大连海洋大学船舶电气与系统复习题分析.doc

船舶电气设备及系统复习题 思考题部分4-2-2、什么是电枢反应？有几种典型的电枢反应效应，都在什么条件下发生？答： 同步发电机的电枢反应是指：当同步发电机接通负载时，三相电枢绕组流经的电流产生的电枢旋转磁场对主磁极磁场产生的某种确定性的影响。典型的电枢反应效应主要有如下三种，即：、交轴电枢反应，在E0与Ia同相位时产生（若忽略电枢绕组电抗的影响，发电机相当于带纯阻性负载）；、直轴去磁电枢反应，在Ia滞后于E0 90时产生（此时发电机带纯感性负载）；、直轴增磁电枢反应，在Ia超前于E0 90时产生（此时发电机带纯容性负载）。4-3-5、同步发电机单机独立运行时，它输出的有功功率和无功功率决定于什么？答： 同步发电机单机独立运行时，它输出的有功功率和无功功率都决定于它所带的负载的大小和性质。负载的大小和性质变化时，发电机的频率和电压将分别受到影响而变化。原动机的调速机构和发电机的励磁装置将自动根据频率和电压的变化分别调节原动机的油门和发电机的励磁电流，使频率和电压维持不变。所以说，同步发电机单机独立运行时，输出的有、无功功率决定于负载。4-4-4、单独改变两并联同步发电机组之一的原动机油门，将会引起什么变化？答： 改变一台原动机的油门，该发电机的输入转矩增加，电机转子加速，电磁功率增大，输出有功增大。若负载不改变，则另一台输出的有功减小，电磁转矩减小。但因原动机油门未变，输入转矩未变，因而未调油门的发电机也将加速。最终结果将使两发电机输出电压的频率增大。 8-3-2、有两台电动机，试设计一个既能分别起动和停止，又能同时起动和停止的控制线路。答： 具体控制线路如下： SB1 SB11 SB12 KM1 KM1 SB21 SB22 KM2 KM2 SB2 该电路既能实现分别起动和停止，又能实现同时起动和停止。 （答毕#）8-1、 在线圈额定电压相同的前提下，交流电器与直流电器能否相互代用？为什么？答： 在线圈额定电压相同的前提下，交流电器与直流电器不能相互代用。因为交流电器的线圈所交链的磁通为交变磁通，工作时能在线圈感应电势；而直流电器的线圈所交链的磁通为恒定不变的磁通，工作时不能在线圈感应电势。因此，虽然“在线圈额定电压相同的前提下”，但线圈电阻所承受的压降相差很大，因而实际线圈的电阻也相差很大。若相互代用，则要么电流太大烧毁线圈；要么电流不足不能正常工作。8-2、 交流接触器衔铁吸合前后，电磁吸力的大小有何不同？线圈中电流的大小有何不同？答： 交流接触器衔铁吸合前后磁路的磁阻发生变化：吸合前磁阻大；吸合后磁阻小。而交流电磁铁为恒磁通型电磁铁，为了保证磁通恒定，吸合前线圈中电流较大；吸合后线圈中电流较小。8-5、 什么叫自锁、互锁、连锁控制环节？它们在控制线路中分别起什么作用？答： 自锁是指接触器通电后，靠其常开辅触头维持通电状态的控制环节，它在控制线路中的作用有：实现连续控制和具有失压、欠压保护功能；互锁是指将接触器的常闭辅触头串接到其它接触器的线圈回路中的控制环节，在控制线路中的作用是保证互锁环节的接触器不能同时通电；连锁是指两个或以上接触器的线圈按一定的要求连接成顺序通电或顺序断电的控制环节，在控制线路中的作用是保证设备按一定的顺序动作。8-6、 什么叫多地点控制环节？它是怎样实现的？试绘图说明之。 SB1 SB3 KM O O KM 地点A SB2 SB4 地点B 复习题图8-6两地点控制答： 多地点控制环节是指可以在两个或以上的地点对所控制的设备进行起动、停止控制的控制环节。 复习题图8-6为两地点控制的原理示意图。在地点A，可通过按钮SB1和SB3对KM进行起、停控制；在地点B，则可通过按钮SB2和SB4对KM进行起、停控制。 （答毕#）8-8、 根据下列五个要求，分别绘出控制线路（M1和M2都是三相鼠笼式电动机）：（1）电动机M1起动后，M2才能起动，M2并能独立停车；（2）电动机M1起动后，M2才能起动，M2并能点动；（3）M1先起动，经过一定延时后，M2再自行起动；（4）M1先起动，经过一定延时后，M2再自行起动，M2起动后，M1立即停车。答： 分别满足题意要求的四个控制线路如复习题图8-7（1）（4）所示： （答毕#） SB1 SB2 1KM O O 1KM SB3 SB4 1KM 2KM 2KM 复习题图8-7（1） 1KM起动M1后，2KM才能起动M2，并能使M2独立停车。 SB1 SB2 1KM O O 1KM1 SB5 1KM2 SB3 2KM 2KM SB4 复习题图8-7（2）1KM起动M1后，2KM才能起动M2，2KM能点动M2。 SB1 SB2 1KM O O KT 1KM 2KM 2KM 复习题图8-7（3） KT 1KM先起动M1，经过KT延时后，再通过2KM自行起动M2。 SB1 SB2 2KM 1KM O O KT 1KM 2KM 2KM KT 复习题图8-7（4）1KM先起动M1，经过KT延时后，2KM自行起动M2，再通过2KM的常闭触头使M1立即停车。 SB1 SB2 1KM O O 1KM SB3 SB4 1KM 2KM 2KM 复习题图8-7（1） 1KM起动M1后，2KM才能起动M2，并能使M2独立停车。 SB1 SB2 1KM O O 1KM1 SB5 1KM2 SB3 2KM 2KM SB4 复习题图8-7（2）1KM起动M1后，2KM才能起动M2，2KM能点动M2。 SB1 SB2 1KM O O KT 1KM 2KM 2KM 复习题图8-7（3） KT 1KM先起动M1，经过KT延时后，再通过2KM自行起动M2。 SB1 SB2 2KM 1KM O O KT 1KM 2KM 2KM KT 复习题图8-7（4）1KM先起动M1，经过KT延时后，2KM自行起动M2，再通过2KM的常闭触头使M1立即停车。8-11、日用海（淡）水柜采用什么检测元件来实现水柜中水位高度的自动控制？如果水泵电动机起停过于频繁，电气方面的问题可能有哪些？如何解决？答： 日用海（淡）水柜通常采用压力继电器，即采用压力双位控制来实现对水柜中水位高度的自动控制，（压力高低对应于水位高低）。如果水泵电动机起停过于频繁，电气方面的问题可能是压力继电器的高低限差值太小，可将此差值适当调大即可解决问题。 9-1-1、简述船舶锚机起锚时的工作过程。答： 锚机起锚时的工作过程主要有五个阶段：、收起锚链，此时负载转矩不变；、收紧锚链，此时负载转矩逐渐增大；、拔锚出土，此时时间虽短但负载转矩达到最大；、拉锚出水，此时负载转矩逐渐变小；、拉锚进孔，此时负载转矩有所增大。-1-2、对船舶锚机的电力拖动有哪些基本要求？答： 对船舶锚机电力拖动的基本要求主要有：、能单锚破土、起双锚；、最大T时工作30min.起动25次；、“软或下坠”的机械特性；、堵转1min.；、满足调速范围要求（单锚12m/min.，双锚8m/min.，入孔34m/min.）；、电机“防水式”、“短时”。 9-1-3、对船舶锚机的控制线路有哪些基本要求？答： 对船舶锚机控制线路的基本要求主要有：、逐级起动；、满足电机“堵转1min.”的要求；、深水等速抛锚（回馈、能耗制动）；、保护（短路、失压、过载、断相）；、电气、机械配合制动。9-2-2、控制手柄扳到“起锚3”时，当发生高速过载，锚机将怎样自动返回到中速运行的？答： 控制手柄扳到“起锚3”时，当发生高速过载，“过流继电器”KA1动作，中间继电器KA3线圈得电动作并自锁，串在KM5线圈支路中的常闭触头断开；KM5线圈失电，KM41、KM42线圈支路中的常闭触头闭合，重又得电，锚机电动机自动返回到中速运行。10-1、对船舶电动舵机有哪些基本要求？答：对船舶电动舵机基本要求主要有：、供电可靠，“两舷两路，一路经应急配电盘”；、电动机运行可靠：软的机械特性，足够大的转矩（从一舷35到另一舷35操舵，28秒）；、控制系统可靠：设有两个控制站，具备三种操纵系统，有必要的报警保护装置。10-2、什么叫随动操舵？试述它的工作原理。答： 随动操舵是指舵叶位置严格跟随着操舵轮的转动角度而动的操舵方式。随动操舵系统是一个闭环负反馈控制系统。操舵轮发出的舵角信号与舵叶实际偏舵信号比较，只要两个信号不相等，比较环节的输出，经过放大后，送给执行机构，将使舵叶朝者跟随舵轮转动的方向偏转，直至给定舵角信号与实际偏舵信号相等为止。11-1-1、说明船舶电力系统的基本组成部分及其作用。答： 船舶电力系统的基本组成有四部分，其作用分别为：、电源：将其它能源转换成电能，供系统用；、配电装置：接受和分配电能，并对电源、电力网和负载进行保护、监视、测量和控制；、船舶电力网：是电力系统的中间环节，起连接电源和负载的作用，即将电能传送给负载；、负载：将电能转换成其它形式的能量。11-1-2、船舶电力系统的容量、输电网络和运行环境与陆地上相比有哪些特点？答： 船舶电力系统与陆地上相比，其特点有：、是一独立的电力系统，系统的容量小，负载的变化对电网的频率和电压的变化影响较大；、输电网络距离短，线路阻抗小，短路电流的破坏作用大；、运行环境恶劣，因此要求船舶电气设备具有抵抗湿热、盐雾、霉菌、油气的能力，且能在倾斜、摇摆、振动和冲击的条件下可靠工作的能力。11-4-1、简述船舶配电板的组成及功能？答： 船舶配电板根据用途的不同有多种不同形式。其最基本的组成是“负载屏”，主要由负载配电用的空气开关组成。根据用途的不同，有的配电板还具有其它功能屏。如：船舶主配电板，除了负载屏以外，还有发电机监控、测量用的“控制屏”和“并车屏”。11-5-1、简述万能式自动空气断路器的组成及用途。答： 万能式自动空气断路器在船舶主发电机正常工作时，作为接通断开发电机的主开关；当发电机工作异常时，又可作为发电机的短路、过载、欠压和失压等故障的保护装置。万能式自动空气断路器主要由：、触头系统；、灭弧装置；、自由脱扣机构；、操作传动装置；和、保护元件，等五部分组成。11-5-2、万能式自动空气断路器具有哪些保护功能？这些保护功能如何实现？答： 万能式自动空气断路器的保护功能主要有：短路、过载、失压、欠压等。这些保护功能的实现分别由“过电流脱扣器”（短路、过载）和“失压脱扣器”（失压、欠压）的动作，并使断路器的“自由脱扣机构”动作来实现的。1-6-1、船舶同步发电机设有哪些保护？各由什么元件来实现？答： 船舶同步发电机所设的保护主要有：、外部短路；、过载；、欠压；、逆功率等保护。这些保护都可由“综合保护装置”或由自动空气断路器的“过电流脱扣器”、“失压脱扣器”及“逆功率继电器”等元器件来实现。11-6-3、什么是逆功率？出现逆功率时由什么元件实现保护？为什么逆功率保护采用延时动作？答： 逆功率是指：船舶主发电机从电网吸收有功功率。出现逆功率时由“逆功率继电器”实现保护。逆功率保护采用延时动作是为了避开并车操作时可能出现的短时且不太严重的“逆功率”11-7-1、同步发电机并联运行条件有哪些？答： 同步发电机并联运行条件有四个：、电压的相序一致；、电压的有效值相同；、电压的频率相同；、电压的相位一致。11-7-3、并车时如果电压、频率或相位不等各会引起什么后果？答： 并车时如果电压、频率或相位不等所引起的后果分别为：电压不等：电枢间将产生无功环流，其结果可起到均压作用。但若压差过大，合闸瞬间可能导致并联运行发电机同时跳闸的后果；、频率和相位不等时，电枢间都将产生有功环流冲击，使并联运行发电机的相位和频率最终保持稳定相同。但若频差或相位差过大，不仅可能损坏电枢绕组，而且也可能导致并联运行发电机同时跳闸的后果。11-8-4、采用同步表法并车时，应在什么条件合闸比较合理？为什么一般在向“快”的方向并车？答： 采用同步表法并车时，应在指针向“快”的方向，以较慢的速度转动，并转至距指向“同步点”约30（相当于时钟的分针位于11点的位置）处合闸比较合理。在向“快”的方向并车，可使带并机一旦并网后，能立即承担一定的负荷，从而避免可能出现的“逆功率”而出现跳闸。11-9-1、自动并车装置的基本功能是什么？频差电压为整步能提供什么信息？答： 自动并车装置的基本功能是：检测频差的大小和方向，并据此发出对待并机的调节信号；当检测到满足合闸条件时，发出合闸控制信号。频差电压能为整步提供的信息有：带并机和电网之间，电压的相位差大小及其方向。调节机构可根据频差电压对待并机进行增减速调节。11-11-1、简述蓄电池的结构及工作原理。答： 蓄电池主要由容器、正负极板、隔板和电解液组成。充电时蓄电池正负极板通过电解液构成通路，且把电能转换成化学能储存在极板间；若正负极板间接上电负载，储存的化学能则转换成电能，通过电解液构成的回路向电负载供电，这就是蓄电池的工作原理。11-11-2、如何判断蓄电池的充放电程度？答： 对于酸性蓄电池，判断充放电程度即可通过测量电池两端的电压（电势），也可通过测量电解液的比重来实现；对于碱性蓄电池，由于冲放电不会影响电解液的比重，因而判断充放电程度只能通过测量电池两端的电压（电势）来实现了。11-11-3、蓄电池的容量是如何定义的？答： 蓄电池的容量通常以充足电后的蓄电池以标准形式放电到终了电压所能释放的能量来表示。所谓“标准放电形式”是指在电解液的温度为25的标准温度下，以标准放电电流放电的形式。标准放电电流是指，酸性蓄电池经过10小时/碱性蓄电池经过8小时，即可完成放电的电流。11-11-5、何为蓄电池的过充电？在什么情况下进行过充电？答： 所谓蓄电池的过充电，是指：在电池容量严重下降的情况下，经过正常的充电过程后，再用正常充电一半左右的电流，继续进行“超过正常充电时间”的充电。酸性蓄电池的过充电：是在书P.191，提到的“六种情况”下，经过正常的充电过程后，再用正常充电一半左右的电流，反复充、停各一个小时，直至出现“刚一接通电源，电解液就发生大量气泡”为止；碱性蓄电池的过充电，也是在电池容量严重下降的情况下，经过正常的充电过程后，再用正常充电一半左右的电流，继续再充电6小时。11-12-1、船舶接岸电时应满足哪些条件？答： 船舶接岸电时应满足的条件主要有：岸电与船电的电制、额定电压、额定频率相同，岸电与船电的相序一致。此外，还应确认船舶所有发电机已脱离电网。11-12-2、若接岸电时相序错误会引起什么后果？由什么元件检测及实现保护？答： 若接岸电时相序错误将会引起的后果主要有：船上的所有电动机的转向将会变反，电气设备将不能正常工作，甚至会造成损坏。接岸电时检测和确保相序正确是由相序指示器和逆序继电器来实现的。 11-12-3、负序继电器可实现哪些保护？答： 负序继电器又称逆序继电器，它可实现的保护主要有：确保岸电接入时的相序与船上原有相序相一致，且保证岸电不会出现缺相接入，以免造成船舶电气设备因单相运行而出现损坏。12-1-1、自动电压调节装置应具有哪些功能？我国钢质海船建造及入级规范有哪些规定？答： 自动电压调节装置应具有的功能主要有：、自励起压；、符合要求的静态电压调整率；、符合要求的动态电压调整率；、强行励磁；、能按各发电机的容量比例合理分配无功功率。我国钢质海船建造及入级规范有关的相应规定为：、发电机从空载至满载，功率因数保持额定值，主发电机的静态电压变化率应在 + 2.5 % 以内，应急发电机的静态电压变化率应在 + 3.5 % 以内；、发电机突加或突减50% 额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载时，发电机的动态电压变化率应在 + 15 % 以内，电压恢复时间不超过1.5秒；、并联运行的交流发电机组，当负载在额定功率的20%100% 范围内变化时，各发电机组实际承担的无功功率与按各自容量比例计算值之差不应超过发电机最大额定无功功率的 + 10 % 。12-1-2、自动电压调节装置可分为哪几种？各有何特点？答： 自动电压调节装置按作用原理分为：、按电压偏差调节；、按负载扰动调节；、复合调节，等三种。“按电压偏差调节”属于闭环调节系统，静态性能好、调压精度高，但动态性能较差。“不可控相复励”就是按电压偏差调节的；“按负载扰动调节”是一种前馈型调节装置，动