《船舶电气》实习指导书.doc

目录（轮机工程一本科)（一）船舶电工工艺和电气测试 2一、MF500型万用表介绍 2二、万用表测量交流电压 3三、用万用表测量直流电压 3四、用万用表测量直流电流 3五、用万用表测电阻 4六、二极管的极性判断和性能测试 4七、三极管的测试 5八、用钳形电流表测量380V、4KW交流三相异步电动机空载电流 9九、用便携式绝缘电阻表测量电动机或干式变压器绕组对地绝缘电阻 9十、应用感应法确定直流电机电刷中性位置 10十一、利用感应法测定交流异步电动机绕组首、尾端及三相异步电动机的Y/接法11十二、日光灯接线及常见故障分析 11十三、交流异步电动机正反转线路接线 12十四、交流异步电动机Y-降压起动控制电路 14（二）船舶电站操作 16一、发电机组单机手动起动运行以及主开关合闸供电操作16二、发电机组手动并车操作16三、并联运行发电机组有功功率分配以及频率的手动调节操作17四、并联运行发电机组的手动解列操作 17五、发电机组投入并联运行的自动操作18六、并联运行发电机组自动解列操作18七、电网绝缘测量操作 19八、由船电切换为岸电的操作19九、由岸电切换到船电的操作19十、应急发电机组的手动起动、合闸试验操作20十一、应急发电机组的自动起动、合闸试验操作20（一）船舶电工工艺和电气测试一、MF500型万用表介绍MF500型万用表是一种高灵敏度、多量程的便携式整流式仪表。能分别测量交、直流电压、直流电流、电阻及音频电平等。它主要由表头（测量机构）、测量线路和转换开关组成。其外型结构如图： 万用表外形结构图 图11、表头：采用灵敏度、准确度好的磁电式直流微安表。2、测量电路：用一只表头能测量多种电量，并且有多种量程，其关键是通过测量线路变换，把被测量变成磁电式表头所能接受的直流电流。测量交流电压线路还有整流元件。3、转换开关：用来选择不同被测量和不同量程时的切换元件。万用表的正确使用及注意事项1、接线柱（或插孔）选择：测量前检查表笔插接位置，红表笔一般插在标有“+”插孔内，黑表笔插在“*”公共插孔内。2、测量种类选择：根据所测对象是交、直流电压、直流电流、电阻的种类转换开关旋至相应位置上。3、量程的选择：根据测量大致范围，将量程转换开关旋至适当量程上，若被测电量数值大小不清，应将转换开关旋至最大量程上，先测试，若读数太小，可逐步减小量程，但不允许带电转换量程。4、正确读数：万用表的表盘上有四条标度尺。上面第一条为欧姆（电阻）档读数尺，第二条为交直流电压、直流电流标尺，第三条为交流10V专用标尺，第四条为电平标尺。一般读数应在表针偏转满刻度的二分之一至三分之二为宜。5、万用表用完后，应将转换开关放在关的位置（符号为“”）或交流档500V 位置上。若长期不用，应将表内电池取出。6、万用表的机械调零是供测电压、电流调零用。二、万用表测量交流电压1、应注意事项：（1）用交流电压档；（2）将两表笔并接线路两端；（3）在相应量程标尺上读数；（4）当交流电压小于10V时，应从专用表度尺读数；（5）当被测电压大与500V时，红表笔应插在2500V交直流插孔内，必须带绝缘手套。 、正确实操测量各种交流电压：380V、220V、110V、36V、24V、6.3V。三、用万用表测量直流电压1、注意事项：（1）用直流电压档；（2）红表笔接“+”极；黑表笔接“*”极，两表笔并在被测线路两端，如果不知极性， 将转换开关置于直流电压最大处，然后将一根表笔接被测一端，另一表笔迅速碰一下另一端，观察指针偏转，若正偏，则接法正确；若反偏则应调换表笔接法。2、利用SX-102综合控制台上各档调整直流电源，实操测试：直流0250V。四、用万用表测量直流电流1、测量注意事项：（1）用万用表测直流时，用直流档。量程mA或A档，两表笔串接于测量电路中，（2）红表笔接电源正极，黑表笔接电源负极。如果极性不知，请把转换开关置于mA档最大处，然后将一根表笔固定一端，另一表笔迅速碰一下另一端，观察指针偏转方向。若正偏，则接法正确；若反偏则应调换表笔接法。（3）万用表量程为mA或A档，不能测大电流。2、利用1.53V电池作电源，电阻、灯泡一个，测量其线路电流。如图：五、用万用表测电阻1、注意事项：（1）用万用表测量电阻，用电阻档；（2）测量前应将电路电源断开，有大电容必须充分放电，切不可带电测量；（3）测量电阻前，先进行电阻调零。即将红黑两表笔短接，调节“”旋钮，使指针对零。若指针调不到零，则表内电池不足需更换。每更换一次量程都要重复调零一次。（4）测量低电阻时尽量减少接触电阻，测大电阻时，不要用手接触两表笔。以免人体电阻并入影响精度。2、电阻元件三个：100、15K、50K。六、二极管的极性判断和性能测试半导体二极管实质上就是一个PN结加上相应的电极引线，阳极由P型半导体引出，阴极由N型半导体引出。给PN结加上一个正向电压，它就导电；加上一个反向电压，它就不导电。这就说明PN结具有单向导电性能。1、二极管阳极、阴极极性判断选用万用表的电阻档，其量程置于R100或R1K档。将两表笔接到二极管两端，如果测的是正向电阻，电阻值很小，则接黑表笔的那个端为阳极，反之，如果测的是反向电阻，阻值很大，则红表笔接的那端是阳极，黑表笔接的是阴极。如图6原因：因为万用表接黑表笔插口是表内电池正极，则黑表笔带正电，刚好使二极管正向导电方向，这时叫正向电阻，其值很小，所以连接黑表笔这端应为阳极。2、二极管性能测试： （1）测正向电阻硅管：表针指在中间或中间偏右一点位置；锗管：表针指在右端靠近满刻度位置；上述两种情况说明二极管正向特性是好的。如果表针在左端不动，则管子内部已断路，若指针不超过满刻度1/4则性能较差。（2）测反向电阻硅管：表针在左端基本不动，靠近位置；锗管：表针从左端起动一点，但不超过满刻度1/4；上述两种情况表明管子反向特性是好的。如果表针指向零位，则管子内部已短路。注意：进行测量时，如把电阻档量程放在R1位置时，由于通过电流过大而可能把二极管烧坏。也不能把量程放在R10K档，因为这档为9V高电压而把二极管击穿。七、三极管的测试1、晶体三极管的结构组成晶体三极管的基本结构是由两个PN结组成，将引出三个电极：发射极（e）、基极（b）、集电极（c）。它有两种类型：PNP型管和NPN型管，具体结构符号如图7-1：1、 用万用表测三极管穿透电流Iceo：如图7-2：（1）用万用表电阻档（RI00或R1K档）测集电极发射极的反向电阻，阻值越大，说明Iceo越小，晶体管性能越稳定。（2）一般硅管比锗管阻值大，高频管比低频管的阻值大。小功率管比大功率管的阻值大。（3）对小功率硅管表针基本不动，对于锗管表针偏转角度很小。一般不超过满刻度的1/4时认为Iceo较小。注意事项： PNP管，红表笔接c，黑表笔接e； NPN管，红表笔接e，黑表笔接c。3、三极管发射极电流放大系数测试。如图7-3： 发射极电流放大系数测试，只要在基极与集电极间接入一个100KW电阻，或用人体电阻即 用两手沾点水，两手捏住b和c脚，但不能使两脚碰在一起，测其c、e两极反向电阻便减少，万用表指针偏转，偏转角度越大，说明越大。4、三极管的稳定性能测试在判断Iceo同时，用手捏住管子，由于受人体温度影响，管子集电极-发射极反向电阻将有所减小，但如果发现指针摇摆较大或阻值迅速减少，则管子稳定性能差。5、三极管类型和极性判别用万用表电阻档，量程置于R100或R1K档。（1）测试时，可假定某管脚为基极（b），将黑表笔接假定基极，红表笔分别接另外两管脚，这样可测有三组读数，其中一组两次测得的电阻均小时，则黑笔所连的管脚即是基极（b），且为NPN管型。原因：因为黑表笔带正电，当接到基极时，而红表笔分别接到发射极和集电极，这时所测及两个PN结刚好为正向导通，当然阻值比较小。（2）如果用万用表红表笔接某假定基极，而黑表笔分别接其它两极，如果测及两个阻值同样很小，即对应红表笔所接的那个管脚为PNP型管基极。原因：同上述一样。此时，红表笔带负电，当它接到基极，用黑表笔分别接到发射极和集电极时所测得的两个PN结也刚好是正向导通。测试方法见图7-5：6、三极管集电极与发射极判别：如下图7-6所示。7、三极管集电极的判别可用测量电流放大系数的方法来确定（1）如图7-6左图所示，用手沾点水后捏住基极和其它一极，同时用红表笔接触用手捏住的非基极那个极，而黑表笔接触第三极，记住此时表针偏转大小（电阻大小）。（2）如图7-6右图所示，同样用手捏住基极和另外其他一极，同时，也用红表笔接触另外其他一极，而黑表笔接触第三极，这样，表针偏转。（3）比较两次指针偏转大小，偏转大的那一次（即电阻小）红表笔所接触的那一极就是PNP管的集电极。（4）而NPN管则要求红、黑表笔互相调换一下，黑表笔所测及电阻小的那一次所接触的管脚为NPN管集电极。8、若使用数字式万用表，在上述测量中凡是红表笔均应为黑表笔，黑表笔均应为红表笔。因为数字表红笔为正电。八、用钳形电流表测量380V、4KW交流三相异步电动机空载电流1、钳形电流表正确使用方法及注意事项（1）测量前估计被测电流大小，如果不清者，应先将旋钮放在最大量程档，测量时视测量值大小，再变换合适量程。（2）测量电流时，被测载流导线应放在钳口的中央。（3）钳口应紧密钳合，如有杂声可重新开合一次或清除钳口污垢后再测量。（4）测量完毕一定要将量程分档旋钮放在最大量程位置上，以免再次使用时，由于疏忽未选择量程而损坏仪表。（5）测量5A以下电流时，为了得到较准确读数，在条件许可下可把导线多绕几圈放进钳口进行测量，但实际电流值应为读数除以放进钳口内的导线圈数。（6）切忌不要在测量电流过程中切换量程档。2、380V、4KW交流三相异步电动机额定电流为8A左右，空载电流也只在3.5A左右。量程选择：测量该电机起动电流可用100A这档，而额定线电流8A可用10A这档。但实际电流小于5A，也可绕两圈然后读数除以2为实际电流。注意:（1）测出的电流为该电机的线电流。（2）测一条线为该相线电流，测两条线为第三相线电流，测三条线一般对称时电流为零。可从三相对称电流矢量图分析出。九、用便携式绝缘电阻表测量电动机或干式变压器绕组对地绝缘电阻1、测量时应注意事项：（1）380V和220V电器设备选用500V或1000V等级绝缘电阻表。（2）测量前应先对兆欧表进行一次开路和短路试验，检查兆欧表和接线是否良好。短路时为零，开路时为无穷大。（3）便携式绝缘电阻表检测设备时应断开电源。（4）手摇发电机应由慢到快，转速达到120rpm时保持恒定，然后再读。（5）读数时以指针稳定不变为准。（6）测量时接线准确，线路（L）接绕组，接地（E）端接外壳。一般装船用电动机绕组对地绝缘电阻5M以上为标准。2、实做项目（1）电动机绕组对地绝缘电阻检测。（2）电动机相间绕组绝缘电阻。（3）变压器初级、次级绕组对地绝缘电阻。（4）变压器初级对次级绕组绝缘电阻。十、应用感应法确定直流电机电刷中性位置如图10所示：1、正确步骤（1）当电枢静止时，将毫伏表（可用万用表直流mA或A档代替）接在相临两组电刷上（H1、H2）。（2）励磁绕组（F1和F2，或C1和C2）通过开关并接DC、3V电池。（3）打开或合上开关K，毫安表指针会左右摆动。（4）顺时或逆时针方向移动刷架，直至毫安表指针不动。则该位置为电刷中性位置。（5）然后固定好刷架螺钉。2、电刷位置不在中性位置时对直流电机的影响。（1）总的来说电刷位置不在中性位置时，使直流电机换向火花增大，把整流子表面烧坏，换向效果不好。（2）对发电机来说，当顺电机旋转方向移动时，存在去磁作用，使负载电压下降；当反向电机旋转方向移动时，产生增磁作用，使负载电压增大。（3）对单向旋转电动机：当电刷反向移动时，则有削弱换向作用；使负载转速下降，如是水泵则使压力达不到要求。当顺向移动时，使负载增速，造成飞车。十一、利用感应法测定交流异步电动机绕组首、尾端及三相异步电动机的Y/接法1、确定三相绕组每相两个端。首先用万用表电阻档测出每相绕组的两个线端。2、用感应法确定首、尾端。如图11-1所示接线：当接通开关瞬间，如果万用表毫安档的指针向正向偏转，则电池正极所接的线头与万用表负端所接线头同为首端（或尾端）。如果指针反向偏转，则电池正极所接的线头与万用表正端所接的线头同为首端（或尾端）。按上述方法，再将电池接到另一相的两个线端试验，就可确定各相的首端与尾端。3、三相异步电动机三相绕组Y/接法。如图11-2：十二、日光灯接线及常见故障分析1、实做：日光灯板、20W日光灯、导线等在SX-102实验台进行正确接线。2、故障分析：（1）灯管不亮（不发光），可能原因及排除1）接线错误或烧保险，重新检查接线和保险是否完好。2）起辉器损坏或接触不良，更换起辉器。3）镇流器绕组或灯管灯丝烧断，用万用表电阻档检查镇流器绕组或灯管灯丝是否良好。（2）灯管两端发光，而中间不亮。起辉器内小电容击穿短路，可用剪刀剪去灯管即亮（该电容防止无线电干扰用）。（3）起辉困难（灯管两端不断闪烁，而中间不亮）。1）起辉器不配套2）电源电压太低，可用万用表测量，调高电源电压。3）环境温度低。4）镇流器不配套。5）灯管老化，两头都发黑，更换新灯管。（4）镇流器杂声大。1）镇流器铁心片松动，可固紧铁心、螺丝。2）绕组内部短路，镇流器过热。3）电源电压偏高。十三、交流异步电动机正反转线路接线1、实操目的：（1）了解各元件的结构及作用（接触器、热电流继电器、按钮）。（2）交流异步电动机正反转运行控制原理及联锁方法。（3）学会看原理接线图，熟练进行接线和排除故障方法。2、电动机接触器联锁正反转电路原理如图13-1。（1）了解该电路图采用的元件结构，触头（主触头及辅触头）的功能、位置及作用。1）交流接触器CJT1-10型380V、10A、50HZ。触头分布如下图13-2：2）热电流继电器：本线路图采用JR36-10型。电流调节范围0.460.72A。热电流继电器是对电机过载保护。当电流超过整定电流值时，断开FR常闭触点使与之串联的控制线路断电。过载电流按1.25倍额定电流整定。如图13-3所示:L1、T1、L2、T2、L3、T3为主回路电流发热元件。9596为常闭触点，电机过载断开，起过载保护作用。FR为热电流继电器代号3、按电路原理图进行接线。实做步骤。（1）按原理线路图进行正确接线。（2）接线完后，自己检查，再经指导老师检查无误后才通电试验。1）按正转按钮SBT1，观看电机转向。2）按停止按钮SBP，使电机停止。3）按反转按钮SBT2，观看电机转向是否有变化。4）在运行中观看电流表，电机响声是否正常。5）在正常运行时，按反转按钮观看联锁触点所起作用。6）电动机过载电流会按1.25倍额定电流整定。4、故障检查与排除。（1）只能点动运行，检查自保常开触点线路。（2）不能起动：1）热电流继电器FR常闭触点断开，可用万用表电阻档检查。2）电源线断，烧保险丝。3）停止按钮连错线（如把常闭接到常开触点）。（3）起动烧保险丝：接错线有短路现象，仔细查线。（4）接触器能吸上，但电机不转，“嗡”响，是单相，查保险或主回路接头是否接紧。5、实操训练总结。（1）要实现电机正反转，只要改变两相电源相序。（2）若将正反转互锁连线取消，会造成什么后果。十四、交流异步电动机Y-降压起动控制电路1、实操训练目的（1） 了解各元器件结构、原理、作用。熟悉电路原理（2）练习按图接线，查找和排除故障，使之在评估实操考核中能按时合格通过。（3）观察降压起动电流与直接起动电流的差异。（4）降压起动方式和Y-降压起动适用场所。2、电器元件的结构该线路图和正反转线路图相比，只增加一个JSF-2A型时间继电器。该继电器触点分布如下图14-1：在Y-起动线路中只用到通电延时闭合和通电延时断开两个对触点，接线时看清楚位置，可用万用表测出。延时时间可通过调节螺钉进行调整（35S）。3、实操训练步骤和注意事项：（1）按图14-2，Y-降压自动起动原理图进行接线。（2）先接主电路，后接控制电路。每个连接点一般要求在三点以下，以防连接不紧。（3）时间继电器为通电延时闭合触点（KT1）和通电延时断开触点（KT2）两对触点，注意找准位置。（4）电动机六个出线头为U1、V1、W1及W2、U2、V2，已经过换相，所以接线时，主线路可无需再换相。（5）接线完后，先自查，经指导教师检查后才能通电试验。1）按下起动按钮，KM1与KM3闭合，使电机作Y接法起动，经过35秒钟延时，自动转为KM1与KM2闭合（此时KM3同时断开），按接法正常运行。注意观察Y形接法和接法的电流大小。2）按下停止按钮，电机停转。（6）故障排除：1）短路烧保险，查线路有否短路、接错线。2）电机运行响声大，单相运行或运转相序接反。3）无延时，调节时间继电器或是否接错线。4）无法起动：检查电源是否有电。停止按钮是否接错线。热电流继电器FR常闭触点断开或接错线。4、实操训练总结：（1）在接线训练中出现故障如何排除？（2）比较Y接法起动与接法起动电流关系。（3）Y-降压起动只适用何种接法电动机？（二）船舶电站操作一、发电机组单机手动起动运行以及主开关合闸供电操作（一）操作对象： 1号发电机组。（二）步骤：1首先检查发电机处于哪个操纵模式，若1号发电机控制屏上的摇控操纵指示灯L2亮，说明处于摇控操作模式，若灯L2不亮则处于机旁起动模式；2若灯L2亮，则按按钮B1进行摇控起动；若灯L2不亮则按按钮B6进行机旁起动；3发电机起动后，沿顺时针旋频率调节旋钮，直至频率缓慢上升至50Hz；4此时（在并车屏上操作），并车屏上灯L4亮，按下1号机主开关合闸按钮进行合闸供电，则灯L4灭，灯L3亮表示合闸成功；5检查电网频率，若偏离50Hz，则旋频率调节旋钮SA5，使频率指到50Hz。（逆时针减少，顺时针增加）。二、发电机组手动并车操作（一）操作对象：1号发电机组为运行、2号发电机组为待并（二）步骤：1检查汇流排的电压、频率是否为额定值（380V、50HZ）以及作出相应调节；2在2号发电机组的控制屏上起动发电机组（根据摇控/机旁选择开关SA5的位置来进行起动）3用2号发电机组的调速开关SA2调节发电机组的转速且能正确调节使输出电压的频率为50HZ 左右；4把并车屏上电站控制选择开关SA2扳到手动方式上；5把并车屏上发电机组选择开关SA3扳至待并发电机（DG2）上，同时观察同步表指示器S的转向；6调节待并发电机的频率，使同步表按顺时针转且以35秒转一圈时，在同步表指示灯转到3500时，按下待并机的主开关合闸按钮SB3 ；7并车成功后，把并车屏上发电机组选择开关SA3扳至0位置；三、并联运行发电机组有功功率分配以及频率的手动调节操作A：并联运行发电机组有功功率分配(一)操作对象：1 2号发电机组已成功并车，2号发电机组为增载，1号发电机组为减载（二）步骤：11、2号发电机组已并车成功，用并车屏上的二台发电机的调速开关SA5和SA6来转移负荷；2同时同步反向调节发电机组的转速（SA6顺时针方向调高2号发电机组的转速；SA5逆时针方向调低1号发电机组的转速；3在操作过程中，要尽可能保持汇流排频率表HZ1指示值不变（50HZ）。B：并联运行发电机组频率的手动调节操作(一)操作对象：1、2号发电机组已在电网运行供电。现设电网的电压输出频率变低（或变高）（二）步骤：1并联运行时，用并车屏上的二台发电机组调速开关SA5和SA6的调节来保持汇流排频率表HZ1指示值基本不变（50HZ）。2同时同步同向调节发电机组的转速（当汇流排频率表HZ1指示值高于50HZ时，二台发电机调速开关SA5和SA6 同时向逆时针调低发电机组的转速；相反，则是调高发电机的转速）。四、并联运行发电机组的手动解列操作(一)操作对象：1号与2号发电机在并联运行，解列2号发电机（二）步骤：1把并车屏上电站控制选择开关SA2扳到手动方式上；2用并车屏上的二台发电机组的调速开关SA5和SA6来转移负荷；3同时同步反向调节发电机组的转速（SA6逆时针方向调低2号发电机组的转速；SA5顺时针方向调高1号发电机组的转速）；4在操作过程中，若汇流排频率表HZ1指示值变化较大，要先调节频率使其基本不变（50HZ），然后再进行负荷转移；5当2号发电机组功率表KW2指示值小于其额定值的10%（75KW以下）时，按主开关分闸按扭SB4（在并车屏上）解列2号发电机组；6解列下的2号发电机组进行停机操作。五发电机组投入并联运行的自动操作(一) 操作对象：1号发电机在运行，3号发电机为待并机(二) 步骤：1观察并车屏上并车模式选择旋钮SA2是否处于自动模式位置，若没处于自动模式，则把SA2打至自动模式；2把并车屏上机组选择旋钮SA3旋至待并列机（如DG3）；3把3号发电机组控制屏下部的摇控/机旁选择开关SA5扳至摇控位置；4逐渐增加电网负载，直到一号发电机组的负载电流在一定时间内持续大于其额定输出电流的80%；53号发电机组能自动起动、自动并车、自动负荷转移。六、并联运行发电机组自动解列操作（一）操作对象1、3号发电机组在并联运行，解列3号发电机组（二）步骤：1把并车屏上电站控制选择开关SA2扳到自动方式上；2把并车屏上机组选择开关SA3扳至3号发电机组（DG3）上；3把3号发电机组控制屏下部的摇控/机旁选择开关SA5扳至摇控位置；4逐渐减少电网负载，直到两台发电机组的总负载电流在一定时间内持续小于单台发电机组额定输出电流的60%左右时；53号发电机组能够自动从电网中解列并自动停止运行。七、电网绝缘测量操作（一）操作对象1 380V动力电网绝缘检测 2 2220V照明电网绝缘检测（二）步骤：1先在380V/220V负载屏上找到测量绝缘的绝缘表（M）；2扳动绝缘测量选择开关SA2 ，可以测量380V（或是220V）电网对地的绝缘电阻；3根据绝缘表（M）的绝缘电阻读数，说出380V（或是220V）电网的绝缘情况，电网绝缘8M为正常值；若低于0.5M（照明电网低于0.2M）说明电网有短路故障；4能够查找出短路故障处（由PC机来设定某处用电设备的电阻值）5检测完毕后，能扳动绝缘测量选择开关SA2到OFF。八、由船电切换为岸电的操作（一）操作对象1号发电机组为汇流排供电，岸电箱面板以及岸电控制面板（二）步骤：1先在380V/220V负载屏上找到岸电箱面板；2进行相序检查和换相序：A、把岸电箱上的岸电开关S