或摔傷。2）若觸電者傷害較輕，神志清醒，只有心慌、無力、肢體發(fā)麻等感覺時(shí)，將其置于通風(fēng)溫暖的處所靜臥休息2-3小時(shí)后即可恢復(fù)。3）對(duì)呼吸微弱或已停止呼吸但心臟有跳動(dòng)的要實(shí)施人工呼吸搶救，呼吸和心臟都已停止的要實(shí)施人工呼吸和人工心臟擠壓搶救。電工基礎(chǔ)知識(shí)目錄CONTENTS01直流電的基礎(chǔ)知識(shí)02交流電的基礎(chǔ)知識(shí)03電磁感應(yīng)知識(shí)04三相電源與三相負(fù)載05電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)06實(shí)操訓(xùn)練01直流電的基礎(chǔ)知識(shí)電路圖2-1電力系統(tǒng)示意圖第一類電路：用來實(shí)現(xiàn)電能的傳輸和分配。電路第二類電路：用來處理和傳遞信息的電路，即信息系統(tǒng)。圖2-2語音處理系統(tǒng)示意圖電路模型理想元件即在一定條件下，忽略次要性質(zhì)，用一個(gè)表征其主要物理特性的理想化模型。理想電阻元件用符號(hào)R表示，簡(jiǎn)稱電阻；理想電感元件用符號(hào)L表示，簡(jiǎn)稱電感；理想電容元件用符號(hào)C表示，簡(jiǎn)稱電容；理想電壓源和理想電流源分別用符號(hào)US和IS表示。電路模型圖2-4(a)所示該電路實(shí)際的器件是由干電池、燈泡、開關(guān)所組成，若將其轉(zhuǎn)換為與之相對(duì)應(yīng)的電路模型，則由一個(gè)恒壓源代替干電池作為電源元件，由電阻R代替實(shí)際電路中的燈泡，符號(hào)S代表開關(guān)，其電路模型如圖2-4

(b)所示。通過上述方法，就可將簡(jiǎn)單的手電筒電路轉(zhuǎn)換為由電路元件符號(hào)所構(gòu)成的電路模型。圖2-4手電筒電路電路中的基本物理量1、電流電荷的定向移動(dòng)形成電流。規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。電流的大小用電流強(qiáng)度來表示，其電流強(qiáng)度用單位時(shí)間i內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量q來度量，即若電流的大小滿足正弦函數(shù)規(guī)律，則稱為交流電路；若電流的大小不隨著時(shí)間而變化，則稱之為直流電流，一般用大寫字母I表示。若在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量為Q時(shí)，其直流電流的大小I的計(jì)算公式為：電流I的標(biāo)準(zhǔn)單位是安培（A），常用的小電流單位有毫安（mA）或微安（uA）來表示，其換算關(guān)系為：1A=103mA=106mA。電路中的基本物理量2.電壓電壓是衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的能力。電路中任意兩點(diǎn)間的電位差稱為這兩點(diǎn)間的電壓，用字母U來表示。例如

,

兩點(diǎn)間的電壓為：電壓的單位：用伏特（V）表示，計(jì)量較大的電壓時(shí)用千伏（kV），計(jì)量較小的電壓時(shí)用毫伏（mV）。其換算關(guān)系為1V=103mV=106mV。電壓的方向：電壓的方向規(guī)定為由高電位指向低電位，因此電壓又稱電壓降（電位降）。電路中的基本物理量3.電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是衡量電源力對(duì)電荷做功能力的物理量。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上的大小等于電源力把單位正電荷由電源低電位（負(fù)極）經(jīng)電源內(nèi)部移動(dòng)到高電位（正極）所做的功。由于電動(dòng)勢(shì)所表達(dá)的也是對(duì)電荷做功的能力，因此電動(dòng)勢(shì)的單位和電壓一致，也用伏特（V）來表示。電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向規(guī)定是從電路的低電位指向高電位，而前面指出電壓實(shí)際方向由高電位指向低電位，因此兩者的方向是相反的。電路中的基本物理量4．電功與電功率對(duì)于電場(chǎng)力來說，當(dāng)一段導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，正電荷從高電位端移向低電位端，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，我們稱之為電功，用W來表示，簡(jiǎn)稱電功，其單位是焦耳（J）。計(jì)算公式為：W為電功，單位為J；I為電流強(qiáng)度，單位為A；U為電壓，單位為V；t為時(shí)間，單位為s。功率為單位時(shí)間內(nèi)所做的功。在電路中，單位時(shí)間內(nèi)所作的電功稱為電功率，用字母P來表示。電功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(W)。計(jì)量較大的時(shí)用千瓦(kW),且1kW=1000W。對(duì)負(fù)載而言，電功和電功率之間有如下關(guān)系：電路中的基本物理量5.額定值為了保障電氣設(shè)備的安全，充分對(duì)其進(jìn)行使用，盡可能的發(fā)揮該電氣設(shè)備的效率，應(yīng)盡可能的將電氣設(shè)備工作在該限定值范圍內(nèi)，我們又稱該值為額定值。電工產(chǎn)品主要額定值包括電壓、電流、功率、電流種類、工作制、絕緣等級(jí)、環(huán)境溫度等。通常最重要的參數(shù)都刻在產(chǎn)品的銘牌上，因此又將額定值稱之為銘牌值。圖2-5三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌歐姆定律1.電阻電流通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)受到一種阻礙作用，通常把這種導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用符號(hào)R表示，電阻的外形與電路符號(hào)見圖2-6所示。（a）常規(guī)電阻（b）貼片電阻（c）電阻符號(hào)歐姆定律導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度L和導(dǎo)體的電阻率ρ成正比，與橫截面積S成反比，并和導(dǎo)體的材料、所處溫度有關(guān)，導(dǎo)體電阻大小可表示為：電阻常用的單位是歐姆(Ω)，在計(jì)量大電阻時(shí)，常以千歐(KΩ)和兆歐(MΩ)作為計(jì)量單位。它們之間的換算關(guān)系如下：

歐姆定律在電阻元件中，流過電阻的電流與電阻兩端電壓成正比，稱之為歐姆定律。圖2-7一段電阻電路在此電路中，流經(jīng)電阻的電流大小I與電阻兩端的電壓U成正比，即一段電阻電路的歐姆定律，即：I為電流強(qiáng)度，單位為A；U為電壓大小，單位為V；R為電阻大小，單位為Ω。根據(jù)該歐姆定律可知U=RI或R=U/I。歐姆定律圖2-8簡(jiǎn)單的全電路圖2-8是一個(gè)簡(jiǎn)單的手電筒等效電路，該閉合的電路又稱為全電路。其中，RL是負(fù)載電阻，RS是電源內(nèi)電阻。則全電路的歐姆定律可表為：由上式可得，在開關(guān)S閉合后所形成的回路中，電流的大小I與電源的電壓US成正比，與整個(gè)電路的總電阻（即負(fù)載電阻RL和電源內(nèi)阻RS之和）成反比。電路的帶載通路、開路和短路圖2-8簡(jiǎn)單的全電路1.帶載通路圖2-8為一個(gè)典型的帶載通路，開關(guān)S閉合后，電路的電源與負(fù)載接通，由電源向負(fù)載供電，即為電路的帶載通路。根據(jù)全歐姆定律可知，電路中電流為：一般情況下，電源內(nèi)阻RS遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻RL，因此電路的電流大小主要由負(fù)載電阻RL所決定。電路的帶載通路、開路和短路2.開路狀態(tài)負(fù)載和電源斷開的狀態(tài)下稱為電路開路，在圖2-8中，S斷開時(shí)，電源不能給負(fù)載供電，兩者斷開，因此為開路。開路主要分為工作開路和故障斷路，其中工作開路主要體現(xiàn)為開關(guān)未閉合；故障斷路主要表現(xiàn)為開關(guān)不能閉合、輸電線損壞斷開等情況。開路狀態(tài)的主要特征為電路沒有電流通過，即I=0，各電阻上電壓U=0，電路的功率為P=0，電路處于空載狀態(tài)。圖2-8簡(jiǎn)單的全電路電路的帶載通路、開路和短路圖2-9電路短路狀態(tài)短路即電源的兩個(gè)輸出端或負(fù)載兩個(gè)輸入端被電阻為零的導(dǎo)體短接，常見的形式如圖2-9所示，其特征為：電阻RL兩端電壓U=0，電源電壓將全部施加在內(nèi)阻RS上；短路電流Isc由電源和電源內(nèi)阻所產(chǎn)生，且負(fù)載電阻由于沒有電流流過，因此其功率PL=0，電路中內(nèi)阻RS消耗功率為PS。由于一般情況下，電源內(nèi)阻RS很小，因此短路電流將遠(yuǎn)大于電路正常工作的額定電流，最終導(dǎo)致電源燒毀。電路短路是引發(fā)火災(zāi)的重要原因，需要在電路中加裝熔斷器（保險(xiǎn)絲），當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，由于電路電流增大數(shù)倍，從而導(dǎo)致熔斷器燒毀，進(jìn)而切斷電路以達(dá)到保護(hù)設(shè)備和電源的目的?；鶢柣舴蚨蓤D2-10復(fù)雜的三支路電路1）支路：即每一分支電路，每一條支路都流經(jīng)同一電流。圖2-10共有三條支路，分別為支路cda，cba，ac。I1，I2和I3分別為三條支路的電流。2）節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，圖2-10中有a和c兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。3）回路：電路中任一閉合的路徑稱為回路。圖2-10中有cdac，cbac和cbadc三個(gè)回路?；鶢柣舴蚨?．基爾霍夫電流定律(KCL)基爾霍夫電流定律：在任一瞬間，流入一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和，也可表述為任一瞬間，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的代數(shù)和恒為零（取流入該節(jié)點(diǎn)電流值為正，流出節(jié)點(diǎn)的電流值為負(fù)），其表達(dá)式為：基爾霍夫定律2．基爾霍夫電壓定律(KVL)基爾霍夫電壓定律：在任一瞬間，沿任一回路，任一方向繞行一周，回路中的各段電壓代數(shù)和恒為零，即：通過上述表達(dá)式，可將KVL表述為：當(dāng)直流電路中各個(gè)電動(dòng)勢(shì)、電阻一定時(shí)，沿任一回路繞行一周，電路中各電位升之和必定等于各電位降之和。電阻的串聯(lián)圖2-11電阻的串聯(lián)圖2-11(a)所示的電阻連接方式稱位電阻的串聯(lián)。在分析計(jì)算中，可將圖2-11(a)中的串聯(lián)電路等效分析為圖2-11(b)所示的電路圖，等效的條件是在同一電壓U作用下電流I保持不變。串聯(lián)電路具有以下特征：（1）各電阻流過的電流為同一個(gè)電流；（2）電路的總電阻等于各個(gè)分電阻之和。以圖2-11為例，等效后的電路總電阻R=R1+R2。

（3）電路總電壓U的大小等于各個(gè)分電阻上的電壓之和，各個(gè)串聯(lián)電阻上的電壓與其阻值成正比。（4）電路中消耗的總功率P分別為各個(gè)電阻功率的代數(shù)和，以圖2-11為例，該電路中的總功率P=P1+P2。電阻的并聯(lián)圖2-12電阻的并聯(lián)圖2-12(a)所示電阻R1和R2的連接方式稱為并聯(lián)，即電路中有兩個(gè)或更多個(gè)電阻聯(lián)結(jié)在兩個(gè)公共的點(diǎn)之間。在分析計(jì)算中，可將圖2-12(a)中的串聯(lián)電路等效分析為圖2-12(b)所示的電路圖，并聯(lián)電路具有以下特征：（1）電阻兩端電壓是同一電壓U。（2）并聯(lián)電阻等效后總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。（3）并聯(lián)電阻的總電流I等于各支路電流的代數(shù)和，各并聯(lián)電阻支路的電流與電流成反比。（4）并聯(lián)電阻的總功率等于各個(gè)電阻功率代數(shù)和，且各電阻消耗功率與阻值成反比。02交流電的基礎(chǔ)知識(shí)正弦交流電的產(chǎn)生圖2-13正弦交流電波形圖正弦交流電通常由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，在設(shè)計(jì)時(shí)使電樞表面上各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱按正弦規(guī)律變化的，即得正弦交流電動(dòng)勢(shì)，即：e為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；Em為最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；w為角頻率，t為時(shí)間正弦交流電的三要素（1）周期、頻率和角頻率周期、頻率和角頻率都是反映交流電變化快慢的物理量：正弦交流電每重復(fù)變化一次所經(jīng)歷的時(shí)間間隔稱為周期，用T表示，單位為秒（s）；角頻率w表示正弦量的相位隨時(shí)間變化的角速度，正弦信號(hào)每經(jīng)過一個(gè)周期T的時(shí)間，相位變化2πrad。交流電在單位時(shí)間內(nèi)變化的次數(shù)叫頻率，用f表示，其單位是赫茲(Hz)。周期T、角頻率w、頻率f兩者具有以下關(guān)系：或角頻率w表示交流電在單位時(shí)間內(nèi)變化的角度，由于交流電在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)角度變化了2π弧度，所以角頻率w可表示為：正弦交流電的三要素（2）幅值和有效值交流電在任意瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，用英文小寫字母表示，如i、u、e分別來表示電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。最大的瞬時(shí)值稱為該正弦量的幅值，又稱最大值，用英文大寫字母加下標(biāo)“m”來表示，如Im、Um和Em分別表示電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)的最大值。正弦交流電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)關(guān)系式分別為：為了評(píng)價(jià)正弦交流電的大小，有效值的概念被引入計(jì)量正弦交流電。假設(shè)兩個(gè)相同電阻R，分別通過正弦交流電和直流電，若在相同時(shí)間內(nèi)兩個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量一致，則將直流電的大小等效為交流電的有效值。有效值與最大值具有以下關(guān)系：正弦交流電的三要素圖2-14正弦交流電壓與電流的相位圖（3）初相位和相位差對(duì)于不同的正弦量，盡管它們的頻率相等，最大值一樣，但變化的起點(diǎn)不同，則t=0時(shí)刻各正弦量的值將不同。將與初始值對(duì)應(yīng)的正弦函數(shù)電角度叫做初相位，用符號(hào)ψ表示。電壓瞬時(shí)值u、電流瞬時(shí)值i可分別表示為：將兩個(gè)同頻率正弦量的相位角之差稱為相位角差或相位差，用符號(hào)φ表示，表達(dá)式為：正弦交流電的三要素圖2-15電壓和電流不同相位差示意圖交流電路中的電阻、電感和電容元件特性1.純電阻正弦交流電路（1）電壓與電流關(guān)系無論在直流電路，還是在正弦交流電路中，電阻兩端的電壓U和通過的電流I均滿足歐姆定律（2）功率在正弦交流電路中，電阻兩端產(chǎn)生的功率P可用直流電路中功率求解公式進(jìn)行計(jì)算，即交流電路中的電阻、電感和電容元件特性2.純電感電路（1）電壓與電流關(guān)系在正弦交流電路中，設(shè)電流為參考正弦量，即i=Imsinwt，此時(shí)電流初相位ψi=0。根據(jù)電磁感應(yīng)定律得出電感兩端電壓為：在純電感正弦交流電路中，電壓、電流的有效值和最大值分別滿足以下關(guān)系：電感XL值的計(jì)算表達(dá)式為f為正弦交流電的頻率，L為電感的大小，電感單位為H（亨）交流電路中的電阻、電感和電容元件特性（2）功率電感在交流電路中僅與電源進(jìn)行能量交換，不消耗能量，為儲(chǔ)能元件。為了衡量電感和電源能量交換的大小，利用無功功率Q對(duì)其進(jìn)行描述。電感元件產(chǎn)生的無功功率Q大小為：無功功率單位是乏(Var)或千乏(kVar)。由于電感不消耗能量，因此其有功功率P=0。交流電路中的電阻、電感和電容元件特性3.純電容電路（1）電壓與電流關(guān)系在正弦交流電路中，設(shè)電流為參考正弦量，即i=Imsinwt，此時(shí)電流初相位ψi=0。此時(shí)電容兩端的電壓瞬時(shí)值u表示式為在純電容正弦交流電路中，電壓、電流的有效值和最大值分別滿足以下關(guān)系：電容XC值的計(jì)算表達(dá)式為：f為正弦交流電的頻率，C為電感的大小，電感單位為F（法）。交流電路中的電阻、電感和電容元件特性（2）功率電容和電感一樣，在交流電路中僅與電源進(jìn)行能量交換，不消耗能量，為儲(chǔ)能元件。為了衡量電容和電源能量交換的大小，利用無功功率Q對(duì)其進(jìn)行描述。電容元件產(chǎn)生的無功功率Q大小為：無功功率單位是乏(Var)或千乏(kVar)。由于電容不消耗能量，因此其有功功率P=0。為了區(qū)別電容和電感產(chǎn)生的無功功率，將電容的無功功率取負(fù)值。交流電路中的電阻、電感和電容元件特性4RLC混聯(lián)電路（1）有功功率P、無功功率S、視在功率Q在船用電氣設(shè)備中，幾乎不存在純電阻電路，大部分電氣設(shè)備（電動(dòng)機(jī)、白熾燈）均等效為電阻、電容、電感元件的混聯(lián)。根據(jù)純電阻、純電容、純電感電氣特性，RLC混聯(lián)后的電路將同時(shí)產(chǎn)生有功功率和無功功率?；炻?lián)后的電路有功功率

計(jì)算方式為：無功功率表達(dá)式Q為：混聯(lián)電路中，將電壓與電流的乘積稱為視在功率，用符合S表示，其表達(dá)式為：交流電路中的電阻、電感和電容元件特性（2）功率因數(shù)的提高實(shí)際使用的電氣設(shè)備多為感性負(fù)載，其功率因數(shù)cosφ<1，這樣就會(huì)導(dǎo)致無功功率的出現(xiàn)，使得發(fā)電機(jī)的容量不能有效利用，同時(shí)還會(huì)增加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗。在船舶電氣設(shè)備中，由于大部分負(fù)載呈電感性，產(chǎn)生了無功功率Q（正值），為了提高功率因數(shù)。常用提高功率因數(shù)的方法是與感性負(fù)載并聯(lián)電容，利用電容產(chǎn)生的無功功率Q（負(fù)值）對(duì)電感產(chǎn)生的無功功率（正值）進(jìn)行抵消，從而減少總電路中無功功率的大小，進(jìn)而達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。03電磁感應(yīng)知識(shí)磁場(chǎng)的基本概念1.磁場(chǎng)和磁力線磁鐵的內(nèi)部與周圍空間存在磁場(chǎng)，常用磁力線(或稱磁感應(yīng)線)來描述磁場(chǎng)，如圖2-16所示。磁力線在空間上是條閉合回線，用磁力線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，用磁力線的方向表示磁場(chǎng)的方向一。磁力線任一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁鐵的磁力線是經(jīng)磁鐵內(nèi)部并通過周圍空間而閉合，其磁力線方向規(guī)定，在磁鐵內(nèi)部是由S極指向N極的方向，外部是由N極指向S極的方向。圖2-16磁場(chǎng)中的磁力線磁場(chǎng)的基本概念圖2-17磁通示意圖2.磁通磁通（Φ）為穿過某一截面S的磁力線總數(shù)，如圖2-17，磁通F的單位為伏?秒，稱為韋[伯]Wb。磁通為一個(gè)矢量，它的方向與該處的磁場(chǎng)強(qiáng)度方向一致。磁場(chǎng)的基本概念3.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量，用字符B表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱磁通密度。若磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這種磁場(chǎng)稱為均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為Wb/m2，又稱特斯拉（T）。磁場(chǎng)的基本概念4.磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率μ是表示衡量物質(zhì)導(dǎo)磁性能的一個(gè)物理量。它的單位為亨/米（H/m），不同的物質(zhì)具有不同的磁導(dǎo)率，磁性材料如（鐵芯、硅鋼片）磁導(dǎo)率較大，這樣的物質(zhì)在同一電流下產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度也越大。真空的磁導(dǎo)率μ0為：任意物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ與真空磁導(dǎo)率μ0的比值，稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率μr，其表達(dá)式為：磁場(chǎng)的基本概念5.磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度用來表征磁場(chǎng)的特性，它只與產(chǎn)生它的電流有關(guān)，而與處于其中的介質(zhì)的磁導(dǎo)率無關(guān)。根據(jù)安培環(huán)路定律：磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑的線積分等于該閉合路徑所包圍的全部電流的代數(shù)和，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：磁場(chǎng)的基本概念6.磁路將電流通入線圈，在線圈內(nèi)部及周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線在鐵芯中形成磁路，磁路是磁通通過的閉合路徑。圖2-18（a）是表示四極直流電動(dòng)機(jī)的磁路，圖2-18（b）是變壓器鐵心線圈的磁路，電流I通過N匝線圈所產(chǎn)生的磁通Φ幾乎全部集中通過鐵芯閉合。（a）四極直流電動(dòng)機(jī)的磁路（b）變壓器鐵芯線圈的磁路圖2-18磁路電磁感應(yīng)定律圖2-19右手螺旋定則1.電流的磁效應(yīng)與右手螺旋定則右手螺旋定則規(guī)定為：在通電導(dǎo)體中，大拇指指向電流方向，四指指向磁場(chǎng)方向；在通電線圈中，四指指向電流方向，大拇指指向磁場(chǎng)方向，如圖2-19所示。電磁感應(yīng)定律2.電流的力效應(yīng)與左手定則通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到電磁力的作用，將其稱為電流在磁場(chǎng)中的力效應(yīng)，又稱該力為電磁力，力的大小用符號(hào)F表示。采用安培定律計(jì)算F的大小，安培定律定義為：通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受到的電磁力F的大小與導(dǎo)體所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通過導(dǎo)體的電流I和導(dǎo)體磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度成正比，即：若通電導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向之間的夾角為α（α<90°）時(shí)，受力大小為：電磁感應(yīng)定律如圖2-20所示，把左手伸開，大拇指與其他四指成90°。如果磁力線指向手心，其他四指指向?qū)Ь€中電流的方向，則大拇指指向的就是導(dǎo)線受力的方向。圖2-20通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的安培力F及左手定則電磁感應(yīng)定律3.直導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)導(dǎo)體與磁力線之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的表達(dá)式為：圖2-21直導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向采用右手定則，如圖2-20所示，伸平右手，拇指與四指垂直，磁力線穿過掌心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指指向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。電磁感應(yīng)定律4.鐵芯損耗及解決措施當(dāng)鐵芯線圈通入交流電來勵(lì)磁（變壓器、交流電動(dòng)機(jī)及各種交流電器的線圈都是由交流電勵(lì)磁的）在交變磁通作用下，鐵芯中有能量損耗，稱為鐵損。鐵損主要由以下兩部分組成。（１）渦流損耗鐵芯中的交變磁通Φ在鐵芯中感應(yīng)出電壓，由于鐵芯也是導(dǎo)體，便產(chǎn)生一圈圈的電流，稱之為渦流。渦流在鐵芯內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在所經(jīng)回路的導(dǎo)體電阻上產(chǎn)生的能量損耗稱為渦流損耗。２）磁滯損耗鐵磁性物質(zhì)在反復(fù)磁化時(shí)，磁疇反復(fù)變化，磁滯損耗是克服各種阻滯作用而消耗的那部分能量。04三相電源與三相負(fù)載三相電源產(chǎn)生圖2-22三相交流電源的產(chǎn)生三相電源產(chǎn)生三相交流電源是由三相交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生，三相交流發(fā)電機(jī)示意圖如圖2-22

(a)，發(fā)電機(jī)主要組成部分是電樞和磁極，又可稱為定子和轉(zhuǎn)子。其中，定子由硅鋼片組成，三相繞組放置在定子中，空間相互差120o，三相繞組示意圖見圖2-22(b)。轉(zhuǎn)子鐵芯上的勵(lì)磁繞組通電后，原動(dòng)機(jī)（船用柴油機(jī)）帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后將在三相繞組中產(chǎn)生出幅值（最大值）相等、頻率相同，彼此間相位差為120o的正弦交流電動(dòng)勢(shì)eA、eB和eC。將幅值（最大值）相等、頻率相同，彼此相位差為120o的電動(dòng)勢(shì)稱為一組三相交流對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。三相電源的連接方式圖2-23三相電源的星形連接三相電源的星形連接方式如圖2-23所示。將把發(fā)電機(jī)繞組的末端X、Y和Z連在一起，成為一個(gè)公共點(diǎn)，又稱中性點(diǎn)和零點(diǎn)，用符號(hào)N表示。各相繞組首末端的電壓，即相線與中線的電壓（火線和零線間的電壓）稱為相電壓。任意兩相間的電壓，即相線與相線的電壓（火線與火線間的電壓）稱為線電壓。流經(jīng)各相繞組的電流稱為相電流流過各端線（火線）的電流稱為線電流，三相發(fā)電機(jī)的繞組作星形聯(lián)接時(shí)的特點(diǎn)為：線電壓在數(shù)值上為對(duì)應(yīng)相電壓的倍，且較各相應(yīng)的相電壓在相位上超前30°；線電流等于相電流。三相負(fù)載及連接圖2-24負(fù)載的星形連接1.三相負(fù)載的星形連接與三相四線制下的三相電源相比，三相四線制下的三相負(fù)載星形聯(lián)接具有與電源類似的特點(diǎn)：1）各相負(fù)載所承受的電壓為對(duì)稱的電源相電壓；2）負(fù)載中的線電壓在數(shù)值上為對(duì)應(yīng)相電壓的

倍，且較各相應(yīng)的相電壓在相位上超前30°；線電流等于相電流。3）中線電流等于各相（線）電流的相量和。4）若各相負(fù)載對(duì)稱，則中性電流和為0，可以不用中線，可以省去，成為星形聯(lián)接的三相三線制。5）若各相負(fù)載不對(duì)稱，即使三相電源對(duì)稱，計(jì)算得出各相電流將不同。此時(shí)為了保證各相電壓對(duì)稱，必須要有中線，不能省去，且中線不準(zhǔn)安裝熔絲和開關(guān)，以免中線斷開。三相負(fù)載及連接圖2-25負(fù)載的三角形連接2.三相負(fù)載的三角形連接當(dāng)負(fù)載作三角形連接時(shí)，具有以下特點(diǎn)：1）各相負(fù)載所承受的電壓為對(duì)稱的電源線電壓；2）負(fù)載中的線電流等于相電流的

倍，且線電流在相位上滯后相電流30°；線電壓等于相電壓。三相電路的功率1）當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，分別計(jì)算每一相有功功率P、無功功率Q和視在功率S，然后求和，即：2）當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，每相的有功功率P、無功功率Q和視在功率S均相同，因此總的各功率可表示為：05電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體、PN節(jié)的基本概念半導(dǎo)體材料的特點(diǎn)：熱敏性：電阻率隨溫度的上升明顯下降，呈負(fù)溫度系數(shù)的特性，導(dǎo)電能力隨溫度的升高而增強(qiáng)。利用該特性可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻。光敏性：受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化。利用該特性可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等。如硫化鎘薄膜，無光照時(shí)電阻達(dá)到幾十兆歐姆，具有典型的絕緣體特點(diǎn)；有光照時(shí)，電阻只有幾十千歐姆。摻雜性：在純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的其他元素（通常叫摻雜），其導(dǎo)電能力會(huì)因摻雜而明顯改變?，F(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的如硅和鍺。

半導(dǎo)體、PN節(jié)的基本概念1．N（Negative）型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量磷（或銻），激發(fā)出大量自由電子，N型半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電。自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。并因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，故稱為N型半導(dǎo)體。2．P（Positive）型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量硼或其他三價(jià)元素，硼原子在取代原晶體結(jié)構(gòu)中的原子并構(gòu)成共價(jià)鍵時(shí)，將因缺少一個(gè)價(jià)電子而形成一個(gè)空穴，于是半導(dǎo)體中的空穴數(shù)目大量增加，空穴成為多數(shù)載流子，而自由電子則成為少數(shù)載流子，并因?yàn)榭昭◣д姡史Q為P型半導(dǎo)體。由于N型半導(dǎo)體中正電荷量與負(fù)電荷量相等，故N型（或P型）半導(dǎo)體整體呈電中性。在一塊晶片的兩端分別形成P型、N型半導(dǎo)體，兩者交界的地方稱為PN結(jié)。在PN結(jié)外加正向直流電壓（即P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極）時(shí)，這時(shí)PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)。在PN結(jié)外加反向直流電壓（即P區(qū)接電源負(fù)極，N區(qū)接電源正極）時(shí)，為PN結(jié)處于反向截止?fàn)顟B(tài)。二極管圖2-26二極管示意圖二極管就是一個(gè)封裝好的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，?dāng)對(duì)二極管兩端施加較小的正向電壓不足以驅(qū)動(dòng)PN結(jié)時(shí)，PN結(jié)不導(dǎo)通；當(dāng)電壓超過一定數(shù)值時(shí)，PN結(jié)瞬間導(dǎo)通，該電壓稱為“死區(qū)電壓”，該“死區(qū)電壓”受材料和環(huán)境溫度影響，溫度越高，死區(qū)電壓越小。當(dāng)對(duì)二極管兩端施加反向電壓時(shí)，在一定范圍內(nèi)反向電流基本恒定，該電流又稱反向飽和電流；當(dāng)反向電壓超過一定數(shù)值時(shí)，反向電流突增，PN結(jié)將被擊穿，該電壓稱為反向擊穿電壓，在使用二極管時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。二極管二極管工作參數(shù)：（1）正向平均電流（IF）二極管在長(zhǎng)時(shí)間使用中，其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值稱正向平均電流（IF），當(dāng)超過該值時(shí)，PN容易過熱導(dǎo)致二極管損壞。（2）反向工作峰值電壓（URWM）反向工作峰值電壓（URWM）是保證二極管不被反向擊穿的最大電壓。（3）反向峰值電流（IRM）反向峰值電流（IRM）是指二極管被施加反向峰值電壓時(shí)的反向電流值。選用二極管時(shí)，正向平均電流應(yīng)按有效值相等的原則選取電流定額，并留有一定的余量；反向工作峰值電壓應(yīng)至少是實(shí)際電壓峰值的兩倍以上，同時(shí)要考慮環(huán)境溫度和工作時(shí)的溫度對(duì)于二極管反向電流的影響。穩(wěn)壓管圖2-27穩(wěn)壓管普通二極管的反向擊穿是不允許的，而對(duì)于穩(wěn)壓管，則正是利用它反向擊穿情況下管子電流變化很大而電壓基本不變這一特性，穩(wěn)壓管工作在它的反向擊穿區(qū)。當(dāng)反向電壓在擊穿電壓范圍內(nèi)時(shí)，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增大到擊穿電壓時(shí)，反向電流突然劇增，穩(wěn)壓管反向擊穿。隨后，即使電流在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。因此可將穩(wěn)壓管用在電路中做穩(wěn)壓作用，在實(shí)際使用時(shí)，必須串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮瑁_定電流在它的允許范圍內(nèi)。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：(1)穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電壓是穩(wěn)壓管在反向擊穿狀態(tài)下管子兩端的穩(wěn)定工作電壓。溫度一定時(shí)，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值一定。(2)穩(wěn)定電流IZ穩(wěn)定電流是穩(wěn)壓管在穩(wěn)定屯壓范圍內(nèi)工作性能較好的工作電流值。另外，穩(wěn)壓管還規(guī)定了最大穩(wěn)定電流IZmax。(3)最大允許耗散功率PZM最大允許耗散功率指穩(wěn)壓管不致發(fā)熱擊穿的最大功率損耗，即：PZM=UZ·IZmax單相整流電路圖2-28半波整流電路1．單相半波整流電路單相半波整流電路，它最簡(jiǎn)單的整流電路，如圖2-28所示。由電源變壓器、整流二極管V和負(fù)載電阻RL組成。變壓器把交流電壓u1變換為整流電路所要求的交流電壓u2，二極管V則把交流電壓u2變換為脈動(dòng)直流電u0。單相整流電路圖2-29出電壓波形圖若忽略二極管的導(dǎo)通壓降，則整流電路的工作過程如下：在0～π期間內(nèi)，u2為正半周，變壓器副邊A端為正，B端為負(fù)。此時(shí)二極管V承受正向電壓而導(dǎo)通，u2通過二極管加在負(fù)載電阻RL上，整流電路輸出電壓(即負(fù)載電壓)的瞬時(shí)值為變壓器副邊電壓。在π～2π期間內(nèi)，u2為負(fù)半周，變壓器副邊B端為正，A端為負(fù)。二極管V承受反向電壓截止，RL上無電壓，整流電路輸出電壓為零。在2π～4π期間內(nèi)，即第二個(gè)周期開始重復(fù)上述過程。整流輸出電壓u0的波形如圖2-29所示。單相整流電路圖2-30全波整流電路2．單相橋式整流電路單相橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。通過四只整流二極管，連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，如圖2-30所示。單相整流電路圖2-31全波整流電流通路橋式整流電路有四個(gè)二極管，當(dāng)變壓器副邊電壓U2為正半周時(shí)，A端為正B端為負(fù)時(shí)，二極管1、4承受正向電壓而導(dǎo)通，二極管2、3承受反向電壓而截止，電流的通路為A-1-RL-4-B，如圖2-31（a）所示；當(dāng)變壓器副邊電壓U2為負(fù)半周時(shí)，B端為正，A端為負(fù)，二極管V、V承受正向電壓而導(dǎo)通，二極管1、4承受反向電壓而截止，電流的通路為B-3-RL-2-A，如圖2-31（b）所示。單相整流電路圖2-32單相橋式整流波形橋式整流輸出電壓波形比半波整流輸出電壓波形多半個(gè)周期。顯然，單向橋式整流電路輸出平均電壓(即負(fù)載電壓)

U0相對(duì)于半波整流其平均電壓增加了一倍，因此平均電壓和電流滿足關(guān)系式：U0=0.9U2在橋式整流電路中，二極管承受的最大反向電壓為變壓器副邊電壓的最大值，即為：06實(shí)操訓(xùn)練任務(wù)要求1.理解三相交流電動(dòng)機(jī)的Y/Δ連接電氣原理圖；2.掌握三相交流電動(dòng)機(jī)的Y/Δ連接方法；3.掌握鉗形電流表的使用方法：3.了解相電流和線電流間的關(guān)系；任務(wù)準(zhǔn)備1.三相電動(dòng)機(jī)及配套的Y/Δ連接端口；2.三相電動(dòng)機(jī)Y/Δ電氣原理掛圖一幅：3.鉗形電流表。任務(wù)實(shí)施1.通過三相交流電動(dòng)機(jī)Y/Δ原理分析，復(fù)習(xí)三相交流電動(dòng)機(jī)Y/Δ原理圖及相、線電流間的關(guān)系：2.基于Y/Δ連接電氣原理圖，分析與之對(duì)應(yīng)的實(shí)際接線端口，掌握三相交流電動(dòng)機(jī)Y/Δ實(shí)際連接方法：3.通過講解鉗形電流表的電流測(cè)量方法，掌握測(cè)量三相交流電動(dòng)機(jī)Y/Δ中的相、線電流大?。?.掌握Y/Δ連接和電流測(cè)量中應(yīng)注意的安全事項(xiàng)。任務(wù)實(shí)施（a）三相電動(dòng)機(jī)實(shí)物

（b）三相電動(dòng)機(jī)Y/△接線原理圖

（c）三相電動(dòng)機(jī)Y形接線實(shí)物圖圖2-33三相電機(jī)任務(wù)實(shí)施圖2-34鉗形電流表圖2-35鉗形電流表測(cè)量示意圖鉗形電流表如圖2-34所示。鉗形電流表是由電流互感器和電流表組合而成。電流互感器的鉗頭在捏緊扳機(jī)時(shí)可以張開，被測(cè)電流所通過的導(dǎo)線可以不必切斷就可穿過鉗頭張開的缺口，當(dāng)放開扳手后鉗頭閉合。測(cè)量示意圖如圖2-35所示。任務(wù)實(shí)施在測(cè)量過程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）在使用鉗形電流表前，應(yīng)確認(rèn)是交流還是交、直流兩用鉗形表。（2）測(cè)量前應(yīng)估計(jì)被測(cè)電流的大小，選擇合適的量程，在不知道電流大小時(shí)，應(yīng)選擇最大量程，再根據(jù)指針擺動(dòng)情況適當(dāng)減小量程，但不能在測(cè)量時(shí)轉(zhuǎn)換量程。（3）為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，應(yīng)保持鉗口干凈無損，如有污垢時(shí)，應(yīng)用汽油擦洗干凈再進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)行電流測(cè)量時(shí)，被測(cè)載流體的位置應(yīng)放在鉗口中央，以免產(chǎn)生誤差。（4）電路上的電壓要低于鉗形電流表額定值，不可用鉗形電流表去測(cè)量高壓電路的電流，否則，容易造成事故或引起觸電危險(xiǎn)。（5）鉗形表每次只能測(cè)量一相導(dǎo)線的電流，被測(cè)導(dǎo)線應(yīng)置于鉗形窗口中央，不可以將多相導(dǎo)線都夾入窗口測(cè)量。（6）鉗形表不能測(cè)量裸導(dǎo)線電流，以防觸電和短路。（7）測(cè)量完后一定要將量程分檔旋鈕放到最大量程位置上。同步發(fā)電機(jī)的操作目錄CONTENTS01同步發(fā)電機(jī)的銘牌02同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)03同步發(fā)電機(jī)的工作原理04同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件05實(shí)操訓(xùn)練01同步發(fā)電機(jī)的銘牌同步發(fā)電機(jī)的銘牌1．型號(hào)同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)，一般來說應(yīng)能區(qū)別產(chǎn)品的性能、用途和結(jié)構(gòu)特征等。2．相數(shù)同步發(fā)電機(jī)主要為三相或單相。3．額定功率發(fā)電機(jī)在額定運(yùn)行條件下所輸出的電功率。有的發(fā)電機(jī)用有功功率(單位KW)表示，也有的用視在功率(單位KVA)表示。4．額定電壓發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)的最高工作電壓，通常規(guī)定的是指定子繞組的線電壓(單位V或KV)。同步發(fā)電機(jī)的銘牌5．額定電流發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)，溫升在額定范圍內(nèi)，可輸出的最大線電流，單位為A。6．額定頻率發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)所發(fā)出交流電的頻率，單位為Hz。7．額定轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在額定條件下正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，單位為r／min。8．額定效率指發(fā)電機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的效率。9．額定功率因數(shù)（cos?）發(fā)電機(jī)在額定功率輸出時(shí)，定子繞組中相電流和相電壓之間相角差的余弦值。同步發(fā)電機(jī)的銘牌10．額定溫升指發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)，電機(jī)某部分的最高溫度與規(guī)定入口處風(fēng)溫的差值。11．額定勵(lì)磁電壓發(fā)電機(jī)正常發(fā)電時(shí)，其勵(lì)磁繞組兩端應(yīng)保證的電壓值。12．額定勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)正常發(fā)電時(shí)，進(jìn)入其勵(lì)磁繞組內(nèi)電流的保證值。13．額定勵(lì)磁功率發(fā)電機(jī)正常滿負(fù)載發(fā)電時(shí)，應(yīng)提供其勵(lì)磁繞組足夠的勵(lì)磁功率。14．絕緣等級(jí)規(guī)定以發(fā)電機(jī)所使用的絕緣材料耐熱等級(jí)作為發(fā)電機(jī)的絕緣等級(jí)。練一練同步發(fā)電機(jī)型號(hào)為STC-50，額定功率為50kW，額定電壓400V，額定電流為90.2A，工作頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，功率因數(shù)為0.8，勵(lì)磁電壓為130V，勵(lì)磁電流為9.5A，絕緣等級(jí)為B級(jí)，接線方式采用Y型連接。請(qǐng)給出圖中同步發(fā)電機(jī)銘牌各項(xiàng)參數(shù)？02同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)組總體包括定子、轉(zhuǎn)子、整流器、勵(lì)磁機(jī)、自動(dòng)調(diào)壓器、風(fēng)扇、飛輪連接盤和接線端子組成。最核心的部位由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩大部分組成。同步發(fā)電機(jī)的定子定子由機(jī)座、定子鐵心和定子對(duì)稱三相繞組等組成。定子對(duì)稱三相繞組按空間120度分布于定子鐵心上，（圖中的1-4,2-5,3-6三相對(duì)稱繞組），用于產(chǎn)生對(duì)稱的三相交流電壓，又稱其為電樞，其中p為磁極對(duì)數(shù)（圖3中p=3）。同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁極式的同步電機(jī)是目前船用同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式。它的轉(zhuǎn)子具有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種有明顯的磁極，稱凸極式；另一種轉(zhuǎn)子為圓柱體，表面開槽，無明顯磁極，稱隱極式。隱極式和凸極式區(qū)別：高速旋轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上常采用隱極式。低速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)由于轉(zhuǎn)子的圓周速度較低，因此多采用凸極式結(jié)構(gòu)。船舶柴油發(fā)電機(jī)組多采用凸極式同步發(fā)電機(jī)。03同步發(fā)電機(jī)的工作原理發(fā)電原理和空載運(yùn)行發(fā)電工作原理：原動(dòng)機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的聯(lián)軸器相連，使得原動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n0下工作。轉(zhuǎn)子繞組建立一個(gè)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)切割定子上的三相對(duì)稱繞組，從而產(chǎn)生三相對(duì)稱空載電動(dòng)勢(shì)E0，若勵(lì)磁電流發(fā)生變化，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也將改變，進(jìn)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0也將改變，此時(shí)同步發(fā)電機(jī)處于空載運(yùn)行。空載運(yùn)行即三相交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行后，輸出端未外接負(fù)載，處于開路狀態(tài)，該狀態(tài)下產(chǎn)生的三相正弦感應(yīng)電勢(shì)稱為三相正弦空載電動(dòng)勢(shì)。發(fā)電原理和空載運(yùn)行定子三相繞組在空間上互差120°，產(chǎn)生的三相正弦感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為：空載電勢(shì)的有效值為：f為頻率，取決于同步發(fā)單機(jī)的轉(zhuǎn)速n和磁極對(duì)數(shù)p，f=pn/60。N為每相繞組總線圈匝數(shù)，

為每極基波磁通，kw為電樞繞組分布系數(shù)，kw<1；發(fā)電原理和空載運(yùn)行E0為開路相電壓，If為勵(lì)磁電流，A點(diǎn)為其空載額定電壓點(diǎn)。a原理圖b空載特性勵(lì)磁方式按勵(lì)磁電源可分為：自勵(lì)發(fā)電機(jī)和他勵(lì)發(fā)電機(jī)。設(shè)有專用勵(lì)磁電源的為他勵(lì)方式；直流勵(lì)磁電流由自身輸出的交流電經(jīng)過整流、調(diào)節(jié)后再獲得為自勵(lì)方式，該方式為目前船舶同步發(fā)電機(jī)大多采用的勵(lì)磁方式。04同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行條件運(yùn)行前的準(zhǔn)備與檢查1）檢查發(fā)電機(jī)及起動(dòng)設(shè)備裝置是否可靠和完整。2）檢查發(fā)電機(jī)周圍應(yīng)無異物。停用一個(gè)月以上或修理后的發(fā)電機(jī)還應(yīng)作以下檢查：3）起動(dòng)前應(yīng)檢查繞組對(duì)地絕緣電阻，采用500V兆歐表測(cè)量。冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于1兆歐，如果過低則需將繞組烘干。注意測(cè)量絕緣時(shí)應(yīng)拆除電子電路，避免對(duì)電子器件的損害。檢查接線是否良好。4）檢查集電環(huán)上的電刷裝置是否正常，電刷壓力是否合適。5）檢查軸承是否有油，滑動(dòng)軸承應(yīng)檢查是否達(dá)到規(guī)定油位。6）檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部有無雜物。可用壓縮空氣或吹風(fēng)機(jī)將內(nèi)部吹凈。7）檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是否有軸向竄動(dòng)。8）檢查發(fā)電機(jī)緊固螺釘是否擰緊。9）檢查發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)。運(yùn)行中的維護(hù)1）應(yīng)經(jīng)常保持清潔，不允許有水滴、油污或鐵屑等雜物落入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。2）發(fā)電機(jī)的電壓要控制在額定值附近，檢查三相電壓是否則相等，若相差超過1%，則可能發(fā)電機(jī)繞組有故障，需請(qǐng)專業(yè)人員判斷修理。還應(yīng)檢查三相電流是否平衡。三相電流任何二相電流值相差不允許長(zhǎng)時(shí)間超過15%，超過此值則說明負(fù)載匹配有問題，必須采取措施，消除后才能繼續(xù)使用。3）檢查頻率，應(yīng)保持運(yùn)行在額定頻率附近，上下一般不超過0.5HZ。4）檢查發(fā)電機(jī)各部分溫度，不允許超過絕緣等級(jí)規(guī)定的溫度，如過高應(yīng)查明原因，采取措施，必要時(shí)可強(qiáng)制散熱。5）經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)的振動(dòng)、噪音及是否有不正常氣味，是否冒煙。當(dāng)聞到不正常焦味、冒煙或有不正常的振動(dòng)和噪音時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查。6）應(yīng)經(jīng)常檢查發(fā)電機(jī)軸承是否過熱，是否有漏油情況。7）對(duì)有刷發(fā)電機(jī)應(yīng)檢查電刷與集電環(huán)間的接觸壓力、磨損及火花情況。如發(fā)現(xiàn)火花嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)清理集電環(huán)表面，用0號(hào)砂布或細(xì)實(shí)銼均勻地把集電環(huán)表面磨平，并進(jìn)行清潔，防止有砂礫、銅屑等損壞集電環(huán)表面，然后校正電刷壓力。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行條件與方法（一）同步發(fā)電機(jī)的并車條件發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行須滿足四個(gè)條件：1）待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)(或運(yùn)行機(jī))電壓的相序一致；2）待并發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓的有效值相同；3）待并發(fā)電機(jī)的電壓頻率與電網(wǎng)電壓的頻率相同；4）待并發(fā)電機(jī)的電壓相位(或初相位)與電網(wǎng)電壓的相位(或初相位)一致。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行條件與方法（二）采用同步表法進(jìn)行發(fā)電機(jī)并車在船舶電站同步屏中，并車時(shí)將同步表接通開關(guān)轉(zhuǎn)向待并機(jī)位置，調(diào)節(jié)機(jī)組頻率，向“快”的方向以3~5s旋轉(zhuǎn)一周，待指針接近同相點(diǎn)(提前角)時(shí)，按下合閘按鈕。同步表是按短時(shí)工作制設(shè)計(jì)的，一般持續(xù)工作時(shí)間不大于15min，間隔為30min，所以合閘后應(yīng)立即斷開。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行條件與方法（三）同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)壓裝置的功能為了保證高質(zhì)量的供電指標(biāo)，自動(dòng)調(diào)壓裝置應(yīng)具備下述的功能：a）自勵(lì)起壓當(dāng)發(fā)電機(jī)組起動(dòng)運(yùn)行且轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)調(diào)壓裝置應(yīng)能使發(fā)電機(jī)可靠起勵(lì)，建立額定空載電壓。b）靜態(tài)電壓調(diào)整率當(dāng)負(fù)載變化或由于其他原因引起發(fā)電機(jī)端電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)壓裝置應(yīng)恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以保證發(fā)電機(jī)電壓的波動(dòng)在允許的范圍之內(nèi)。UN為發(fā)電機(jī)的額定電壓（V），US為發(fā)電機(jī)在規(guī)定的負(fù)載變化范圍內(nèi)端電壓的穩(wěn)態(tài)最大值Usmax或最小值Usmin，取偏離的UN絕對(duì)值較大的值（V）。我國(guó)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：發(fā)電機(jī)從空載至滿載，功率因數(shù)保持為額定值，主發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓變化率應(yīng)不超過正負(fù)2.5％以內(nèi)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓變化率應(yīng)不超過正負(fù)3.5％以內(nèi)。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行條件與方法（三）同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)壓裝置的功能c）動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整率當(dāng)投入或切除大容量電感性負(fù)載時(shí)，自動(dòng)調(diào)壓裝置應(yīng)能保證發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電壓波動(dòng)以及恢復(fù)至穩(wěn)定值的時(shí)間在允許的范圍之內(nèi)。Ud為發(fā)電機(jī)突加負(fù)載或突減負(fù)載時(shí)的最高電壓Umax或最低電壓值Umin。我國(guó)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：發(fā)電機(jī)突加或突減50％額定電流及功率因數(shù)不超過0.4(滯后)的對(duì)稱負(fù)載時(shí)，發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)電壓變化率應(yīng)在正負(fù)15％以內(nèi)，電壓恢復(fù)時(shí)間不超過1.5s。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行條件與方法（三）同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)壓裝置的功能d）強(qiáng)行勵(lì)磁當(dāng)電力系統(tǒng)的負(fù)載突然有很大的增加或出現(xiàn)短路時(shí)，電壓將會(huì)突然下降很大。為保證電力系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行或使選擇性保護(hù)裝置準(zhǔn)確動(dòng)作，要求自動(dòng)調(diào)壓裝置能迅速作出反應(yīng)，在最短的時(shí)間內(nèi)，把勵(lì)磁電流升高至超過額定狀態(tài)的最大值，即有足夠的強(qiáng)行勵(lì)磁能力，以提高電壓的上升速度，使發(fā)電機(jī)的電壓迅速得到恢復(fù)，保證短路時(shí)產(chǎn)生一定數(shù)值的短路電流，使保護(hù)裝置準(zhǔn)確動(dòng)作，且在短路故障消除后，發(fā)電機(jī)的電壓能夠迅速回升。e）合理分配發(fā)電機(jī)的無功功率當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了保證并聯(lián)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，自動(dòng)調(diào)壓裝置應(yīng)能保證無功功率按發(fā)電機(jī)各自的容量比例進(jìn)行分配，以防止個(gè)別機(jī)組出現(xiàn)電流過載的現(xiàn)象。我國(guó)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，當(dāng)負(fù)載在額定功率的20％~100％范圍內(nèi)變化時(shí)，各發(fā)電機(jī)實(shí)際承擔(dān)的無功功率與按發(fā)電機(jī)各自的容量比例計(jì)算值之差不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)最大額定無功功率的10％。05實(shí)操訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)一：指出同步發(fā)電機(jī)各部分名稱任務(wù)要求1.了解同步發(fā)電機(jī)的基本組成及核心部件：2.根據(jù)同步發(fā)電機(jī)實(shí)物，能指出與之對(duì)應(yīng)的定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)、整流器、出線端子和風(fēng)扇等結(jié)構(gòu)。任務(wù)準(zhǔn)備1.同步發(fā)電機(jī)二維或三維結(jié)構(gòu)圖；2.同步發(fā)電機(jī)一臺(tái)。任務(wù)實(shí)施1.通過分析同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖，了解同步發(fā)電機(jī)的各個(gè)組成部分：2.學(xué)生通過交流、討論，了解各組成部分的作用；3.對(duì)照同步發(fā)電機(jī)實(shí)物，分析講解結(jié)構(gòu)圖中各組成部分對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖。05實(shí)操訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)二：正確啟動(dòng)同步發(fā)電機(jī)并供電任務(wù)要求1.掌握正確啟動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的方法：2.掌握待同步發(fā)電機(jī)啟動(dòng)完成后，正確合閘供電的方法。任務(wù)準(zhǔn)備1.同步發(fā)電機(jī)一臺(tái)；2.船舶電站一套。任務(wù)實(shí)施1.檢查并做好同步發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備：2.講解同步發(fā)電機(jī)啟動(dòng)與供電中的安全注意事項(xiàng)：2.現(xiàn)場(chǎng)操作，演示同步發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的正確步驟；3.待發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，演示檢查是否滿足合閘條件（電壓、極性、相序及頻率等參數(shù)），并進(jìn)行合閘供電操作。4.學(xué)生分組進(jìn)行同步發(fā)電機(jī)啟動(dòng)及合閘操作。電力系統(tǒng)管理目錄CONTENTS01船舶電力系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及基本參數(shù)02船舶主配電板組成與功能03空氣斷路器的分類與功能04船舶電網(wǎng)的組成、分類及線制05船舶電網(wǎng)的保護(hù)06電網(wǎng)的絕緣監(jiān)測(cè)0708配電板主開關(guān)跳閘的原因及應(yīng)急處理實(shí)操訓(xùn)練01船舶電力系統(tǒng)組成、特點(diǎn)及基本參數(shù)船舶電力系統(tǒng)的組成圖4-1船舶電力系統(tǒng)單線原理圖1.電源2.配電裝置3.電力網(wǎng)4.負(fù)載電力系統(tǒng)的特點(diǎn)1．船舶電站容量較小，電網(wǎng)頻率和電壓波動(dòng)較大。2．船舶電網(wǎng)的輸電距離短，線路阻抗低，各處短路電流大。3．電氣設(shè)備工作環(huán)境惡劣，要能在濕熱、鹽霧、霉菌、油氣的環(huán)境中和在規(guī)定的船舶傾斜、搖擺、振動(dòng)或沖擊等條件下可靠的工作船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)1.電流種類

即電制，分直流、交流兩種。2．額定電壓

大多數(shù)交流船舶電網(wǎng)的額定電壓或?yàn)?80V或?yàn)?40V。我國(guó)用電設(shè)備的額定電壓有24V、110V、220V、380V、lkV、3kV、6kV、10kV等，電源電壓的額定值比同級(jí)電力系統(tǒng)或用電設(shè)備的額定電壓高5％左右：如照明電源的額定電壓為230V；動(dòng)力電源的額定電壓為400V等。3．額定頻率我國(guó)采用的頻率為50Hz，一些國(guó)家如日本、美國(guó)等采用60Hz的頻率標(biāo)準(zhǔn)。02船舶主配電板組成與功能船舶配電板的分類主配電板按用途分應(yīng)急配電板充放電板岸電箱分配電板區(qū)配電板垂直立式按形狀分控制臺(tái)式桌式臺(tái)式防護(hù)式按外殼結(jié)構(gòu)要求分防水式防滴式主配電板1.發(fā)電機(jī)控制屏發(fā)電機(jī)控制屏是用于控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)、監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組的，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組均應(yīng)配有單獨(dú)的控制屏。發(fā)電機(jī)的控制屏面板常設(shè)計(jì)成上、下兩部分。上部裝有測(cè)量?jī)x表（電流表、電壓表、頻率表、功率表、功率因數(shù)表）、轉(zhuǎn)換開關(guān)、原動(dòng)機(jī)的調(diào)速開關(guān)、指示燈、按鈕等；下部一般安裝有發(fā)電機(jī)主開關(guān)、逆功率繼電器和儀表互感器等。有的船舶也裝有發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制裝置。圖4-2主配電板實(shí)物圖主配電板1.并車屏并車屏用作交流發(fā)電機(jī)組的并車整步操作。并車屏的面板上安裝有同步表、同步指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、操縱按鈕及指示燈等。有些并車屏里面還設(shè)有匯流排分段隔離開關(guān)、粗同步電抗器、自動(dòng)并車裝置等。圖4-2主配電板實(shí)物圖主配電板1.負(fù)載屏負(fù)載屏用來分配電能并對(duì)各饋電線路進(jìn)行控制、監(jiān)視和保護(hù)，通過裝在負(fù)載線路上的饋電開關(guān)將電能供給各用電設(shè)備或分電箱。它包括動(dòng)力負(fù)載屏和照明負(fù)載屏。負(fù)載屏上通常安裝有裝置式自動(dòng)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。圖4-2主配電板實(shí)物圖主配電板1.匯流排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)的順序依次為相、相、相。匯流排的顏色相為綠色，相為黃色，相為褐色或紫色，中線為淺藍(lán)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。匯流排的顏色正極為紅色，負(fù)極為藍(lán)色，中線為綠色和黃色間隔。圖4-2主配電板實(shí)物圖應(yīng)急配電板應(yīng)急配電板用來控制和監(jiān)視應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的工作情況，并向船舶應(yīng)急用電設(shè)備供電。它與應(yīng)急發(fā)電機(jī)組安裝在同一艙室內(nèi)，一般位于艇甲板層。應(yīng)急配電板通常由應(yīng)急發(fā)電機(jī)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基本相同。只是由于應(yīng)急發(fā)電機(jī)總是單機(jī)運(yùn)行，所以不需要并車屏。應(yīng)急電網(wǎng)平時(shí)可由主配電板供電，只有在應(yīng)急的情況下才由應(yīng)急發(fā)電機(jī)組供電。因此，應(yīng)急配電板的電源開關(guān)與主配電板接向應(yīng)急配電板供電聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)有電氣聯(lián)鎖，以保證當(dāng)主發(fā)電機(jī)工作并向電網(wǎng)供電時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組不工作，一旦主發(fā)電機(jī)開關(guān)跳閘，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)裝置確認(rèn)電網(wǎng)失電后立即起動(dòng)并向應(yīng)急供電設(shè)備供電。充放電板作用：1．對(duì)船上安裝的蓄電池組進(jìn)行充電和放電；2．控制和監(jiān)視充電電源的工作情況；3．將蓄電池組的電能分配給船上的低壓用電設(shè)備；4．當(dāng)主電網(wǎng)、應(yīng)急電網(wǎng)都失電的情況下，能自動(dòng)接通蓄電池的放電回路直接向小應(yīng)急用戶供電。區(qū)配電板、分配電板

區(qū)配電板是向成組用電設(shè)備進(jìn)行供電的開關(guān)和控制設(shè)備的組合裝置。區(qū)配電板供電負(fù)載組數(shù)一般較多，它主要是控制分配電板或向正常工作電流大于16A的電氣設(shè)備供電。

分配電板一般只向單一性質(zhì)負(fù)載供電，供電負(fù)載組數(shù)較少，它主要用作對(duì)額定電流不超過16A的最后分支電路進(jìn)行電能分配。岸電箱船舶?？看a頭或廠修時(shí)，有時(shí)需要接用岸上的交流電源。岸電是通過岸電箱接至船舶主配電板或應(yīng)急配電板。岸電箱通常設(shè)置在主甲板以上的位置，面板上應(yīng)設(shè)有指示燈以指示外來電纜是否有電，箱內(nèi)還應(yīng)設(shè)置岸電相序的監(jiān)視設(shè)備，只有當(dāng)接入岸電的相序與船舶電網(wǎng)的相序一致時(shí)，才能允許合上岸電箱的開關(guān)。03空氣斷路器的分類與功能空氣斷路器的分類1.萬能式自動(dòng)空氣斷路器又稱框架式空氣斷路器，在船舶電站中，主要用于發(fā)電機(jī)主開關(guān)，在正常時(shí)不頻繁地對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行合閘或分閘操作，不正常時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)起過載、短路及失欠壓保護(hù)，自動(dòng)使發(fā)電機(jī)分閘。2.裝置式空氣斷路器又稱塑料殼式空氣斷路器，在船舶配電裝置中多用作各分路負(fù)載的通斷和保護(hù)電器。萬能式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)組成1.觸頭系統(tǒng)2.滅弧裝置3.自由脫扣機(jī)構(gòu)4.操作傳動(dòng)裝置5.保護(hù)元件。圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器1．觸頭系統(tǒng)通常每相由兩個(gè)或三個(gè)相互并聯(lián)的觸頭即主觸頭、副觸頭和弧觸頭組成。主觸頭承擔(dān)電路的正常工作電流，弧觸頭是為了避免主觸頭斷開電路時(shí)產(chǎn)生的電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的，副觸頭是考慮到斷開電路時(shí)，電流由主觸頭移到弧觸頭的瞬間，可能因壓降太大產(chǎn)生電弧燒壞主觸頭而設(shè)置的。觸頭系統(tǒng)在合閘時(shí)弧觸頭先接通，然后是副觸頭，最后是主觸頭。而分閘時(shí)主觸頭先斷開，然后是副觸頭，最后是弧觸頭，斷開電路產(chǎn)生的電弧在弧觸頭熄滅。當(dāng)弧觸頭失去作用時(shí)，副觸頭也可代替弧觸頭工作。圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器2．滅弧裝置自動(dòng)空氣斷路器大多采用滅弧柵進(jìn)行滅弧，滅弧裝置由許多長(zhǎng)短不同的鐵質(zhì)柵片和絕緣材料構(gòu)成的滅弧罩組成。為減小電弧進(jìn)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(cuò)開，按一定的間隔距離交叉排列。當(dāng)斷開電路產(chǎn)生電弧時(shí)，由于電磁力的作用，將電弧吸入柵片內(nèi)，分割成許多較短的小段，從而實(shí)現(xiàn)迅速滅弧。圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器3．自由脫扣機(jī)構(gòu)自由脫扣機(jī)構(gòu)的作用是使觸頭保持閉合或迅速斷開。它是觸頭系統(tǒng)和操作傳動(dòng)裝置之間的聯(lián)系機(jī)構(gòu)。如果要合閘，只要將手柄往上推即可。若脫扣后需合閘時(shí)，應(yīng)先將手柄向下拉再合閘圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器4．操作傳動(dòng)裝置操作傳動(dòng)裝置的作用是通過自由脫扣機(jī)構(gòu)使觸頭閉合或斷開。自動(dòng)空氣斷路器的傳動(dòng)裝置有手柄式、連桿式、電磁式、電動(dòng)式等幾種。無論哪一種操作方式，合閘前都必須使儲(chǔ)能彈簧儲(chǔ)能，自由脫扣機(jī)構(gòu)“再扣”，利用儲(chǔ)能彈簧釋放的能量實(shí)現(xiàn)合閘。圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器5．保護(hù)元件萬能式自動(dòng)空氣斷路器通常設(shè)有過電流脫扣器、失壓脫扣器及分勵(lì)脫扣器，通過它對(duì)自由脫扣機(jī)構(gòu)的作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的短路、過載、失壓、欠壓等保護(hù)及遙控分勵(lì)操作。圖4-3萬能式自動(dòng)空氣斷路器的框圖及實(shí)物圖萬能式自動(dòng)空氣斷路器圖4-4脫扣器原理示意圖5．保護(hù)元件過電流脫扣器一般有電磁式和半導(dǎo)體式，它用作發(fā)電機(jī)的短路和過載保護(hù)，一般具有反時(shí)限延時(shí)動(dòng)作、定時(shí)限動(dòng)作和瞬時(shí)動(dòng)作三種動(dòng)作特性。當(dāng)短路故障和過載現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，瞬時(shí)或經(jīng)短延時(shí)或經(jīng)長(zhǎng)延時(shí)后接通電磁鐵使過電流脫扣器瞬時(shí)動(dòng)作，開關(guān)自動(dòng)跳閘。延時(shí)元件通常采用鐘表機(jī)構(gòu)或利用RC充放電回路等實(shí)現(xiàn)。如DW-94延時(shí)采用鐘表和齒輪擺式時(shí)間繼電器完成，DW-95、DW-98型則采用電容充放電延時(shí)。萬能式自動(dòng)空氣斷路器圖4-4脫扣器原理示意圖5．保護(hù)元件欠壓脫扣器一般由一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作的電壓繼電器組成，當(dāng)線路電壓低于某一整定值時(shí)，由于電磁吸力不足，繼電器釋放，通過自由脫扣機(jī)構(gòu)使開關(guān)自動(dòng)跳閘。為避免電網(wǎng)電壓瞬時(shí)波動(dòng)產(chǎn)生誤動(dòng)作，可采用延時(shí)，延時(shí)時(shí)間一般為1-3S。。萬能式自動(dòng)空氣斷路器圖4-4脫扣器原理示意圖5．保護(hù)元件

分勵(lì)脫扣器主要用于遠(yuǎn)距離控制自動(dòng)開關(guān)的斷開，當(dāng)按下按鈕時(shí)，繼電器吸合，通過自由脫扣機(jī)構(gòu)將自動(dòng)開關(guān)斷開。裝置式自動(dòng)空氣開關(guān)結(jié)構(gòu)組成1．外殼：為膠木方盒。2．觸頭系統(tǒng)：由動(dòng)、靜觸頭組成主觸頭，它由銀鎢合金制成，能保證通過大電流時(shí)不熔焊，并且有良好的耐磨性。3．滅弧裝置：由金屬片組成滅孤柵。4．操作機(jī)構(gòu)：操縱手柄用以控制開關(guān)的通斷。操作是靠?jī)?chǔ)能彈簧瞬時(shí)動(dòng)作，而與手柄的操作速度無關(guān)。5．脫扣器：有電磁脫扣，熱脫扣和復(fù)式脫扣三種。圖4-5裝置式開關(guān)實(shí)物圖04船舶電網(wǎng)的組成、分類及線制船舶電網(wǎng)組成二次網(wǎng)絡(luò)：由分配電板到負(fù)載之間的電網(wǎng)。一次網(wǎng)絡(luò)：由主配電板到直接供電負(fù)載或分配電板之間的電網(wǎng)。船舶電網(wǎng)船舶電網(wǎng)分類1.動(dòng)力配電網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)向全船動(dòng)力負(fù)載(如電動(dòng)機(jī)等)及大功率電熱設(shè)備等供電，它是船舶的主要供電網(wǎng)絡(luò)。主要供電給三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載的電網(wǎng)，也包括供電給380V三相電熱負(fù)載的電網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)輸送的電能約占全船總電能的70%。船舶電網(wǎng)分類2.正常照明配電網(wǎng)絡(luò)正常照明網(wǎng)絡(luò)由照明變壓器經(jīng)主配電板中照明負(fù)載屏向全船的正常照明包括航行燈、小功率電機(jī)等供電。該電網(wǎng)從照明變壓器副邊起，經(jīng)主配電板中的照明負(fù)載屏饋電給各照明分配電板或分電箱，再由各分配電板供電給全船所有艙室及甲板的照明燈具。對(duì)機(jī)艙中的照明網(wǎng)絡(luò)應(yīng)交叉布置，并至少有兩個(gè)獨(dú)立的饋電路徑，以保證當(dāng)一個(gè)線路有故障時(shí)機(jī)艙仍有50%的照明負(fù)載正常工作；甲板等外部照明電網(wǎng)應(yīng)能在駕駛臺(tái)集中控制通斷。船舶電網(wǎng)分類3.應(yīng)急電網(wǎng)從應(yīng)急發(fā)電機(jī)經(jīng)配電板到應(yīng)急用電設(shè)備的的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)主電源失電時(shí)，應(yīng)急電源自動(dòng)啟動(dòng)并通過應(yīng)急電網(wǎng)供電給應(yīng)急用電設(shè)備。在主電源正常工作時(shí)，應(yīng)急負(fù)載可由主配電板經(jīng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)供電給應(yīng)急配電板再經(jīng)應(yīng)急電網(wǎng)供電。船舶電網(wǎng)分類4.小應(yīng)急電網(wǎng)由24V蓄電池提供的直流電通過小應(yīng)急電網(wǎng)