船舶电站实验指导书

船舶电站操作指导书

轮机模拟器实验室

实验一发电机单机运行时的手动合闸与供电方式的转换

一、实验目的

掌握发电机单机手动合闸的方法，了解发电机的起压过程，明确主发电机、应急

发电机和岸电三者间的联锁关系。

二、实验内容

应急发电机供电，柴油发电机起动的热工条件已满足，且其机旁控制按钮已放在

“REMOTE”位置。

1.单机手动起动

(1)将发电机的“手动/自动(MANU/AUTO)”选择开关放在“MANU”位置，备

用机组选择开关(STANDBYGENSELECTION)放在“MANU”位置；

(2)观察并确认：

“DC24V”指示灯亮；

“控制电源故障(CONTROLSOURCEFAIL)”指示灯暗：

发电机主开关断开；

发电机”准备起动(READYTOSTART)”灯亮；

按下发电机控制屏上的“起动(START)”按钮，起动柴油机。

2.单机手动合闸

(1)通过发电机控制屏上的电压表观察建压过程，若空载电压小于60V,可能是发

电机无剩磁，此时应按下发电机控制屏上的“充磁(PRE-EXITATION)”按钮进

行充磁；

(2)待柴油机在低速下运行3分钟(模拟时间为30秒)左右，在同步屏上调节发电

机的调速开关(GOVNOR),使频率逐渐上升至60H乙然后按下“主:开关合闸

(ACBCLOSE)w按钮；

(3)待发电机控制屏上“ACBCLOSE”指示灯亮后，在同步屏上观察电网电压与频

率值；

(4)合闸成功后，在组合起动屏上合上淡水泵(CENTERCOOLINGF.W.PUMP)

和海水泵(COOLINGS.W.PUMP)开关，观察发电机功率表和电流表的指示；

(5)在CRT上检查并记录下列参数：转速、冷却水出口温度、滑油温度、滑油压力、

燃油压力及排气温度。

(6)若合闸失败，则有声光报警，应进行消声消闪操作。

3.岸电连接的慢作

(1)将应急发电机的控制方式选择开关置于“手动(MANU)”位置，然后将主发电

机开关分闸；

在岸电箱上选择相序1(SEQUENCE1)或相序2(SEQUENCE2

若“相序正确［PHASESEQUCORRECT）”灯亮，则将岸电箱上的开关合闸，

然后在主配电板上合上岸电供电开关，观察同步屏上的电压表、频率表指

示；

若“相序错误（PHASESEQUWRONG）”灯凫，则更换相序选择，待相

序正确后再接通岸电。

（2）在岸电接通的情况下，手动起动一台主发电机并合闸，观察合闸及供电情况。

将应急发电机控制方式选择开关置于“自动（AUTO）”位置，然后将主发电机开关分闸，

重复（1）中的操作，观察合闸及供电情况。

三、实验要求

初始工况设置止确，发电机单机手动合闸步骤清楚、正确，能判断发电机的起压过程,

主发电机、应急发电机和岸电三者间的联锁关系。

四、实验时间安排

实验第一天上午进行

五、实验报告

满足哪些条件，"READYTOSTART”灯会亮？

主发电机、应急发电机和岸电之间应满足怎样的连锁关系？

实验二发电机组调速特性（调频特性）测试

一、实验目的

掌握测试发电机组调速特性的步骤与方法；了解调速特性的意义和作用。

二、实验内容

发电机组调速特性的测试

发电机单机手动运行，带10%额定功率负载（功率因素为0.8）。

I.将发电机调速开关向"RAISE”方向调节，观察转速增加、频率升高的现象（小

要使频率超过63HZ）。

2.将发电机调速开关向“LOWER”方向调节，观察转速下降、频率降低的现象（不

要使频率低于57HZ）。

3.将频率调整在6DHZ,在CRT上逐次增加2（）%单机额定功率、（功率因数为0.8）

的负载，直至负载达到100%单机额定功率，观察并记录发电机有功功率及相应的

频率值。

4.绘出调速特性曲线。

三、实验要求

正确设置初始工况，测试发电机组调速特性的步骤与方法正确：了解调速特性的意义

和作用。

四、实验时间安排

实验第一天下午进行

五、实验报告

1.绘出调速特性曲线

2.发电机组的调速特性是如何定义的？

3.了解发电机组调速特性的目的是什么？

4.对调速特性的斜率有什么要求？

实验四发电机突加、突卸负载的测试

一、实验目的

掌握发电机突加、突卸负教试验的方法、步骤和目的。

二、实验内容

发电机负载的突加和突卸：根据实验结果确定调压器动态特性。

发电机单机空载运行，电压和频率均为额定值。

1.将发电机机组“手动/自动”选择开关设定在“MANU”位置。

2.在CRT上突加60%的额定电流及功率因索不超过0.4（滞后）的对称负载，观察电

压值变化情况（应不低于额定电压的85%）。

3.在CRT上突减60%的额定电流及功率因素不超过0.4（滞后）的对称负载“观察电

压值变化情况（应不高于额定电压的120%）。

4.观察突加、突卸负载后，电压是否在1.5S内恢复到稳定值（与电压稳定值之差小

于3%）。

三、实验要求

正确设置初始工况，发电机突加、突卸负载试验的方法、步骤正确，明白测试目的。

四、实验时间安排

实验第二天上午进行

五、实验报告

（I）发电机突加、突卸负载试验的目的是什么？

（2）若发电机的动态电压调整率太大，对电网正常运行有何影响？

（3）若恢夏时间过长，对电网正常运行有何影响？

实验五发电机手动准同步封车与负载均分

一、实验目的

掌握手动准同步并车的方法和步骤；了解并车条件；掌握手动负载转移与均分的

方法及要求。

二、实验内容

手动起动待并机组；手动调整待并机组频率：手动准同步并车：手动负载转移与均分。

发电机单机带70%领定功率负载运行，待并机热工条件已满足。

I、手动准同步并车

（1）将各发电机组的“手动/自动”选择开关扳至“MANU”位置；

（2）手动起动待并机，使电压达到额定值、频率稍高于额定值：

（3）将同步表“SYNCHRONIZESELECT”开关转到待并机的编号位置（开始计时）,

观察待并机与运行机间的频率差与相位差；

（4）调节待并机的调速开关，使同步表上的LED光点顺时针方向缓慢旋转（线1.7s

以上旋转一周）；

（5）当同步表上的光点超前同步点约两个灯时，果断按下合闸按钮；

（6）并车成功后，断开同步表。

2、手动负载转移及均分

（1）将新井上的机组的调速开关向“RAISE”方向调节，同时将原运行机组的调速开

关向“LOWER”方向调节，使负载功率逐渐向新并上的机组转移，调整过程

中应保持电网频率恒定；

当两台机组功率基本相等时，停止调节。

三、实验要求

正确设置初始工况，了解并车条件；手动准同步并车的方法和步骤清楚正确；掌握

手动负载转移与均分的方法及要求。

四、实验时间安排

实验第二天上午进行

六、实验报告

1.并车时若频差过大，会造成什么后果？相位差过大呢？

2.为什么并车时要让待并机频率稍高于电网频率？

3.为什么并车完成后要及时切除同步表？

实验六并联运行发电机组的手动解列与停机

一、实验目的

掌握发电机手动解列和手动停机的方法、步骤及要求。

二、实验内容

手动转移并联运行机组的负载；手动解列发电机组；手动停机。

两台机组并联运行且负载已均分（各带30%额定功率负载）。

I.手动负载转移

（1）将待解列机组的“手动/自动”选择开关设定在“MANU”位置上；（开始计时）

（2）将待解列机组的调速开关转向“LOWER”位置以逐步减少负载，同时将另

一台发电机的调速开关转向“RAISE”位置以逐步增加负载，转移过程中要使

电网频率保持恒定：

（3）观察两台机组负载状态，当解列机组功率小于5%额定功率时，停止转移负载。

2.手动解列

（1）按下待解列机的主开关分闸按钮，将机组解列；

（2）机组解列后，电网电压和频率会略有下降，此时可手动调节运行机组的调速开关,

使频率稳定在额定值上。

3.手动停机

（1）调节解列机组的调速开关，使发电机频率降至频率表的最低指示值；

按解列机组的“停车（STOP）”按钮，使机组停车。

三、实验要求

正确设置初始工况，明白解列的要求，发电机手动解列和手动停机的方法、步骤清

楚正确。

四、实验时间安排

实验第二天下午进行

五、实验报告

1.哪些情况下需要解列发电机组？

2.在解列发电机组必须要做的工作是什么？

3.为什么解列机组只带5%单机额定功率负载时才允许分闸？

实验七增载时备用发电机组的自动起动、自动并车及自动均分负载

一、实验目的

熟悉备用机组自动起动的条件，了解自动并车、自动调频调载的基本原理，了解重载询

问的功能和基本原理。

二、实验内容

电网负载增加时备用机组的自动起动、自动并车、自动转移及均分负载：

重载询问增机试验。

发电机单机运行，带50%额定功率负载。

1、备用机组的自动起动、自动并车、自动均分负载

（1）将发电机组的“手动/自动”选择开关均设定在“AUTO”位置：

（2）将“备用机组选择（STANDBYGENSELECTION）”开关对准备用机组的编号

位置；

（3）在主配电板上逐步增加运行机组负载至约80%单机额定功率，使“重载（HEAVY

LODA）”灯闪光（开始计时）；

（4）观察备用机组的自动起动过程，注意自动起动开始时的时刻及结束时刻；

（5）在自动起动完成后，观察备用机组和电网的电压与额率值。然后接通同步表，

观察同步表光点的转向与速转；

（6）观察自动合闸过程并估算自动合闸时间：

（7）观察自动均分负载过程，并记录负载均分结果和电网频率值；

（8）若在备用机投入电网过程（ACB还未合闸）中，出现负载减少（如空压机、泵

等自动停车或将冷藏箱开关手动分闸），则备用机自动停止增机。

2、重载询问增机试验

（1）将电站恢夏成初始状态，随后将440V馈电屏上侧推器（BOWTHRUSTER）

的合闸方式选择开关（BREAKERCLOSEMODE）放在“自动”位置，然后按

下“重载查询（HEAVYLOADREQUEST）”按钮；

（2）电网功率无余量，备用机组立即自动起动、自动并车，侧推器开关在“允许合闸

（HEAVYLOADALLOW）”灯亮后自动合闸，随后两台发电机组自动均分负载;

按下侧推器的“分闸（ACBOPEN）”按钮并卸去部分负载，使两台发电机各自承担约40%

额定功率的负载，然后按下侧推器的“重载杳询”按钮，观察所发生的过程。

三、实验要求

正确设置初始工况，熟悉备用机组自动起动的条件，了解自动并车、自动调频调载的

基本原埋，了解重载询问的功能和基本原埋。

四、实验时间安排

实验第三天上午

五、实验报告

1.为何增机条件通常设置为“发电机负载大于80%（或75%）单机额定功率”？

2.除了重载外，还有哪些情况能自动增机？

一、实验目的

熟悉并联运行机组自动解列的条件和过程，了解发电机组自动解列的基本原理。

二、实验内容

电网负载减少使并联运行机组自动解列、自动停车。

两台机组并联运行，各机组分别带50%单机额定功率的负载。

I.将两台发电机组的“手动/自动”选择开关设定在“AUTO”位置；

2.将"STANDBYGENSELECTION"开关设定在待解列机组的编号位置上；

3.逐渐减小电站负载，使其从单机额定功率的100%逐渐减至70%（开始计时）；

4.通过功率表观察待解列机组向运行机组转移负载的过程，记录待解列机

组分闸时的负载功率和延时时间（模拟延时时间为1分钟）。

5.若在解列过程中出现负载增加（如空压机、泵等自动起动或将冷藏箱开关手动合

闸），则解列机自动停止转移负载，返回自动均分负载运行状态，停止解列。

6.机组解列后，经延时（模拟延时时间为1分钟），柴油机自动停机。

三、实验要求

正确设置初始工况，熟悉并联运行机组自动解列的条件和过程，了解发电机组自

动解列的基本原理，

四、实验时间安排

实验第三天上午

五、实验报告

1.为什么通常将解列条件设置为“电网负载小于70%单机额定功率”？

2.如果自动解列失灵，如何手动完成解列过程？

实验九发电机单机运行发生故障时的自雌车过程

一、实验目的

了解运行机组故障时备用机组自动起动、自动并车和自动均分负载的基本原理和过程。

二、实验内容

设定运行发电机组原动机故障；观察备用机组自动起动、自动并车和自动均分负载

的过程。

发电机单机运行，带50%额定功率负载。

I.将备用机组的“MANU/AUTO”选择开关放在“AUTO”位置，并将备用机组选

择开关转向备用机组的编号位置；

2.在CRT上设置运行机组的故障，可选择下列故障中的任意一种：

(1)排气高温＞520℃

(2)冷却水出口高温＞95℃

(3)滑油高温＞8()℃

3.系统发声光报警后，进行消声消闪操作：

4.备用机组自动起动，观察起动过程及起动后建立的电压与频率.；

5.备用机组自动并车，打开同步表观察自动并车过程，记录并车完成后两台机组功

率表的读数；

6.两台机组自动转移负载，观察自动转移负载的过程，负载大部分转移到刚投入运

行的机组(故障机组只带5%单机额定功率负载)；

7.故障机组自动解列，经延时后自动停机；

8.在CRT上设置运行机组两种故障中的任意一种：

(1)滑油低压＜0.08Mpa；

(2)柴油机超速，转速＞860rpm(115%额定转速)。

观察发生的过程，井与步骤2中故障设定后的过程比较。

三、实验要求

正确设置初始工况，了解运行机组故障时备用机组自动起动、自动并车和自动均分负

载的基本原理和过程。

四、实验时间安排

实验第三天下午

五、实验报告

I.为什么步骤2中选择的故障发生后，系统发出报警而不立即跳闸停机?

2.自动换车过程与自动增机过程或自动减机过程有什么不同？

3.如果备用发电机不能自动起动，应如何操作？

4.在自动换车过程中，为什么自动并车后不自动均分负载？

一、实验目的

了解调压特性的调整方法；掌握调压特性对•并联运行发电机之间无功功率分配的影

响。

二、实验内容

发电机调压特性的调整；观察无功功率分配的结果。

两台机组并联运行，各机组分别承担10%额定功率负载（功率因素为

0.8）,发电机组控制方式为“手动”。

1.在CRT上调节两台运行机组调频特性的斜率，使两者一致；

2.在CRT上调节两台运行机组调压特性的斜率，使两者一致；

3.观察并记录电压表、电流表及功率表的读数；

4.在CRT上突加60%额定电流、COS巾=0.4的负载，观察并记录两台发电机组的电

压表、电流表及功率表的读数；

5.判断静态电压调整率、动态电压调整率和恢复时间是否满足要求，判断无功功率分

配是否均匀；

6.在CRT上改变调压特性的斜率，使两者不一致（调频特性的斜率保持不变）；

7.重复（4）的步骤，观察并记录调压特性斜率改变后电流表、电压表及功率表的读

数，与斜率未改变时的读数比较，得出相应的结论；

8.将两台机组的调压特性复原。

三、实验要求

四、实验时间安排

实验第三天下午

五、实验报告

1.无功功率在什么条件下可用电流表指示值反映？

2.在实船上，如何改变发电机的调压特性？

3.发电机调压特性的斜率与机组间无功功率的分配有何关系？

一、实验目的

掌握发电机过电流保护、分级卸载保护和短路保护的基本原理及实现方法；

二、实验内容

设定发电机过电流和短路故障；观察过电流保护、分级卸载保护和短路保护的实现

过程。

发电机单机运行，并带70%额定功率（cos=0.8）的负载。

1.将发电机组的“手动/自动”选择开关打在“MANU”位置；

2.逐渐增加发电机负载，使发电机电流达到110%额定电流（开始计时）；

3.发电机分两次自动卸去次要负载，注意两次延时的不同（分别约5s和10S）及负

载重要性的差双，观察发电机频率与电压的变化；

4.在CRT上分两次突加负载，使发电机电流分别达到120%和140%额定电流，记录

主开关跳闸的不同的延时时间，绘出过载反时限特性曲线；

5.在CRT上突加旦流，使发电机电流达到250%额定电流，延时（0.2〜0.6）S后主

开关自动跳闸。

三、实验要求

发电机过电流俣护、分级卸载保护和短路保护的基本原理及实现方法；

四、实验时间安排

第三天下午

五、实验报告

1.为什么过载保井需要采用反时限特性？

2.自动分级卸载的作用是什么？如果卸载后还是过载，可能是什么原因？此种情况

下发电机如何进行保护？

3.如何判断发电机发生了外部短路故障？

4.为什么短路保井在发电机电流小于5倍额定电流时还需延时，这对发电机有没有

损害？

实验十二无功功率分配装置故障

一、实验目的

1.了解无功功率分配不均的现象及判断方法；

2.了解无功功率分配不均对并联机组的影响；

3.掌握排除无功功率分配不均故障的措施。

二、实验内容

观察无功功率分配不均现象；排除无功功率分配不均故障。

两台机组并联运行，各带50%单机额定功率、功率因数为0.4的负载；两台发电机电

压表读数相同，功率表读数基本相同。

1.由教师设置故障，使两台发电机的电流表指示不一致，差值超过总电流的20%；

2.根据故障现象判断并说明故障性质；

3.在CRT上排除故障，使两台发电机电流趋于一致，同时保持电网电压为额定值。

三、实验要求

了解无功功率分配不均的现象及判断方法；了解无功功率分配不均对并联机组的影

响；掌握排除无功功率分配不均故障的措施

四、实验时间安排

实验第四天上午

五、实验报告

1.怎样判断并联运行发电机组的无功功率分配情况？

2.两台发电机并联运行时各自电流相差太大有何危害？

3.如何保证无功功率分配均匀？

实验十三发电机欠压及逆功率保护

一、实验目的

熟悉’96,规范克•欠压保护和逆功率保护的要求，掌握发电机欠电压和逆功率保护

基本原理及实现方法。

二、实验内容

观察欠压和逆功率保护实现过程。

发电机单机运行，芍40%额定功率的负载，控制方式为“手动”。

I.在CRT上将发电机电压设置为70%额定电压，发电机延时自动跳闸，记录延时

时间。

2.按下“ACBTROUBLERESET”按钮，将发电机主开关手动复位后重新起动发

甩机，合闸恢复电站供电，在CRT上设置电压突然为零，观察发电机主开关瞬时

跳闸。

3.手动起动另一台机组，手动合闸并入电网。

4.同时反方向调节两台发电机组的调速开关，使一台机组出现逆功率（其值为15%

单机额定功率），该机组将延时自动跳闸，记录延时时间。观察并记录另一台机组

的功率表读数。

5.采取必要的措施。

三、实验要求

熟悉欠压保护和逆功率保护的要求，掌握发电机欠电压和逆功率保护基本原理及实现

方法。

四、实验时间安排

实验第四天上午

五、实验报告

I.为什么欠压保护要延时跳闸？欠压如果不跳闸有什么危害？

2.如何判断欠压故障？

3.为什么失压要瞬时跳闸？

4.单机运行时会不会出现逆功率？

5.为什么逆功率保护要设置延时？

实验十四逆功率故障

一、实验目的

熟悉发电机逆功率故障的现象；了解发生逆功率时应采取的合理措施；了解逆功率对

电网负载与运行机组的影响。

二、实验内容

并联运行机组逆功率故障的设定；观察逆功率保护实现过程。

两台机组并联运行，各带30%额定功率负载，两台机组均处卜手动操作状态。

1.设置故障，使一台发电机的有功功率负载突然增大，另一台发电机的有功功率负

载指示突然减小到零以下，即出现逆功率（其值约为额定功率的15%）。

2.观察两台发电机控制屏上的仪表读数，确定故障性质。

3.待一台发电机主开关跳闸后，观察运行发电机是否超过80%单机额定功率，如果

超过，则手动起动另一台备用发电机组，进行并车，然后及时转移负载。

三、实验要求

发电机逆功率故隙的现象；发生逆功率时应采取的合理措施；了解逆功率对电网负

载与运行机组的影响。

四、实验时间安排

实验第四天上午

五、实验报告

1.哪些情况会导致逆功率故障的发生？

2.逆功率故障对电网有何影响？

3.逆功率故障对发电机组有何影响？

4.发生逆功率故隙后应采取什么措施？

实验十五发电机主开关跳闸故障

一、实验目的

了解自动化电站对•发电机组的综合保护功能及其基本原理。

二、实验内容

设定发电机组故障；观察发电机保护实现过程。

两台发电机各带40%额定功率负载并联运行。

I.将发电机组的“手动/自动”开关放在“手动”位置；

2.由教师在CRT上设置故障，使一台发电机主开关异常跳闸；

3.分析故障原因，确定故障性质：

4.使电站恢复到初始状态；

5.由教师在CRT上设置汇流排短路故障，使发电机主开关跳闸；

6.观察报警指示，分析故障原因，确定故障性质；

7.采取必要措施，尽快恢复供电。

三、实验要求

通过观察发电机俣护实现过程，了解自动化电站对发电机组的综合保护功能及其基

本原理。

四、实验时间安排

实验第五天上午

五、实验报告

1.有哪些原因会引起一台发电机主开关跳闸？

2.怎样借助于报警指示和仪表指示判断主开关跳闸的原因？

3.在自动电站中，当发生汇流排短路故障跳闸时，系统是否还具有自动功能？怎样

使系统恢复正常？

实验十六电网绝缘低和单相接地故障

一、实验目的

了解绝缘低或单相接地的危害，掌握寻找及排除接地故障点的方法。

二、实验内容

测试电网绝缘；判断接地或绝缘低故障的位置；叙述排除故障的方法。

发电机单机运行，并带60%额定功率负载运行。

I.故障设置

（1）在CRT上设置动力电网绝缘电阻低于0.5MQ：

（2）在CRT上设置正常照明电网绝缘低于0.1MQ；

（3）在若干个动力和照明负载中分别设置单相接地故障。

2.故障的判断、分析及处理

（1）判断是哪一个电网出故障；

（2）叙述查找故障的思路；

（3）进行故障点位置查找；

找到故障点位置后，叙述解决方法。

三、实验要求

了解绝缘低或单相接地的危害，会寻找及排除接地故障点

四、实验时间安排

第五天上午

五、实验报告

1.为什么对动力电网和照明电网的绝缘要求不同？

2.绝缘电阻低有什么危害？

3.单相接地故障与三相接地故障有什么不同？单相接地有什么危害？

4.在配电屏前查找单相接地故障时要注意哪些事项？

蟠十七应急发电机的自动凝屿形飒

一、实验目的

掌握应急发电机自动起动合闸的条件及手动起动方法，熟悉应急发电机的供电负

载，了解应急发电机试验的功能。

二、实验内容

应急发电机的自幼起动与手动起动；应急发电机的合闸供电；应急发电机的试验。

全船处于失电状态，应急发电机和主发电机均设置为手动控制方式。

（一）应急发电机的手动起动

1.全船失电时，由蓄电池（小应急电源）自动供电，观察小应急照明正常与否；

2.在应急配电屏上按下“START”按钮，手动起动应急发电机（允许三次起动）；

3.观察应急配电板上电压和频率的变化，待应急发电机电压和频率达到额定值后，

手动按下应急配电板上的“ACBCLOSE”按钮。

（二）应急发电机的自动起动

1.将应急发电机主开关分闸使全船失电，并将应急发电机“控制方式”选择开关设

定在“自动”位置，第一备用机组处于“自动”状态；

2.第一备用机组自动起动，应急发电机组延时起动（30秒）；

3.若第一备用机组起动成功并自动合闸，则应急发电机组终止自动起动过程；若第

一备用机组自动起动失败，则应急发电机自动起动；

4.若应