船舶电气设备及系统试题

船舶电气设备及系统试题一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分。每题只有1个正确答案，错选、不选均不得分）根据SOLAS公约及我国《钢质海船入级规范》要求，总吨位500GT及以上货船的应急电源，应能在主电源失效时，对规则要求的航行设备、航行灯、通信设备等核心负载连续供电的最短时长为（）A.3hB.6hC.18hD.36h我国钢质海船低压交流电力系统（额定频率50Hz）的标准额定动力负载线电压为（）A.220VB.380VC.440VD.690V船舶中性点绝缘的低压动力系统（额定电压380V），要求在额定电压下测量的热态绝缘电阻最低值为（）A.0.3MΩB.0.5MΩC.1MΩD.5MΩ船舶同步发电机外部短路保护的短延时动作环节，通常设置的电流整定值和动作时限为（）A.1~2倍额定电流，瞬时动作B.23倍额定电流，延时0.20.6sC.35倍额定电流，延时0.20.6sD.510倍额定电流，延时12s船舶自动操舵仪（自动舵）中，能够根据船舶偏航角大小、偏航角速度自动调节舵角，同时可对风流等恒值干扰产生的固定偏航进行自动压舵、消除航向静差的调节规律属于（）A.比例舵（P）B.比例-微分舵（PD）C.比例-积分舵（PI）D.比例-积分-微分舵（PID）船舶电动锚机在额定拉力工况下，应满足的连续工作时间要求为（）A.10minB.30minC.1hD.2h船舶应急配电板与主配电板之间设置有可靠的电气与机械联锁，下列关于联锁逻辑的描述正确的是（）A.主电源正常供电时，应急配电板不能由主配电板供电B.主电源正常供电时，应急配电板必须由主配电板经联络开关供电C.主电源失电时，应急发电机启动后需与主电网并联供电，保证供电不中断D.主电源恢复供电后，应急电网需在10s内自动切换回主电源供电船用酸性铅蓄电池作为应急电源时，正常浮充运行状态下的单个蓄电池端电压应维持在（）A.1.8V左右B.2.0V左右C.2.2V左右D.2.7V左右船舶航行灯控制回路中，为保障航行安全必须设置的特有功能是（）A.过载延时跳闸保护B.灯丝断线声光报警C.接地故障跳闸保护D.过压保护两台同容量同步发电机并联运行时，若出现有功功率分配严重不均，应通过下列哪种调整方式实现有功均匀分配（）A.调整发电机的励磁电流B.调整原动机的调速器油门/油门特性C.调整发电机的自动电压调节器（AVR）设定值D.调整发电机的出线相序船舶电力系统中，能够连续在线监测电网对地绝缘电阻值，当绝缘电阻低于安全阈值时自动发出声光报警的设备是（）A.逆功率继电器B.三相绝缘指示灯C.电网绝缘监测仪D.手摇式兆欧表根据船级社规范要求，船舶消防泵、舵机动力回路、应急照明等关键安全负载的供电线路，应选用的电缆类型为（）A.普通聚氯乙烯绝缘电缆B.阻燃型船用电缆C.耐火型船用电缆D.橡皮绝缘软电缆海船舵机系统设置的最大机械舵角限位装置，动作阈值通常为舵叶偏转至（）A.±30°B.±35°C.±40°D.±45°船舶同步发电机自动准同步并车操作中，下列哪个条件不满足时绝对禁止合闸，否则会产生极大的短路冲击电流，直接损毁发电机及配电设备（）A.电压差≤10%额定电压B.频率差≤0.5HzC.相位差≤15°D.待并机与电网相序一致

15.船舶轴带发电机系统的核心供电特点是（）A.无论主机转速如何变化均可独立稳定供电B.需配套稳频稳压装置，仅在主机定速航行时稳定供电C.供电可靠性远高于独立柴油发电机组D.可以直接替代应急发电机承担应急供电功能对于油船货油舱区域、危险品储存舱室等存在爆炸性气体混合物的危险区域，应选用的照明灯具类型为（）A.普通防护型灯具B.防水型灯具C.本质安全型/隔爆型防爆灯具D.普通应急照明灯具同步发电机并联运行过程中触发逆功率保护动作，说明发电机处于下列哪种运行状态（）A.输出有功功率超过额定值B.从电网吸收有功功率，进入电动机运行状态C.输出无功功率为零，功率因数为1D.功率因数超前，向电网输送容性无功船舶主配电板粗同步并车回路中，装设并车电抗器的核心作用是（）A.限制并车瞬间的冲击电流B.提高电网功率因数C.稳定电网频率D.补偿无功功率根据船舶电气设备外壳防护等级（IP代码）要求，安装在机舱露天甲板上的电气设备，最低防护等级应满足（）A.IP20B.IP34C.IP56D.IP00下列关于船舶蓄电池室电气设备安装要求的说法，错误的是（）A.室内电气设备应选用防爆型B.室内可安装普通翘板电源开关控制照明C.室通风系统应独立设置，排出氢气避免积聚D.蓄电池连接电缆应采用耐酸腐蚀的专用电缆二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分。每题有2~4个正确答案，多选、少选、错选均不得分）船舶电力系统与陆电系统相比具有鲜明的行业特点，其基本组成部分包括（）A.电源单元（主发电机、应急发电机、蓄电池组等）B.配电单元（主配电板、应急配电板、区域分配电板等）C.输电单元（船用电缆、连接母线等）D.用电负载单元（动力负载、照明负载、通信导航负载等）下列船舶负载中，属于应急发电机额定供电范围的有（）A.航行灯、信号灯、GMDSS通信设备、导航雷达B.应急消防泵、舵机控制系统、救生艇绞车C.机舱主滑油泵、主海水冷却泵、主机燃油供给泵D.逃生通道应急照明、船舶号笛、遇险报警装置根据船级社规范要求，船舶同步发电机必须配置的保护功能包括（）A.过载反时限保护B.外部短路保护C.欠压保护D.并联运行时的逆功率保护船舶电动起货机为满足装卸作业需求，其电力拖动与控制系统应满足的要求有（）A.具备宽范围调速能力，满足空钩快速升降、重载低速就位的作业需求B.同时配置电气制动与机械制动装置，防止重载工况下溜钩C.设置吊臂、吊钩上下终端限位保护，防止冲顶、坠物事故D.具备频繁正反转启动能力，满足装卸过程中频繁操作的需求关于船舶电网的运行特点，下列描述正确的有（）A.电网输电距离短，线路阻抗小，短路故障时冲击电流大B.以三相三线绝缘系统为主，发生单相接地故障时不会立即形成短路，允许短时带故障运行C.负载类型复杂，大功率感性负载（如锚机、空压机）启动电流大，易造成电网电压瞬时波动D.电网频率、电压的稳态允许波动范围宽于陆地电网，频率波动超过±10%仍可正常供电

6.船舶自动化电站的核心功能包括（）A.备用发电机组的自动启动、故障机组的自动停机B.发电机组的自动准同步并车与负载变化时的自动解列C.并联机组有功功率、无功功率的自动分配与调节，维持频率、电压稳定D.电网故障的自动监测、报警与保护动作，实现无人值班机舱的供电可靠性下列关于船用电缆敷设的工艺要求，符合规范规定的有（）A.电缆敷设路径应远离锅炉、蒸汽管等高温热源，无法避开时应加装隔热防护层B.电缆穿过水密舱壁、甲板时，必须采用专用密封填料函或水密填料盒，保证舱室水密完整性C.不同电压等级、不同护套类型的电缆无需隔离，可直接捆绑在同一电缆束内敷设D.应急供电回路的电缆应尽量远离主机、锅炉等易发生火灾的区域，避免火灾时应急回路被烧毁船舶主配电板发电机屏上通常配置的测量仪表包括（）A.定子电压表、定子电流表B.频率表、功率因数表C.有功功率表、无功功率表D.并车同步表、励磁电流表下列关于船舶舵机电力拖动系统的要求，符合SOLAS公约及入级规范的有（）A.主操舵装置配备两套独立动力机组，单台机组故障时另一套应能在45s内投入运行B.舵机设置两路独立供电馈线，两路电源分别引自主配电板不同母线段，其中一路可经应急配电板引出C.舵机供电回路仅设置短路保护，不设置过载跳闸保护，避免过载时舵机失电D.驾驶台与舵机间设置独立的声力电话等通信设备，舵角指示器的舵角显示误差不超过±1°下列关于船舶电气设备接地的要求，描述正确的有（）A.电气设备的金属外壳应可靠接船体，防止绝缘损坏时外壳带电造成人员触电B.电气设备保护接地的连接导体应采用铜质材料，工作接地的接地电阻应不大于0.02ΩC.中性点绝缘系统中，电压互感器、电流互感器的二次绕组一端必须可靠接地D.桅杆避雷针的接地回路应独立敷设，禁止利用船体金属结构作为接地导体三、判断题（共10题，每题1分，总计10分。请在题后括号内填写“√”或“×”，错填、不填均不得分）国内航行船舶交流电力系统的额定频率为50Hz，国际航行船舶多采用60Hz系统，正常稳态运行时频率允许波动范围不超过额定值的±5%。（）船舶三相三线绝缘系统发生单相接地故障时，线电压保持对称不变，不会影响负载正常运行，因此可以长期带接地故障运行，无需排查处理。（）同步发电机并车操作时，若待并机频率略高于运行电网频率，合闸后待并机会自动承担部分有功负载；若待并机频率低于电网频率，合闸后易进入逆功率运行状态。（）船舶应急照明灯具应设置明显的红色标识，在主电源失电后应能自动点亮，照度满足人员疏散和关键设备操作需求。（）船用电缆的长期允许载流量受敷设条件影响，环境温度越高、成束敷设的电缆数量越多，电缆的实际允许载流量越大。（）船舶电气回路中，熔断器主要用于短路故障保护，热继电器主要用于过载故障保护，两者不能互换使用。（）酸性铅蓄电池放电过程中，电解液中的硫酸会参与反应生成硫酸铅和水，导致电解液密度逐渐降低，因此可通过测量电解液密度判断蓄电池的放电程度。（）船舶电动锚机、绞缆机配置的电磁机械制动器，应采用通电制动、断电松闸的结构，保证设备运行时制动可靠。（）船舶分配电板的支路设置应遵循动力、照明负载分路供电的原则，避免大功率动力负载启动时的电压波动造成照明灯具闪烁，影响作业环境。（）船舶接入岸电供电前，必须确认岸电的额定电压、频率、相序与船电系统完全匹配，合闸前应断开所有船载发电机的主开关，防止非同期并联造成短路故障。（）四、简答题（共4题，每题5分，总计20分）简述船舶同步发电机自动准同步并车必须满足的三个基本条件，并分别说明条件不满足时并车可能产生的危害。简述船舶低压电力系统配置在线绝缘监测装置的必要性，以及三相绝缘系统发生单相接地故障的主要危害。简述船舶应急电源的核心作用、常见类型及对应的供电时长与供电范围要求。简述船舶舵机电力拖动系统满足航行安全的5项核心规范要求。五、计算与综合分析题（共3题，第1题8分，第2题10分，第3题12分，总计30分）某国内航行货船采用三相交流低压电力系统，额定线电压380V，额定频率50Hz，配备两台同容量主发电机组，单台机组额定有功功率200kW，额定功率因数0.8（滞后）。请计算：（1）单台发电机的额定视在功率、额定线电流；（4分）（2）两台机组并联运行带总负载320kW、功率因数0.8（滞后），要求有功功率在两机组间均匀分配，计算单台机组承担的有功功率、无功功率及对应的定子线电流（忽略线路损耗）。（4分）某船舶380V低压电网（相电压220V）采用三相绝缘运行方式，当班人员通过绝缘监测仪测得各相对地绝缘等效电阻为：A相RA=80kΩ，B相RB=25kΩ，C相RC=500kΩ。请完成以下分析：（1）计算该电网当前的整体对地绝缘电阻值；（4分）（2）根据《钢质海船入级规范》的绝缘要求，判断当前电网绝缘状态是否合格，若不合格请说明故障类型，并简述故障排查与处置流程。（6分）某货船在开阔水域定速航行时，主电网突发全船失电故障，当班轮机员需按照应急流程快速处置，保障船舶航行安全。请结合船舶电气系统知识回答以下问题：（1）列出导致船舶全船失电的4种常见故障原因；（4分）（2）简述全船失电后的应急处置流程，重点说明主电源恢复过程中的负载供电优先级原则。（8分）参考答案一、单项选择题1.C2.B3.C4.B5.D6.B7.B8.C9.B10.B11.C12.C13.B14.D15.B16.C17.B18.A19.C20.B二、多项选择题1.ABCD2.ABD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABD8.ABC9.ABCD10.ABC三、判断题1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√四、简答题答题要点：（1）三个基本条件：①待并机与电网电压有效值相等，电压差不超过额定值的±10%（1分）；②待并机与电网频率相等，频率差不超过0.5Hz（1分）；③待并机与电网电压相位一致（相位差≤15°）、相序相同（1分）。（2）危害：电压差过大时，合闸瞬间会产生较大的无功冲击电流，造成绕组发热、电网电压波动，损坏调压装置；频率差过大时，合闸后会产生功率振荡，机组转速大幅波动，易触发逆功率保护导致跳闸；相位差过大时会产生极大的有功冲击电流，产生巨大电动力损坏发电机绕组、转轴；相序不一致时合闸会直接造成相间短路，属于恶性操作事故，会瞬间烧毁配电及发电设备（2分）。答题要点：（1）必要性：船舶低压系统普遍采用中性点绝缘的三相三线制，单相接地故障时无大的短路电流，保护装置不会立即跳闸，供电连续性高，但故障特征隐蔽，若不能及时发现会导致故障扩大，因此必须配置在线绝缘监测装置，实时监测绝缘状态，绝缘降低或接地时及时报警，提醒人员处置（2分）。（2）单相接地危害：①故障后非故障相对地电压升高至线电压（原相电压的√3倍），长期运行会加速绝缘老化，击穿绝缘薄弱点，发展为相间短路（1分）；②接地点电弧易点燃周围油气混合物，引发火灾、爆炸事故（1分）；③若发生另一相接地，会形成两相短路，产生大电流烧毁设备，威胁航行安全（1分）。答题要点：（1）作用：主电源全部失电时，为保障人员生命、船舶安全的核心负载提供临时供电，支撑应急处置、避险、逃生等操作（1分）。（2）类型与要求：①应急柴油发电机组：为大中型船舶主应急电源，主电源失电后45s内自动启动供电，500GT及以上货船连续供电时长不低于18h，客船不低于36h，供电范围涵盖应急照明、航行灯、通信导航设备、应急消防泵、舵机控制、救生设备等核心安全负载（2分）；②应急蓄电池组：作为临时应急电源，主电源失电后瞬时投入供电，连续供电时长不低于30min，主要覆盖应急发电机启动过程中需要不间断供电的负载，如驾驶台控制设备、报警系统、临时应急照明等，弥补发电机启动过程的供电空白（2分）。答题要点：任意列出5项即可，每项1分，共5分：①供电可靠性要求：设置两路独立供电回路，分别引自主配电板不同母线段，其中一路可经应急配电板供电，回路仅设短路保护，不设过载跳闸保护；②转舵性能要求：主操舵装置在最大吃水、最大航速下，能在28s内将舵从一舷35°转至另一舷30°，辅助操舵装置能在60s内完成15°舵角转换；③冗余要求：配置两套独立动力机组，单台故障时另一台45s内自动投入；④限位与指示要求：设置±35°最大舵角机械限位，舵角指示器误差不超过±1°，故障时发出声光报警；⑤通信要求：驾驶台与舵机间设置独立声力电话，保证操舵指令传递可靠；⑥制动要求：设置可靠的锁舵装置，舵角到位后防止水流冲击导致舵叶