电子技工业务第4章 船舶电力系统

第四章船舶电站一、船舶电力系统的组成与特点第一节

船舶电力系统电源∶

电源是将其他形式的能量（如机械能、化学能、核能）转换成电能的装置。配电装置∶

配电装置是对电源和负荷进行分配、监视、测量、保护、转换、控制的装置，并对船舶正常航行或应急状况下使用的电力和照明负载进行配电的开关设备和控制设备的组合装置。（一）船舶电力系统的组成一、船舶电力系统的组成4.1船舶电力系统船舶电力网∶

船舶电力网是指向全船供电的电缆与电线组成的馈电系统的总称,其作用是把电源的电能传输给全船所有的用电设备。电力负载∶

电力负载又称船舶用电设备,将电能转变为机械能、光能、热能和其他形式能。船舶电力系统简图（二）船舶电力系统的特点1.船舶电站容量较小(特殊的电力推进船除外）2.船舶电站与用电设备之间的距离短3.船舶电气设备工作条件恶劣二、船舶电力系统的基本参数1.电流种类2.额定电压等级用电设备的额定电压发电机的额定电压电力变压器的额定电压3.额定频率等级直流、交流、混合电制50Hz或60Hz一、三相交流同步发电机的基本构造同步电机也是一种交流电机,与三相异步电动机对应,三相同步电机的转速与定子旋转磁场的转速保持同步,所以称为同步电机。同步电机分为同步发电机和同步电动机,船舶电力系统都采用同步发电机发电,向外输出电能。与异步电机不同,同步电机有可逆性,即接通三相电源、同步电机便成为电动机,这时是电动机运行状态;若通过原动机(柴油机、汽轮机、燃气轮机)拖动转子时,同步电机可发出三相交流电,这时是发电机运行状态。第二节

船用同步发电机一、三相交流同步发电机的基本构造1.定子(电枢)定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖、挡风装置等部件组成。铁芯由厚0.5mm彼此绝缘的硅钢片叠成,整个铁芯固定在机座内,铁芯的内圆槽内放置三相对称的绕组,即电枢绕组。一、三相交流同步发电机的基本构造2.转子转子有凸极和隐极两种,图所示为励磁式同步电动机结构示意图。二、同步电机的基本类型1.转磁式与转枢式按同步发电机定子和转子的结构及作用不同有两种类型,即旋转磁极式和旋转电枢式。船用同步电机主要是转磁式。而转枢式的定子是磁极,磁极固定在铁芯机壳(磁轭)上,转子是电枢,转子铁芯圆周槽内嵌放对称的三相电枢绕组,三相绕组的三个出线端和中线分别接到固定在轴上的彼此绝缘的四个滑环上,通过电刷机构对外引出三相四线。有些小容量的同步电机和特殊用途的发电机(如励磁机)采用转枢式结构。二、同步电机的基本类型2.自励式和他励式按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型,即自励式和他励式。三、三相交流同步发电机的工作原理1.同步发电机基本原理同步发电机由定子和转子两部分组成。按三相对称分布,在定子铁芯上绕有三相对称绕组;转子上也有铁芯,在铁芯上绕有一对或数对绕组,一般借助两个滑环引入直流电流,以获得固定磁极极性的磁场。同步发电机与直流发电机一样,也是根据电磁感应原理,将机械能转变为电能的装置。不过它所输出的电能是一种交流电能,故又称交流发电机。三、三相交流同步发电机的工作原理2.同步发电机的起压与励磁转子由原动机带动而旋转,这样转子的磁场就变成旋转磁场。当它切割定子上的三相绕组以后,根据电磁感应原理,则感应出三相交流电。对同步发电机励磁,必须具备供给励磁电流的直流电源。这个电源可以是直流发电机,或是带整流器的交流发电机;也可以在同步发电机定子输出的交流电压上加装整流装置作为直流电源。三、三相交流同步发电机的工作原理2.同步发电机的起压与励磁对于中小型同步发电机,额定励磁容量仅是发电机额定容量的3%左右,发电机本身完全有能力供给这点功率,因此,船舶小功率同步发电机、移动式电站的同步发电机大多采用自励式的励磁方式。如果采用恰当的措施,采用自励式不仅可以使同步发电机依靠剩磁自励起压,而且还可以使发电机具备有自动控制励磁的能力,在一定范围内维持发电机的电压基本不变,从而改善了发电机性能。这种具有自动控制励磁能力的自励式同步发电机,一般称为自励恒压同步发电机。三、三相交流同步发电机的工作原理3.同步发电机的自励起压在发电机的磁极上存在剩磁的条件下,当其转子即磁极以额定转速旋转时,在定子绕组中感应出具有额定频率的交流剩磁电势。这个剩磁电势经整流后加在励磁绕组上,励磁绕组内将通过不大的励磁电流,在发电机磁路中建立磁势,这样系统的输出量返回到输入端,如果磁化方向与剩磁方向相同,就可使气隙磁场得到加强,由感应产生的电势得以升高,从而增大整个系统的电枢电压,由于整流装置交流侧励磁电压就是电枢电压,因此,气隙磁场更得到增强。如此反复,发电机的端电压便上升到一定值。四、船用同步发电机的铭牌数据铭牌上一般有以下各项:(1)额定功率PN(kW)或额定容量SN(KVA)。指该电机的输出功率(或容量)的保证值。(2)额定电压UN(V)。若无特别说明,铭牌上的数值是指定子绕组的额定线电压,同步发电机一般采用Y接法,其额定相电压为该值的1/3。(3)额定电流IN(A)。若无特别说明,铭牌上的数值是指线电流。Y接法时,额定相电流等于额定线电流。(4)额定转速nN(r/min),为额定运行时转子的转速。(5)额定频率fN(Hz)。我国的标准工频为50Hz。(6)额定功率因数cosφN

。同步电机在正常运行条件下,负载的功率因数cosφ=cosφN时,才能输出额定功率。(7)温升(度)或绝缘等级。铭牌上的温升是指允许温升,也可理解为温升保证值,即按铭牌上数据正常运行时,可以保证电机温度升高不会超过该数值。除上述各项外,铭牌上还常有一些其他运行数据,如激磁电压、激磁电流或激磁容量等,还有重量、尺寸等别的参数。一、船舶配电装置分类(1)主配电板：用来控制和监视主发电机的工作,并对全船电网进行配电。(2)应急配电板：用来控制和监视应急发电机的工作,并对应急电网进行配电。(3)充放电板：用来控制和监视充电设备,对蓄电池进行充放电以及对低压电网进行配电。(4)岸电箱：船舶停靠码头或厂修时接岸电用。(5)分配电箱：向成组的用电设备进行配电。按用电性质可分为电力、照明、无线电、通信导航等多种不同的类型。第三节船舶配电装置所谓配电装置,就是用来接受和分配电能的电气装置,其中包含开关电器、保护电器、自动化设备、测量仪表、连接母线和其他辅助设备,具有对电力系统进行控制、测量、保护和调整等作用。二、船舶主配电板的组成与功能主配电板是船舶电力系统中最主要的配电装置。它由多个金属结构的落地式箱、盘或柜组装而成,每一箱柜称为一个屏,屏与屏之间以螺钉固紧,每一屏的面板上装有各种必需的配电电器和测量仪表。主配电板主要由发电机控制屏、负载屏、并车屏和汇流排组成。(一)主配电板的功能(1)根据需要接通或断开电路(手动或自动);(2)当电力系统发生故障时,保护装置能按要求动作,切除故障设备或网络,或发出报警信号;(3)测量和显示运行中各个电气参数,如电压、电流、功率、功率因数等;(4)能对电站的电压、频率,以及并联运行的各发电机组的有功、无功功率进行调整;(5)能对电路状态、开关状态以及偏离正常工作状态进行信号显示。(一)主配电板的功能(二)发电机控制屏发电机控制屏主要是由测量仪表及其转换开关、指示灯、发电机主开关、发电机继电保护及并车控制装置、调速开关、发电机励磁装置及其他转换开关等部分组成。其主要功能有发电柴油机的起动与停车(含应急停车)、发电机同步、发电机运行参数监测、发电机并车保护控制等。(二)发电机控制屏(三)负载屏普通负载屏有动力和照明屏两类,其面板上设有配电开关、电流表等测量仪表及其转换开关等,在动力和照明屏上一般还都设有各自的绝缘监测装置。大功率及部分重要的电动机控制箱组成的组合起动屏,主要功能是重要辅助设备的起动与停止、控制方式选择以及运行参数监测,这些设备包括:主海水泵、淡水泵、主机滑油泵、机舱风机等。负载屏主要是由配电开关、负载起动继电-接触控制装置、起动与停止按钮、指示灯、熔断器等部分组成,大负载装有电流表。(三)负载屏(四)并车屏在并车屏上可以进行发电机调速、合闸与分闸,发电机并车与解列,负载功率的转移与均匀分配,发电机备机顺序选择,电站管理模式选择,电网参数的监测以及发电机组故障的声光报警显示等操作。并车屏主要由电压表(电网、待并机)、频率表(电网、待并机)、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关(按钮)、合(分)闸按钮等部分组成,有些并车屏上还安装了兆欧表。电站的监测报警和自动化装置也装在并车屏的中上部,该屏中部有状态及报警指示灯,报警蜂鸣器,消声、消闪、试灯、警报复位等按钮。(四)并车屏(五)汇流排汇流排是指配电板中用铜质裸条排制成的发电机电源引出线和电网并联线等。它具有外形美观大方、通过电流大、散热条件好、并联接头方便等优点,因此在配电板中被广泛使用。(1)对直流汇流排和裸线的极性颜色规定为:①正极-红色;②负极-蓝色;③接地线-绿色和黄色间隔。(2)对交流汇流排和裸线的相序颜色规定为:①第1相-绿色;②第2相-黄色;③第3相-褐色或紫色;④接地线-绿色和黄色间隔;⑤中性线-浅蓝色。三、船舶重要负载的供电1.对两路配电的要求为了确保船舶安全航行,在发生海损事故时可能损坏关键用电设备的电源线,因此要求这些设备由两路独立配电,输电的电缆应彼此远离,一般由船舶两舷敷设此两路电缆。当一路电源损坏后,可用转换开关很快换接另一路电源,以使这些设备连续工作。如:舵机、航行灯、信号灯、主机遥控等。三、船舶重要负载的供电2.重要负载由主配电板直接供电例如:舵机、锚机、消防泵、消防自动喷水系统、航行灯控制箱、电罗经、苏伊士运河探照灯、无线电台及助航仪器电源等均须由主配电板负载屏直接供电,而不经分配电箱供电,以保证对船舶航行最重要设备的供电。3.按用电设备的重要性实行分级供电这是区别对待的供电措施,其目的在于优先保证重要负载的供电可靠性。当负荷高峰引起发电机过载时,将次要用电设备(例如船舶空调装置)从电网上自动切除,即自动卸载,以使发电机处于正常运行状态。分级供电时,由于继电保护的作用,低等级配电板上负荷发生故障时,一般不会影响它前级配电板的供电。一、应急电源系统(一)应急电源根据《钢质海船入级规范》要求,应急电源可以是应急发电机,也可以是蓄电池组。在主电源供电失效时,应急电源应能自动起动(若为应急发电机)和自动连接于应急配电板,给规定的应急设备供电。当应急电源为应急发电机组时,尚应设置蓄电池组作为临时应急电源。第四节应急电源系统及岸电一、应急电源系统(二)应急配电板的特点(1)应急电网的电压和频率(对交流电制而言)应与主电网相同。(2)应急配电板供电应与岸电供电有联锁,以避免应急发电机与岸电并网。(3)一般来讲,应急发电机不能作为停泊发电机使用。(4)应急配电板上应装设检测发电机用的电压表、电流表和频率表(对交流电制而言),有时还装设功率表。(5)应急配电板上应装设连续检测绝缘电阻并在绝缘电阻异常低时发出声光报警的绝缘电阻监测报警器。一、应急电源系统(二)应急配电板的特点(6)应急配电板上应装设测量照明电网的电压表。(7)除设有满足要求的临时应急电源的货船外,应保证主电源失效时能自动起动应急发电机,并自动连接至应急配电板,保证在45s内给应急负载供电。(8)为了保证应急电源的迅速获用,必要时应有在应急配电板上自动将非应急电路切断的措施,以确保向应急负载供电。(9)如果应急电网是独立的电网(即平时不是由主配电板供电),则应急配电板配电回路最好不装设开关,而只用熔断器作为保护装置。(10)直流电制船舶借用交流岸电应考虑应急照明亦能使用交流岸电。一、应急电源系统(三)应急发电机组的特点应急发电机组一般位于机舱外的艇甲板上专用的应急发电机间内,其功率应根据应急供电设备的总装置功率来确定。应急发电机组通过应急配电板把电能分配给各应急负载。应急发电机间还应有应急照明变压器、应急发电机起动用蓄电池。应急发电机组在主电网正常是处于不运行状态,只有在主电站断电时,才投入使用。因此,应急发电机组一般都有自动起动控制装置,以保证尽快起动到达额定转速、建立电压、投入使用。当柴油机接到起动指令后,立即起动升速到额定转速,发电机建立电压后即可投入供电运行。如果柴油机三次起动失败,则发出起动失败故障报警。二、岸电船舶进厂及靠港检修时,或某些船舶靠港停泊时,可以用陆地的电源来供电,称为“岸电”。接岸电时,陆上电源通过电缆接到通常位于主甲板层的岸电箱,岸电箱一般都有岸电电源指示灯、断路器或开关加熔断器、岸电接线柱、相序指示灯(或负序继电器)、船电电压与频率表。换接岸电的操作一般是在主配电板上进行的,在主配电板上除岸电开关外,还设有岸电指示灯,以指示岸电电缆已经通电。二、岸电(一)换接岸电操作(1)进厂坞修时,将岸上电力电缆接在岸电箱的岸电接线柱上,合上岸上配电开关,岸电电源指示灯亮(这一项工作,一般由船厂工人承担)。(2)由岸电箱上相序测定器指示岸电与船电间相序,当两个指示灯的亮暗关系与岸电箱上标志相一致时,说明岸电相序与船电相序一致,否则即相序不一致。3)在主配电板前,当岸电指示灯亮时,表明岸电已送到岸电开关,这时分断所有船舶发电机的主开关,电网失电后立即将岸电开关合上;若岸电开关在应急配电板上,则电网断电后应到应急配电板前将岸电开关合上,这时船舶电网已换接成岸电供电。二、岸电(二)接岸电注意事项(1)接岸电时岸电与船电的电流种类应一致。(2)接岸电时岸电的额定频率、额定电压应与船电相一致。(3)当岸电为三相四线制时,需将岸电的中性线接在岸电箱上接船体的接线柱上。只有船体与岸电中性线相连后,才可接通岸电。(4)合上岸电箱上开关,只有当岸电相序与船电相序一致时才可到主配电板前进行转接岸电操作。(5)船舶接岸电时严禁船舶发电机合闸供电,只有在岸电切除后发电机才可合闸供电;同样船电供电时严禁岸电开关合闸供电。(6)经船级社认可,某些船舶设有船电与陆上电源并联设施,这仅仅是为了转移负载,仅允许船上供电系统和岸上电网作短暂的并联运行。二、岸电(三)船舶岸电无间断接入船舶在港期间使用岸电代替自发电,是节能和环境保护(如减排、降噪等)的有效措施,越来越受到重视。船舶岸电系统主要由岸上电源部分、岸—船连接部分和船舶受电部分组成。岸上电源部分将变电站的电力根据受电船舶电力系统要求进行电压等级和频率变换,输送到码头、泊位的连接点或接电箱。二、岸电目前岸电接入根据船载系统的不同包括下述三种方案:(1)低压岸电系统向低压船舶供电;(2)高压岸电系统向低压船舶供电;(3)高压岸电系统向高压船舶供电;二、岸电船舶与岸电的并、离网的全部操作过程如下:(1)停靠船舶进港之后,检查确认岸电相序、电压、频率等参数与船电一致,检查保证船舶与岸电电源的电缆接地正常,确保可以消除掉船舶与岸电电源之间产生的静电电势差。(2)岸电和船舶将通过电力运送电缆和信号控制电缆相连接。(3)再次确认岸电和船舶电网之间的连接插头被准确无误地连接好,控制开关闭合开始向船舶电网配送电力。(4)当岸电与船电电压同步完成,并网控制柜控制断路器合闸之后,船舶发电机断开对船舶负载供电,并停止船舶柴油发电机。二、岸电(5)在整个船舶供岸电电源的过程里,船舶岸电系统的监控系统则负责时刻监控整个电路中的任何故障,比如接地故障、逆功率问题、短路等。(6)当船舶要开始离港时,起动船舶柴油发电机,调节船舶柴油发电机使其与岸电电源实现并网同步。(7)当船舶负载由岸电电源供电到船舶发电机供电后,断开岸电电源。同时并确定岸电电源的接地系统正常接地,确保离网后的安全问题。(8)断开岸电电源与船舶连接的电缆和信号控制电缆线,船舶开始离港。二、岸电船岸电源的同步并网根据选择的基准不同可以采用下述两种方式实现:一是以岸电电源作为基准,并网过程中调节船舶柴油发电机的参数,使双方满足同步并网的条件以后,把船舶电网并到岸电电源上。二是以船舶电网参数信息为参考,同步过程中调节岸电电源的逆变器设备,当达到同步并网条件以后,将岸电电源并网到船舶电网上。一、船舶电网的分类船舶电网可分为供电网络与配电网络两种形式。第五节船舶电网1.船舶电网的供电网络供电网络是指主发电机与主配电板之间、应急发电机与应急配电板之间、主配电板与主配电板之间及主配电板与应急配电板之间的电气连接网络。一、船舶电网的分类2.船舶电网的配电网络配电网络是指主配电板及应急配电板到用电设备之间的网络。通常称主配电与分配电板之间、主配电板和其直接供电负载之间的网络为一次配电网络,而分配电板到各用电负荷之间的网络为二次配电网络。根据供电电源的不同、负载的性质和用途不同,船舶电网的配电网络可分为:(1)主电网-由主发电机通过主配电板供电的网络。(2)动力电网-指供电给电动机负载的电网,也包括600W以上的电热装置及功率大于1kW的探照灯。(3)照明网络-船舶电网中向照明设备、电风扇及小容量电热设备供电的网络。(4)应急电网-由应急发电机通过应急配电板供电或由蓄电池通过蓄电池充放电板供电的网络。(5)临时应急电网-由蓄电池通过蓄电池充放电板用以传输、分配临时应急电能的网络。(6)弱电电网-是向全船无线电通信设备、各种助航设备、信号报警系统等用户供电的低压直流电网或中频电网,因其对供电电压、频率等有特殊要求,因此要专门配置蓄电池组及变流机组。一、船舶电网的分类根据供电电源的不同、负载的性质和用途不同,船舶电网的配电网络可分为:(1)主电网-由主发电机通过主配电板供电的网络。(2)动力电网-指供电给电动机负载的电网,也包括600W以上的电热装置及功率大于1kW的探照灯。(3)照明网络-船舶电网中向照明设备、电风扇及小容量电热设备供电的网络。(4)应急电网-由应急发电机通过应急配电板供电或由蓄电池通过蓄电池充放电板供电的网络。(5)临时应急电网-由蓄电池通过蓄电池充放电板用以传输、分配临时应急电能的网络。(6)弱电电网-是向全船无线电通信设备、各种助航设备、信号报警系统等用户供电的低压直流电网或中频电网,因其对供电电压、频率等有特殊要求,因此要专门配置蓄电池组及变流机组。二、船舶电网的线制三、船舶电网的结线方式一般民用商船电压等级均在500V以下,接线方式主要有放射式(也称馈线式)、干线式、混合式和环式。1.放射式放射式接线的每一根电缆都是由主配电板直接引出,各自独立且只向一个用电设备或一个分配电板供电。在具有两个电站时常采用以棋盘形式的顺序给各个用电设备供电。三、船舶电网的结线方式2.干线式由主配电板引出几根叫作干线的电缆对分配电箱供电,用电设备再从分配电板上取得电源。三、船舶电网的结线方式3.混合式混合式接线是放射式和干线式混合的接线方式,即一部分分配电箱或负载采用放射式接线,另一部分则采用干线式接线或多级放射式接线。通常,前者是功率较大或较重要的负载,后者是较次要或功率较小的负载。三、船舶电网的结线方式3.混合式三、船舶电网的结线方式4.环式这种接线方式是将主配电板和负载的分配电板串接在一起形成一个环形,向用电设备供电。根据连接线形成的电网闭环的情况,环式接线方式可以分为全闭环、电源环和负载环数种。一、发电机主开关的基本结构和功能发电机主开关型式很多,在结构上也不尽相同,但基本组成及工作原理大同小异。一般由触头系统、灭弧室、操作机构、自由脱扣机构等组成。第六节发电机主开关的基本结构及应用一、发电机主开关的基本结构和功能(一)触头系统触头系统一般由2~3组触头组成。在闭合时通过的额定电流是由主触头承担的,为避免主触头在接通和断开电路时被大电流产生的电弧灼伤,还设有弧触头。有些大容量开关还设有一组预接触头(副触头),它们的动作顺序是:在合闸时,先接通弧触头,然后接通预接触头,最后才是主触头;在分闸时,先断开主触头,然后是预接触头,最后才是弧触头,电弧均产生在弧触头上。一、发电机主开关的基本结构和功能(二)灭弧装置灭弧装置是由铁质栅片和绝缘材料构成的灭弧罩组成的。其作用是使电弧迅速熄灭,以保护触头不被电弧灼伤或熔焊,提高开关的使用寿命和工作的可靠性。(三)操作机构和自由脱扣机构其作用是实现操作手柄及电动合闸或电磁合闸装置和各种脱扣器对触头动作的控制,并且要能够“自由脱扣”。所谓“自由脱扣”,是指在主电路中出现故障电流时,不论操作手柄在什么位置,触头均能迅速分断电路。二、自动空气开关的操作方式自动空气开关的合闸操作方式有电磁操作合闸、电动操作合闸等方式。三、发电机主开关的日常维护保养船舶发电机自动空气断路器,包括开关部分及各种脱扣器和附属装置,具有接通和断开电路以及过载、短路、欠压等保护功能,一般采用框架式自动空气断路器。框架式自动空气断路器(或简称框架式断路器)有固定型和抽出型两种。为了维护保养方便,远洋船舶使用的框架式断路器多为抽出型,即断路器安装在固定的框架内,并可以沿着抽出轨道从框架中抽出。三、发电机主开关的日常维护保养(一)框架式自动空气断路器的抽出断路器有“连接”“试验”“断开”三个位置,面板上有断路器抽出位置指示。“连接”位置,是断路器正常工作位置,断路器固定部分与可抽出部分之间的主电路、控制电路连接器均处于连接状态。“试验”位置,断路器固定部分与可抽出部分之间的控制电路连接器处于连接状态,主电路连接器处于断开状态。控制电路接通,可试验合闸、分闸和各种脱扣等控制功能,合闸试验时,即使断路器触头闭合,也不会接通断开的主电路。“断开”位置,断路器固定部分与可抽出部分之间的主电路、控制电路等的连接器均处于断开状态,整个断路器完全无电,可安全地维护、保养、检修断路器。若把断路器从“断开”位继续沿轨道拉出,可把断路器从轨道移下,放置到比较方便的地方或车间维护、保养或检修。三、发电机主开关的日常维护保养(二)抽出和装复自动空气断路器注意事项1.联锁机构(1)合闸状态不能抽出断路器或不能插入抽出手柄,只有分闸状态才可抽出断路器或插入抽出手柄。(2)需根据说明书要求压下相应联锁杠杆才能开始抽出操作,否则不能插入抽出手柄或不能抽出断路器。(3)大部分断路器(一些早期产品除外),抽出或装复到某一个位置时联锁杠杆会自动复位,表示已到位。若需继续进行抽出或装复操作,需再一次压下相应的联锁杠杆。(4)某些型号的断路器,插入抽出手柄时,需按下面板上的“TRIP”按钮。(5)某些型号的断路器,在“连接”位有紧固螺丝固定。需先松开紧固螺丝才能开始抽出操作;检修完毕要把紧固螺丝紧固到位。(6)装复断路器,若未安装到“连接”位,机械联锁机构将使主开关不能合闸。三、发电机主开关的日常维护保养(二)抽出和装复自动空气断路器注意事项2.断路器抽出检查的次数断路器的抽出检查不宜过于频繁。为了保证主电路导体、控制电路连接器等在整个船舶使用寿命内连接的可靠性,有的厂家在说明书中规定断路器抽出次数的上限值(约100次)。三、发电机主开关的日常维护保养(三)自动空气断路器的日常维护1.断路器外表定期(例如每季度)清除断路器表面及零件上的灰尘和黑烟,保持绝缘零件表面清洁,防止绝缘性降低。2.操作机构定期(例如每季度)在传动机构摩擦部位涂油润滑以减少磨损。3.螺钉、螺栓等连接件定期(例如每季度)检查紧固,及时消除松动、异常磨损等,及时更换损坏的零件。三、发电机主开关的日常维护保养(三)自动空气断路器的日常维护4.灭弧室定期(例如每半年)清除灭弧室内壁和栅片上的金属颗粒和烟灰。若因短路而分断,应尽早清除。长期未使用的灭弧室(例如备件),使用前烘潮以确保其绝缘良好。5.主触头定期(例如每半年)检查,发现触头表面有毛刺、金属颗粒等情况,拆下主触头,用200#细砂纸研磨,以保证良好的接触,研磨后,触头厚度小于原来的1/3,动静触头成组同时更换。6.过载保护、欠压保护等及其延时装置定期(例如每半年)检查,确保正常可靠。有些新型断路器,可用面板上的试验按钮比较方便地检查和试验各种脱扣器,有的断路器需使用专用设备。整定值,每4~5年校验一次,需由船级社认可的具有资质的单位校验,并出具校验数据报告。一、船舶电网绝缘检测船舶电网通常都是采用中性点绝缘的三相三线制形式,因此电力网中任何一点单相接地均属于不正常状态。虽然这种状态在短时间内不致出现问题,但是未接地的两线对地已是线电压。接地故障发生后,一方面会影响人身安全,另一方面若再有一相接地,则形成线间短路,或短路保护装置动作跳闸切除接地故障电路,或因另一相接地不良而造成打火,若周围有易燃物品,则会引起船舶着火恶性事故。因此接地故障是一种潜伏性的事故状态,必须及时发现予以消除。为此,船舶在主配电板上装设有电网绝缘检测装置,常见的绝缘检测装置有“接地灯”(也称为“地气灯”)、配电板式兆欧表、电网绝缘监测仪等几种类型。第七节船舶电网绝缘检测(一)船舶电网对地绝缘电阻的测量一、船舶电网绝缘检测(一)船舶电网对地绝缘电阻的测量1.接地灯一、船舶电网绝缘检测(一)船舶电网对地绝缘电阻的测量2.配电板式兆欧表一、船舶电网绝缘检测(一)船舶电网对地绝缘电阻的测量3.船舶电网绝缘监测仪船舶电网绝缘监测仪是由半导体电子电路组成的监测报警系统,是一种连续监测船舶电网对地的绝缘状况,大多连接有兆欧表,这一配电板上兆欧表是连续测量电网对地的绝缘电阻,一旦当电网的绝缘电阻低于设定值,即发出声、光报警,同时配电板上的兆欧表指示当前绝缘电阻值。一、船舶电网绝缘检测(二)船舶电网对地绝缘电阻电网对地绝缘电阻正常值可以这样来理解:由于电网电缆与船体是平行敷设的,因此电缆芯线与船体之间构成了电容,电容的大小是与构成电容的极板面积成正比,与两个极板间的距离成反比,因此这一分布电容的大小取决于电缆的长度及电缆敷设时电缆与船体间的距离,即船舶电网电缆越长或电缆与船体越紧凑,其对地所构成的电容就越大。通常电容越大其漏电阻就越小,这就说明了为什么船舶照明网络对地绝缘电阻一般远低于动力电网对地绝缘的缘故。现代海上运输船舶的动力电网对地绝缘电阻正常值大多在1MΩ左右,照明电网对地绝缘电阻正常值大多在0.4~0.8MΩ左右,某些船舶甚至更低,也有部分船舶正常值仅有0.1MΩ左右。二、船舶电网接地故障的查找船舶电网接地故障大多发生在照明网络。一般在机舱值班巡视中,通过配电板式兆欧表检查时发现(装有连续监测对地绝缘电阻报警装置的声、光报警时),机舱人员应及时找到接地点,排除接地故障消除隐患。随着船舶吨位的增加和电气化、自动化程度的提高,船舶电站容量在不断增加,因此主电站通常设有三台甚至更多的发电机组。根据船舶不同运行工况所需用电量的不同,可以使用一台、两台或三台以上的发电机组通过主配电板汇流排(母线)共同向全船负荷供电,这就是通常所说的并联运行。第八节发电机的并车和解列一、同步发电机并联运行的条件为了使并联运行的交流同步发电机保持稳定地工作,每台并联运行的发电机必须满足如下的电气方面的条件:(1)各发电机电压的相序应该一致。(2)各发电机的电压大小(有效值)应该相等。(3)各发电机电压的相位应该一致。(4)各发电机电压的频率应该一致。二、同步发电机并车的操作方法目前,船舶同步发电机组并联运行的方法可分为三类:准同步法、粗同步法和自同步法。准同步法是将待并发电机组及运行发电机组的电压、频率及相位都调得十分接近,再合上待并发电机组的主开关。此法在并车时引起的冲击电流、冲击转矩和母线电压的下降都很小,对系统的影响较小,是目前船舶上普遍采用的并车方法,但采用此法并车时,对操作者的素质要求较高,若因某种原因造成非同步并联时,将造成很大的冲击电流,最严重时其冲击电流与机端三相短路电流相同。目前,船舶上通常采用的手动并车、半自动并车及自动并车均属准同步并车法。二、同步发电机并车的操作方法粗同步法是指待并机基本满足电网所需的并联条件后,即可先行串联一个电抗器与电网并联产生自同步后,然后再合主开关的方法。自同步法是将未经励磁的发电机的转速加速到接近同步转速,再将主开关合闸,并立即给发电机加上励磁,依靠机组间自整步作用而拉入同步,使发电机与电力系统并联运行。二、同步发电机并车的操作方法(一)同步发电机组的手动并联运行1.同步指示灯并车法二、同步发电机并车的操作方法(一)同步发电机组的手动并联运行2.整步表并车法二、同步发电机并车的操作方法(二)手动准同步并车操作并车操作就是要测量和调整待并发电机的电压大小,相位与频率,使其与电网上已运行的机组基本相同,合上主开关,使发电机拉入同步。主配电板上的电压表、频率表、同步指示器就是检测并车条件的工具,电压表的数值可以指示待并发电机电压是否与电网电压一致。三、船舶同步发电机组的粗同步并联运行粗同步并车又叫电抗并车,它放宽了对准同步并车的条件,提高了并车的成功率,因而深受船员欢迎。一、并联运行同步发电机组有功功率分配与调节的基本工作原理由于交流电路中的功率包含有功功率和无功功率两个部分,因此同步发电机在并联运行中功率的分配和调整也分为有功功率和无功功率两部分。同步发电机并联运行时,无功功率分配可以用调节励磁电流的方法来解决。改变并联运行同步发电机有功功率的分配,是通过改变各台发电机原动机油门的大小,以改变单位时间内进入气缸的燃油量来实现的。第九节并联运行发电机组的有功功率分配和调节二、柴油机调速器的基本工作原理及其特性船用发电机组的柴油机调速器均为离心式调速器。它是根据飞铁的离心力与弹簧的压力相平衡的原理去控制油门开度的自动控制装置。它是一种“定速调速器”。(一)离心式调速器的结构二、柴油机调速器的基本工作原理及其特性柴油机的转速为额定转速时,发电机的频率为额定频率,对外输出一定的有功功率,此有功功率对应一定的柴油机油门开度,此时整个电力系统处于稳定运行状态。(二)离心式调速器的工作原理二、柴油机调速器的基本工作原理及其特性调速特性是指柴油机转速n(或频率f)与柴油机输出功率的关系,如图所示。如果转速(或频率)与输出功率大小无关,则称为无差调速特性,如图曲线1所示。具有离心式调速器的柴油机其转速随柴油机输出功率增加而降低,故称为有差调速特性,如图

曲线2所示。(三)调速器的特性二、柴油机调速器的基本工作原理及其特性当发电机需要并车时,只要按操作要求及步骤进行,一般都能顺利并上车。但有时也会发生并车失败,甚至引起电网跳闸,其原因可能有下列几方面。1.电网参数波动太大2.操作不当,未满足并联运行条件3.空载并车4.并车装置或均压线不正常5.未能及时转移负载(三)调速器的特性一、看图的基本要求1.结合电工、电子技术基础知识看图2.结合电气元件的结构和工作原理看图3.结合典型电路识图4.结合有关图纸说明看图5.结合电气图的制图要求看图第十节船舶电站电力系统识图二、看图的基本步骤1.阅读设备说明书2.看图纸说明3.看主题栏4.看概略图(系统图或框图)5.看电路图6.看接线图第十一节船舶高压电力系统中国船级社《钢质海船入级规范2009》对船舶低压和船舶高压系统的定义是:低压系统系指工作于额定频率为50Hz或60Hz、最高不超过1000V