船舶电力系统的组成ppt课件

1、 本章主要引见了船舶电力系统的组成、特点和根本功能本章主要引见了船舶电力系统的组成、特点和根本功能，对配电安装的重要设备和部件包括配电板，应急配电板，对配电安装的重要设备和部件包括配电板，应急配电板，蓄电池，充放电板，岸电箱和万能式自动空气断路器作，蓄电池，充放电板，岸电箱和万能式自动空气断路器作了概略的表达，此外，对船舶轴带发电机主要类型及任务原了概略的表达，此外，对船舶轴带发电机主要类型及任务原理作了简单引见。理作了简单引见。 12.1 12.1 船舶电力系统船舶电力系统 控制电器控制电器负载负载船舶电力网船舶电力网船舶配电安装船舶配电安装船舶电源安装船舶电源安装电工丈量用仪器、仪表电工丈

2、量用仪器、仪表图图12-1 典型船舶电力系统简图典型船舶电力系统简图典型船舶电力系统简图典型船舶电力系统简图 ACB ACB空气断路器空气断路器 MCB MCB安装式断路器安装式断路器 G G 主发电机主发电机 EG EG 应急发电机应急发电机ABTSABTS汇流排转换接触汇流排转换接触器器将机械能、化学能等能源转变为电能的安装。将机械能、化学能等能源转变为电能的安装。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。 柴油机柴油机发电机发电机对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进展对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进展维护、分配、转换、控制和检测的安装。维护、分配

3、、转换、控制和检测的安装。根据供根据供电范围电范围和对象和对象的不同的不同可分为：可分为：主配电板主配电板应急配电板应急配电板动力分配电板动力分配电板照明分配电板照明分配电板蓄电池充放电板蓄电池充放电板船舶负载动力安装用辅机甲板机械甲板机械滑油泵滑油泵海水冷却泵海水冷却泵淡水泵淡水泵鼓风机鼓风机锚机锚机绞缆机绞缆机起货机起货机舷梯机舷梯机起艇机起艇机舱室辅机船舶舵机生活用水泵生活用水泵消防泵消防泵舱底泵舱底泵为辅锅炉效为辅锅炉效力的辅机等。力的辅机等。船舶负载电力推进设备电力推进设备机修机械机修机械主电力推进系主电力推进系统统首尾侧推安装首尾侧推安装车床车床钻床钻床电焊机电焊机照明设备冷藏集装

4、箱冷藏集装箱空调空调伙食冷柜伙食冷柜通风机等。通风机等。机舱照明机舱照明住舱照明住舱照明甲板照明甲板照明航行灯航行灯信号灯信号灯电风扇电风扇船舶负载厨房设备厨房设备弱电设备弱电设备电灶电灶电烤炉等厨房电烤炉等厨房机械用辅机机械用辅机电茶炉等电茶炉等无线电通讯无线电通讯导航设备等导航设备等主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、各种控制器和主令电器等。各种控制器和主令电器等。船舶上常用的电工丈量仪表有万用表、兆欧表、船舶上常用的电工丈量仪表有万用表、兆欧表、钳形电流表、交直流电压表、电流表、功率钳形电流表、交直流电压表、电流表、功率表、功率因数表、频率表、

5、交流并车屏上的整步表、功率因数表、频率表、交流并车屏上的整步表、平常用于检修的直流稳压电源和自耦变压器、表、平常用于检修的直流稳压电源和自耦变压器、示波器等。示波器等。 几乎一切大中型船舶均采用交流电力系统。几乎一切大中型船舶均采用交流电力系统。 世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一致，使世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一致，使船舶电气设备具有通用性。船舶电气设备具有通用性。 我国我国规定：非电力推进船舶的限制规定：非电力推进船舶的限制电压为电压为500 V，动力负载、具有固定敷设电缆的电热安装等，动力负载、具有固定敷设电缆的电热安装等的额定电压为的额定电压为380 V，照明

6、、生活居室的电热器限制电压为，照明、生活居室的电热器限制电压为250 V，额定电压为，额定电压为220 V。我国采用我国采用50Hz50Hz，西欧各国、美国采用，西欧各国、美国采用60Hz60Hz的频率规范。的频率规范。单台发电机容量最大已达单台发电机容量最大已达1200MW1200MW，电力系统总的装，电力系统总的装机容量大约在机容量大约在1000MW 1000MW 100000MW 100000MW。陆上电力系统普通都由许多个不同类型的发电站联陆上电力系统普通都由许多个不同类型的发电站联网运转，其电源容量可以以为是无限大电源系统。网运转，其电源容量可以以为是无限大电源系统。通常电源多为单一

7、电站，船舶电站大多由通常电源多为单一电站，船舶电站大多由2 2 4 4台台同容量、同型号的发电机组组成。同容量、同型号的发电机组组成。船舶电站单机容量约为几百几千船舶电站单机容量约为几百几千KWKW，船舶电站总，船舶电站总装机容量为装机容量为2 2 4 4倍的单机容量。倍的单机容量。陆上陆上电力电力系统系统船舶船舶电力电力系统系统 船舶电站配电安装也简单、可靠，只采用低压电器船舶电站配电安装也简单、可靠，只采用低压电器开关及控制和维护安装，除照明须配置容量不大的变压开关及控制和维护安装，除照明须配置容量不大的变压器外，并无其他的变压设备，普通船舶电站直接对用电器外，并无其他的变压设备，普通船舶

8、电站直接对用电设备供电。设备供电。 船舶用电设备虽然较多，但比较集中，在船舶有限船舶用电设备虽然较多，但比较集中，在船舶有限的长度内，电源与用电设备之间的间隔很短，因此线路的长度内，电源与用电设备之间的间隔很短，因此线路阻抗很低，线路压降小，电能损失较小，但短路电流大，阻抗很低，线路压降小，电能损失较小，但短路电流大，特别是在汇流排处的短路缺点。特别是在汇流排处的短路缺点。 货轮和油轮的典型运转工况大致划分如下：货轮和油轮的典型运转工况大致划分如下： 由于船舶工况变化较多，不同工况对应的船舶电力系统的由于船舶工况变化较多，不同工况对应的船舶电力系统的用电量明显不同。用电量明显不同。 船舶在海上

9、航行，必然遭到各种恶劣气候条件的影响，船舶在海上航行，必然遭到各种恶劣气候条件的影响，给船舶电气设备的正常、平安运转带来很多困难，这些困给船舶电气设备的正常、平安运转带来很多困难，这些困难能够呵斥比陆地上更加严重的后果。难能够呵斥比陆地上更加严重的后果。 相对湿度较大相对湿度较大 金属部件易于腐蚀金属部件易于腐蚀 电磁污染严重电磁污染严重任务环境恶劣任务环境恶劣( (三防三防: :防潮湿、防霉菌、防盐雾防潮湿、防霉菌、防盐雾) )1顺应振动和冲击的条件顺应振动和冲击的条件2 2顺应倾斜和摇摆的条件顺应倾斜和摇摆的条件3 3顺应环境温度条件顺应环境温度条件4 4 耐受潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境

10、条件耐受潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境条件5 5满足防护要求满足防护要求 我国电气设备的防护等级采用国际电工委员会我国电气设备的防护等级采用国际电工委员会IEC引荐的国际引荐的国际防护防护IP等级规范。等级规范。6 6 顺应船舶电网电压和频率的动摇顺应船舶电网电压和频率的动摇7 7满足尺寸小，质量轻要求满足尺寸小，质量轻要求2. 2. 确定电站容量的根本原那么确定电站容量的根本原那么 电站容量应能满足船舶在各种运转况下的电站容量应能满足船舶在各种运转况下的用电量，并有适当的裕量，确保延续可靠用电量，并有适当的裕量，确保延续可靠的供电。但从经济性思索，冗余功率又不的供电。但从经济性思索，冗余功率又

11、不能太大。能太大。 3. 3. 发电机组容量和数量的选择原那么发电机组容量和数量的选择原那么 发电机组的总容量决议于电站的总容量，发发电机组的总容量决议于电站的总容量，发电机组的单机容量和机组数量由以下几个根本电机组的单机容量和机组数量由以下几个根本原那么确定：原那么确定： 单机组容量：以最高负荷单机组容量：以最高负荷80%80%来定。来定。 船舶电站必需有备用机组船舶电站必需有备用机组 各机组的运用寿命应与主机寿命相当各机组的运用寿命应与主机寿命相当 维修管理方便维修管理方便二、二、 应急发电机容量确实定应急发电机容量确实定 规定客船和规定客船和500500总吨以上的货船应设有独立的总吨以上

12、的货船应设有独立的应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。 应急发电机应具有独立的冷却安装和燃油供应急发电机应具有独立的冷却安装和燃油供应单元，并有满足规那么要求的起动安装，在主应单元，并有满足规那么要求的起动安装，在主电源失效时能自动起动和自动衔接于应急配电板，电源失效时能自动起动和自动衔接于应急配电板，尽快承载额定负载，最长时间不得超越尽快承载额定负载，最长时间不得超越45s45s。1目的和原那么目的和原那么 普通应急发电机需对舵机之类较大的电动机普通应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电。负载供电。 确定应急发电机的容量通常基于下述设备

13、所需确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、的电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号安装、火灾探测和报警安装及防火应急报警和信号安装、火灾探测和报警安装及防火门的固定和释放系统；在紧急形状下所需求的船内门的固定和释放系统；在紧急形状下所需求的船内通讯设备、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵通讯设备、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时运用的舵机、动力操作及其电动遥控设备、应急时运用的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器以及其他需求应急发电水密门及其指示器、报警器以及其他需求应急发电机供电的用电设备。机供电的用

14、电设备。2容量确定容量确定三、电站容量的计算三、电站容量的计算 电站容量的计算方法有许多种，海上运输船舶普通电站容量的计算方法有许多种，海上运输船舶普通都采用三类负荷法。三类负荷法是一种在电力设备具都采用三类负荷法。三类负荷法是一种在电力设备具有较充分的数据前提下进展全船电力负荷计算的方法。有较充分的数据前提下进展全船电力负荷计算的方法。1负荷分类负荷分类负荷按运用情况分为以下三类：负荷按运用情况分为以下三类：1第第类负荷：延续运用的负荷；类负荷：延续运用的负荷；2第第类负荷：短时或反复短时运用的负荷；类负荷：短时或反复短时运用的负荷；3第第类负荷：偶尔短时运用的负荷以及按操作类负荷：偶尔短时

15、运用的负荷以及按操作规程可以在电站尖峰负荷时间以外运用的负荷。规程可以在电站尖峰负荷时间以外运用的负荷。万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类万吨级柴油机远洋船舶的电气设备负荷分类 2电动机负荷系数的计算电动机负荷系数的计算1电动机利用系数电动机利用系数11K 121PPK P 1 ：电动机额定功率；：电动机额定功率； P 2 ：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率：电动机轴上拖动的机械设备的额定功率 。通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率。通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率。 2 2机械负荷系数机械负荷系数K2 K2 232PPK3 3电动机负荷系数电动机负荷系数K3 K

16、3 21133KKPPK4 4电动机以额定功率运转时从电网吸收的功率电动机以额定功率运转时从电网吸收的功率 P4 P4ePP14e5 5电动机实践耗费的功率电动机实践耗费的功率P5 P5 431335PKPKPP6 6无功功率无功功率Q5Q5为电动机的功率因数角。为电动机的功率因数角。 tan55PQ 3 3系数确实定系数确实定 1 1负荷系数确实定负荷系数确实定 普通机械的轴功率可由产品样本查得，机械负荷系普通机械的轴功率可由产品样本查得，机械负荷系数可根据轮机专业或舾装专业提供的设备实践运用数可根据轮机专业或舾装专业提供的设备实践运用数据来确定。数据来确定。2 2同时系数确实定同时系数确实

17、定对第对第类负荷来说，思索到各辅机和用电设备最类负荷来说，思索到各辅机和用电设备最大负荷的不同时性，同时系数选大负荷的不同时性，同时系数选0.80.9。对第对第类负荷来说，可按该负荷平均运用时间与任类负荷来说，可按该负荷平均运用时间与任务周期之比来估算：务周期之比来估算： 用电设备一个工作周期期内的平均工作时间用电设备在一个工作周0K4负荷表的编制负荷表的编制 1根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设备，并计算各电动机和电气设备机和电气设备，并计算各电动机和电气设备的额定所需功率；的额定所需功率；2根据船舶类型选择所需计算工况，确定各工根据船舶类

18、型选择所需计算工况，确定各工况下所需运用的电动机、电气设备和运用情况下所需运用的电动机、电气设备和运用情况，并进展分类；况，并进展分类；3确定负荷系数，并计算各用电设备的实践运确定负荷系数，并计算各用电设备的实践运用功率；用功率；4计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系数计算总负荷。在交流电制中，还需求计算无功数计算总负荷。在交流电制中，还需求计算无功功率和平均功率因数；功率和平均功率因数；5思索思索5%的网络损耗，得出发电站的功率；的网络损耗，得出发电站的功率；6根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下

19、发电机的负荷百分率，普通来说发电机应有发电机的负荷百分率，普通来说发电机应有1020%的贮藏功率。的贮藏功率。 一、配电安装的主要功能一、配电安装的主要功能 1正常运转时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的供电网正常运转时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的供电网络，对电网供电或停顿供电。络，对电网供电或停顿供电。2丈量和监视电力系统的各种电气参数电压、频率、电流、功率、丈量和监视电力系统的各种电气参数电压、频率、电流、功率、功率因数、绝缘电阻等。功率因数、绝缘电阻等。3调整电力系统的各电气参数值例如电压、频率的调整。调整电力系统的各电气参数值例如电压、频率的调整。4当电力系统发生缺点

20、或不能正常运转时，维护电路将自动地切断当电力系统发生缺点或不能正常运转时，维护电路将自动地切断缺点电路或发出报警信号。缺点电路或发出报警信号。5对电路形状、开关形状以及偏离正常的任务形状进展信号显示。对电路形状、开关形状以及偏离正常的任务形状进展信号显示。1.1.主配电板主配电板 由发电机控制屏、并车屏、负载屏和衔接母线由发电机控制屏、并车屏、负载屏和衔接母线四部分组成。四部分组成。 并车屏并车屏负载屏负载屏发电机控制屏发电机控制屏1发电机控制屏发电机控制屏作用：用来控制、调理、监视和维护发电机组。作用：用来控制、调理、监视和维护发电机组。 每台发电机组均配有单独的控制屏。每台发电机组均配有单

21、独的控制屏。组成：组成：上部为丈量仪表上部为丈量仪表电流表测线电流、电压表测电流表测线电流、电压表测线电压、频率表、功率表、功率因数表和仪用电线电压、频率表、功率表、功率因数表和仪用电压及电流互感器压及电流互感器、转换开关、原动机调速马达操作、转换开关、原动机调速马达操作开关和指示灯等；开关和指示灯等；中部为主开关含逆功率继电器、指示灯等；中部为主开关含逆功率继电器、指示灯等；下部为自励恒压安装。下部为自励恒压安装。2并车屏并车屏 并车屏用于交流发电机组的并联运转、解列等操作。主并车屏用于交流发电机组的并联运转、解列等操作。主要由频率表电网和待并机、同步表与同步指示灯及其转要由频率表电网和待并

22、机、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关、合分闸按钮、投切顺序选择和转换换开关、调速开关、合分闸按钮、投切顺序选择和转换开关等组成。有的还设有汇流排分段隔分开关、粗同步并车开关等组成。有的还设有汇流排分段隔分开关、粗同步并车电抗器、自动并车安装等。电抗器、自动并车安装等。 负载屏装有安装式空气开关、电压表、电流表、负载屏装有安装式空气开关、电压表、电流表、转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开关等。岸电开关等。3负载屏负载屏 负载屏的主要功能是对各馈电线路进展控制、监负载屏的主要功能是对各馈电线路进展控制、监视和维护，经过装在负载

23、屏上的馈电开关将电能供应视和维护，经过装在负载屏上的馈电开关将电能供应船上各用电设备或分配电板。它包括动力负载屏和照船上各用电设备或分配电板。它包括动力负载屏和照明负载屏。明负载屏。 4汇流排汇流排 交流汇流排按从上到下交流汇流排按从上到下(垂直陈列垂直陈列)，从左到右，从前到后，从左到右，从前到后程度布置的顺序依次为程度布置的顺序依次为A相、相、B相、相、C相或相或U相、相、V相、相、W相。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或紫色，中相。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或紫色，中线为浅蓝色假设有接地线那么接地线为黄绿相间颜色。线为浅蓝色假设有接地线那么接地线为黄绿相间颜色。 直流汇流排按从

24、上到下直流汇流排按从上到下(垂直陈列垂直陈列)，从左到右，从前到后，从左到右，从前到后程度布置的顺序依次为正极、中线、负极。其正极颜色程度布置的顺序依次为正极、中线、负极。其正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间色。为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间色。ABCN2. 分配电板分配电板 分配电板是向成组用电设备进展供电的开关和控分配电板是向成组用电设备进展供电的开关和控制设备的组合安装。对额定电流不超越制设备的组合安装。对额定电流不超越16A的电气设的电气设备进展供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分备进展供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电板和照明分配电板两种。配电板

25、和照明分配电板两种。 区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗电大于对耗电大于16A的电器设备进展供电的开关板。的电器设备进展供电的开关板。 3. 应急配电板应急配电板 应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的任务情况，并向应急用电设备供电。它与应急发电机任务情况，并向应急用电设备供电。它与应急发电机组安装在同一舱室内，普通位于艇甲板上。组安装在同一舱室内，普通位于艇甲板上。 应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其上面安装的仪器仪表与主配电板类似，

26、只是应急发其上面安装的仪器仪表与主配电板类似，只是应急发电机不需求并联运转而无需逆功率继电器和同步表。电机不需求并联运转而无需逆功率继电器和同步表。 应急发电机组均有自动起动安装，当主电网断电并延时确应急发电机组均有自动起动安装，当主电网断电并延时确认后，应急发电机组普通在认后，应急发电机组普通在45s内可以自动起动胜利并向应急内可以自动起动胜利并向应急电网供电，而主电源恢复供电后，应急发电机组便自动脱离电网供电，而主电源恢复供电后，应急发电机组便自动脱离并自动停车。并自动停车。船舶主电网与应急电网间船舶主电网与应急电网间单线原理简图单线原理简图 机主开关自动翻开，以免机主开关自动翻开，以免与

27、主电网发生冲突。与主电网发生冲突。4. 充放电板充放电板 船舶小应急照明、支配仪器和无线电设备的电源均采用蓄船舶小应急照明、支配仪器和无线电设备的电源均采用蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进展充电、放电，实现向电池，船舶设置充放电板对蓄电池进展充电、放电，实现向用电设备正常供电。用电设备正常供电。 常用充放电板的原理接线如下图，主要有以下两部分组常用充放电板的原理接线如下图，主要有以下两部分组成：成：1电源部分；电源部分；2充放电回路。充放电回路。SA1为整流电源开关，为整流电源开关，SA2为整流后的总电源开关，电源回路中设置有熔断器、为整流后的总电源开关，电源回路中设置有熔断器、电压表和电流

28、表。电压表和电流表。 用整流器充电的充放电板原理图用整流器充电的充放电板原理图 在每一个充电回路应设有防止逆流的逆电流继电器或二极管，当主应急电网在每一个充电回路应设有防止逆流的逆电流继电器或二极管，当主应急电网都失电时，接触器都失电时，接触器KM1线圈失电，常闭触头闭合，直接向小应急用电设备供电线圈失电，常闭触头闭合，直接向小应急用电设备供电，其他用电设备分别利用开关送电。，其他用电设备分别利用开关送电。5. 蓄电池蓄电池 船上运用的应急蓄电池有酸性铅蓄电池和船上运用的应急蓄电池有酸性铅蓄电池和碱性铁镍、铬镍蓄电池两种。船上普通采用酸碱性铁镍、铬镍蓄电池两种。船上普通采用酸性蓄电池为多，主要

29、是由于其具有体积小，价钱廉性蓄电池为多，主要是由于其具有体积小，价钱廉价，维护方便等优点。价，维护方便等优点。 蓄电池主要有如下用途：蓄电池主要有如下用途： 作为小应急电源应急照明、航行灯及内部作为小应急电源应急照明、航行灯及内部通讯电源；通讯电源； 作为机舱巡回监视系统的备用控制电源；作为机舱巡回监视系统的备用控制电源； 作为应急柴油发电机的起动电源；作为应急柴油发电机的起动电源； 作为救生艇柴油机的起动电源；作为救生艇柴油机的起动电源； 作为无线电收发报机的电源。作为无线电收发报机的电源。图图12-8 酸性蓄电池构造图酸性蓄电池构造图1-电极桩头；电极桩头；2-透气塞；透气塞；3-衔接条；

30、衔接条；4-容器容器酸性蓄电池主要由容器、极板、隔板三部分构成，酸性蓄电池主要由容器、极板、隔板三部分构成，其外形构造如图其外形构造如图12-8所示。所示。 酸性蓄电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反酸性蓄电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反响来储存和释放电能的安装。它的任务原理可用如响来储存和释放电能的安装。它的任务原理可用如下化学方程表示：下化学方程表示：224424PbO2H SOPbPbSO2H OPbSO 充放正极正极 电解液电解液 负极负极 正极正极 电解液负极电解液负极 经过化学方程式可以看出：蓄电池放电时会产生经过化学方程式可以看出：蓄电池放电时会产生水，电解液比重降低；充电时

31、生成硫酸，比重添加。水，电解液比重降低；充电时生成硫酸，比重添加。根据这个原理，可以用比重计来丈量电解液的比重，根据这个原理，可以用比重计来丈量电解液的比重，蓄电池的电动势与电解液比重相对密度有关，蓄电池的电动势与电解液比重相对密度有关，比重高，电动势也高，二者的关系可用阅历公式表比重高，电动势也高，二者的关系可用阅历公式表示如下：示如下： dE84. 0EE蓄电池的电动势，蓄电池的电动势， d d电解液的比重。电解液的比重。 碱性蓄电池由容器、极板和活性物质构成碱性蓄电池由容器、极板和活性物质构成 碱性蓄电池可分为镉碱性蓄电池可分为镉镍镍(Cd-NJ)、铁、铁-镍镍(Fe-Ni)、锌、锌银银

32、(Zn-Ag)、镉、镉银银(Cd-Ag)等系列。船舶主要采用镉等系列。船舶主要采用镉镍、镍、铁铁镍蓄电池，下面以镉镍蓄电池，下面以镉镍碱性蓄电池为例作引见。镍碱性蓄电池为例作引见。碱性蓄电池的电解液为碱性蓄电池的电解液为20的氢氧化钾的氢氧化钾(KOH)水溶液水溶液(或纯氢氧或纯氢氧化钠溶液化钠溶液)，比重为，比重为1.21.27。蓄电池充电时将电能变为化学能。蓄电池充电时将电能变为化学能储存起来，放电时将化学能变为电能保送给用电设备，两电极储存起来，放电时将化学能变为电能保送给用电设备，两电极所发生的化学反响是可逆的。在充放电过程中总的化学反响方所发生的化学反响是可逆的。在充放电过程中总的化

33、学反响方程式为：程式为：223)(22)()(22OHNKOHOHCOHNKOHCidid碱性蓄电池中每个电池的电动势为碱性蓄电池中每个电池的电动势为1.25V。放电时，。放电时，电压变化在电压变化在1.21V范围内，电流增大时可到达范围内，电流增大时可到达0.7V，低于低于0.7V就不应再放电。充电时，电压变化在就不应再放电。充电时，电压变化在1.4I.8V范围内。范围内。电解液在充放电过程中只作电流的传导体，不参与化学反响，电解液在充放电过程中只作电流的传导体，不参与化学反响，其浓度不变，因此不能根据比重来判别充放电的程度，只能其浓度不变，因此不能根据比重来判别充放电的程度，只能采取丈量电

34、压的方法来判别碱性蓄电池的充放电的程度。采取丈量电压的方法来判别碱性蓄电池的充放电的程度。 蓄电池的储存电能的才干称为容量。容量普通用安蓄电池的储存电能的才干称为容量。容量普通用安培培小时来表示，它等于放电电流小时来表示，它等于放电电流I与放电时间与放电时间t的乘积，的乘积，即，即，Q=I t(Ah) 。 碱性蓄电池的容量普通是以碱性蓄电池的容量普通是以8小时作为规范放电小时作为规范放电电流。电流。 酸性蓄电池通常以酸性蓄电池通常以10小时的放电电流为规范放电小时的放电电流为规范放电电流。额定容量被定义为在电解液温度为电流。额定容量被定义为在电解液温度为25，以，以10小时放电电流延续放电至终

35、止电压时所输出的容量。小时放电电流延续放电至终止电压时所输出的容量。例如例如 200Ah容量的酸性蓄电池是指能以容量的酸性蓄电池是指能以20A的电流放电的电流放电10h。 蓄电池的容量与放电电流的大小及电解液的温度蓄电池的容量与放电电流的大小及电解液的温度有关，因此假设超越规范放电电流进展放电，不但有关，因此假设超越规范放电电流进展放电，不但会降低容量，而且会严重影响蓄电池的寿命。会降低容量，而且会严重影响蓄电池的寿命。恒压充电法恒压充电法充电过程中充电电压一直坚持不充电过程中充电电压一直坚持不变变,这种方法安装简单这种方法安装简单,方法容易。但是，刚开场充方法容易。但是，刚开场充电时，充电电

36、流大大超越正常充电电流，容易呵电时，充电电流大大超越正常充电电流，容易呵斥极板弯曲，活性物质零落。此外，随着蓄电池斥极板弯曲，活性物质零落。此外，随着蓄电池电压的上升，充电电流逐渐减小，会使极板深处电压的上升，充电电流逐渐减小，会使极板深处得不到很好的复原，电能贮藏缺乏，因此，船上得不到很好的复原，电能贮藏缺乏，因此，船上普通不采用。普通不采用。恒流充电法恒流充电法充电过程中充电电流一直坚持不充电过程中充电电流一直坚持不变。由于充电过程中电池电压逐渐升高，为坚持变。由于充电过程中电池电压逐渐升高，为坚持充电电流不致减少，充电电源的电压就必需不断充电电流不致减少，充电电源的电压就必需不断提高。这

37、种要求给操作带来很多费事，而且到充提高。这种要求给操作带来很多费事，而且到充电后期，充电电流还是很大，会呵斥电解液中的电后期，充电电流还是很大，会呵斥电解液中的水分解，构成很多气泡，不仅损失电能，也容易水分解，构成很多气泡，不仅损失电能，也容易破坏极板。破坏极板。分段恒流充电法分段恒流充电法 第一阶段充电电流调整在第一阶段充电电流调整在1/10额定容量值上进额定容量值上进展充电；按第一阶段充电电流充电展充电；按第一阶段充电电流充电10小时左右，小时左右，单个电池上升至单个电池上升至2.4V左右时左右时(蓄电池能够会发出气蓄电池能够会发出气泡泡)，应转入第二阶段充电；，应转入第二阶段充电； 第二

38、阶段充电电流调整在第二阶段充电电流调整在1/20额定容量值上进额定容量值上进展充电；按第二阶段充电电流充电展充电；按第二阶段充电电流充电35小时，调小时，调整电解液的比重，使其到达整电解液的比重，使其到达1.285左右；左右； 再按第二阶段充电电流充电再按第二阶段充电电流充电1小时，至此即完小时，至此即完成整个充电。成整个充电。目前，多数船舶上都采用此法。目前，多数船舶上都采用此法。蓄电池在运用过程中往往因长期充电缺乏，过放蓄电池在运用过程中往往因长期充电缺乏，过放电或外部短路等缘由使极板硫化，从而使充电电电或外部短路等缘由使极板硫化，从而使充电电压和电解液相对密度都不容易上升。为了使蓄电压和

39、电解液相对密度都不容易上升。为了使蓄电池良好运转，对以下情况必需进展过充电。池良好运转，对以下情况必需进展过充电。蓄电池放电到极限电压以下；蓄电池放电到极限电压以下；蓄电池放电后，停放蓄电池放电后，停放12昼夜没有及时充电；昼夜没有及时充电；蓄电池极板抽出过；蓄电池极板抽出过；以最大电流放电超越限制以最大电流放电超越限制电解液内混有杂质电解液内混有杂质个别电池极板硫化，充电时相对密度不易上升。个别电池极板硫化，充电时相对密度不易上升。 通常对长期担负任务的蓄电池，每月至少进展一通常对长期担负任务的蓄电池，每月至少进展一次过充电，对负载较轻的蓄电池，也应每次过充电，对负载较轻的蓄电池，也应每23

40、个月个月进展一次过充电。进展一次过充电。酸性蓄电池过充电有两种方法：酸性蓄电池过充电有两种方法：充电终了，该用正常充电率的一半电流继续充电。充电终了，该用正常充电率的一半电流继续充电。在电压和电解液相对密度均为最大值时，每隔半小在电压和电解液相对密度均为最大值时，每隔半小时察看一次电压和丈量一次相对密度。延续四次，时察看一次电压和丈量一次相对密度。延续四次，如无变化，而极板冒泡猛烈，即停顿充电。如无变化，而极板冒泡猛烈，即停顿充电。充电终了后，停顿充电充电终了后，停顿充电1小时，再改用正常充电小时，再改用正常充电率的一半电流充电，至冒泡后停顿率的一半电流充电，至冒泡后停顿1h，再充，如此，再充

41、，如此反复反复23次，直至电压及相对密度均无变化并冒泡次，直至电压及相对密度均无变化并冒泡猛烈为止。猛烈为止。对于碱性蓄电池，普通任务对于碱性蓄电池，普通任务1012次充放电循环或次充放电循环或每月应进展一次过充电。充电方法是以正常充电电每月应进展一次过充电。充电方法是以正常充电电流充流充6h，再以正常充电电流的一半延续充电，再以正常充电电流的一半延续充电6小时。小时。1蓄电池维护的周期、内容与要求蓄电池维护的周期、内容与要求 每十天要检查一次电压、电解液的相对密度及高度每十天要检查一次电压、电解液的相对密度及高度 。不常运用的蓄电池，每月至少要检查一次，并进展补充电不常运用的蓄电池，每月至少

42、要检查一次，并进展补充电 。蓄电池外表，每三个月进展一次彻底清洁蓄电池外表，每三个月进展一次彻底清洁 。5 蓄电池的日常维护、保养蓄电池的日常维护、保养 对于酸性蓄电池：对于酸性蓄电池： 每十五天检查一次电压、电解液相对密度及高度每十五天检查一次电压、电解液相对密度及高度 。 每两个月检查一次蓄电池螺丝塞和透气橡皮套管每两个月检查一次蓄电池螺丝塞和透气橡皮套管 。每六个月要彻底清洁一次蓄电池的外外表。每六个月要彻底清洁一次蓄电池的外外表。 对于碱性蓄电池：对于碱性蓄电池： 2蓄电池维护保养本卷须知蓄电池维护保养本卷须知 留意坚持蓄电池外表及整体清洁留意坚持蓄电池外表及整体清洁 。 坚持极柱、夹

43、头和铁质提手等处的清洁坚持极柱、夹头和铁质提手等处的清洁 。平常留意盖好注液孔的上盖，以防止船舶航平常留意盖好注液孔的上盖，以防止船舶航时电解液溢出，或海水时电解液溢出，或海水 进入到蓄电池里，必进入到蓄电池里，必需坚持气孔畅通。需坚持气孔畅通。 蓄电池放电终了，应及时按要求进展充电。蓄电池放电终了，应及时按要求进展充电。蓄电池室内严禁烟火。蓄电池室内严禁烟火。 碱性蓄电池充电时，不要取下气塞，以防进碱性蓄电池充电时，不要取下气塞，以防进入大量碳酸气，而使电解液失效。普通每年入大量碳酸气，而使电解液失效。普通每年或运用过或运用过50100次充放电循环，应改换一次次充放电循环，应改换一次电解液，

44、要留意坚持排气胶管畅通，定期翻电解液，要留意坚持排气胶管畅通，定期翻开气塞排气，防止气体聚集太多而呵斥蓄电开气塞排气，防止气体聚集太多而呵斥蓄电池膨胀。池膨胀。6. 岸电箱岸电箱 岸电箱通常设置在主甲板以上的位置岸电箱通常设置在主甲板以上的位置,面板上应设有面板上应设有指示灯以指示外来电缆能否有电，箱内还应设置岸指示灯以指示外来电缆能否有电，箱内还应设置岸电相序的监视设备。电相序的监视设备。111(cos90sin90 )(cos( 120 )sin( 120 )(cos120sin120 )21313()(1)2222( 0.20.6)22CABNUUUjRRRUjRRRUjUjUjjU j

45、jjU jjUjj sin()Autsin(120 )Butsin(120 )CutAUBUCUAUBUCU( 0.50.866)( 0.20.6)( 0.31.466)BBNUUUjUjUjU ( 0.50.866)( 0.20.6)( 0.30.266)CCNUUUjUjUjU 1.49BUU0.4CUUAUBUCU相序指示器：接电容为A相，灯亮的为B相，灯暗灯亮的为C相.交流船舶接岸电时，还应留意如下各项：交流船舶接岸电时，还应留意如下各项：交流船舶接岸电时，还应留意如下各项：交流船舶接岸电时，还应留意如下各项： 船舶电力网泛指主配电板和应急配电板到用船舶电力网泛指主配电板和应急配电板到

46、用电负载之间的电缆连线，是介于船舶电源和用电电负载之间的电缆连线，是介于船舶电源和用电设备之间的传输、分配电能的传输线路的总称。设备之间的传输、分配电能的传输线路的总称。因船舶负载的种类和数量颇多，不能够每个负载因船舶负载的种类和数量颇多，不能够每个负载都直接由主配电板或应急配电板供电，有许多成都直接由主配电板或应急配电板供电，有许多成组用电设备是由区、分配电板供电。组用电设备是由区、分配电板供电。 12.4 12.4 船舶电力船舶电力网网一次网络：从主配电板到直接供电负载或分配电一次网络：从主配电板到直接供电负载或分配电板之间的电网。板之间的电网。 二次网络：由分配电板到负载之间的电网。(2

47、) 正常照明配电网络正常照明配电网络该电网由照明变压器副该电网由照明变压器副边算起经过主配电板中的照明负载屏馈电给各边算起经过主配电板中的照明负载屏馈电给各照明分配电板，再由各分配电板供电给全船一照明分配电板，再由各分配电板供电给全船一切舱室及甲板的照明灯具。切舱室及甲板的照明灯具。(3) 应急电网应急电网当主电源失电时，应急电源自当主电源失电时，应急电源自动起动并经过应急电网供电给应急用户。动起动并经过应急电网供电给应急用户。一、船舶电力网的分类一、船舶电力网的分类(1) 动力配电网络动力配电网络主要指供电给三相异步电动主要指供电给三相异步电动机负载的电网，也包括供电给机负载的电网，也包括供

48、电给380 V三相电热负三相电热负载的电缆。该网络保送的电能占全船全部电能的载的电缆。该网络保送的电能占全船全部电能的70%左右。左右。(5) 弱电网络弱电网络-是向全船无线电通讯设备、各种助是向全船无线电通讯设备、各种助航设备、信号报警系统等用户供电的低压直流航设备、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、频率等有电网或中频电网，因其对供电电压、频率等有特殊要求，因此需专门配置蓄电池及变流机组特殊要求，因此需专门配置蓄电池及变流机组逆变安装。逆变安装。 (4) 小应急电网小应急电网由由24 V蓄电池提供的直流电经过蓄电池提供的直流电经过小应急电网馈电给小应急照明以及主

49、机支配台、小应急电网馈电给小应急照明以及主机支配台、主配电板前后、锅炉仪表、应急通道出入口处、主配电板前后、锅炉仪表、应急通道出入口处、艇甲板等处的照明以及助航设备等。蓄电池的容艇甲板等处的照明以及助航设备等。蓄电池的容量应满足小应急用户运用量应满足小应急用户运用30min。二、船舶电网的配电方式接线方式二、船舶电网的配电方式接线方式 1.1.配电方式分类配电方式分类1500V以下电网的配电方式以下电网的配电方式 大多船舶电压等级在大多船舶电压等级在500V以下，采用两种以下，采用两种结线方式结线方式:放射状和环状。放射状和环状。 放射式放射式放射式特点放射式特点环环 式式目前，除少数对供电可

50、靠性要求特别高的商船和大型客轮采用目前，除少数对供电可靠性要求特别高的商船和大型客轮采用环状电网外，绝大多数船舶采用放射式结线方式。环状电网外，绝大多数船舶采用放射式结线方式。环式特点环式特点2500V以上船舶电网的配电方式以上船舶电网的配电方式 树干式树干式放射式放射式桥式桥式桥式综合桥式综合a,b 构造简单，构造简单，可靠性不高，对可靠性不高，对重要负载在缺点重要负载在缺点工况时，有失电工况时，有失电的能够。的能够。c,d 构造不是很构造不是很复杂，供电可靠复杂，供电可靠性提高了。性提高了。指直接与船舶航行、货物的保管、船舶与人身平安有指直接与船舶航行、货物的保管、船舶与人身平安有关的电气

51、设备。在配电方面通常采取如下措施：关的电气设备。在配电方面通常采取如下措施：船上许多重要负载常是两台，将两组分别由配船上许多重要负载常是两台，将两组分别由配电板上两段独立的汇流排供电两段汇流排之电板上两段独立的汇流排供电两段汇流排之间用自动开关衔接，那么可提高供电的可靠间用自动开关衔接，那么可提高供电的可靠性。性。3.主电网与应急电网的衔接方式主电网与应急电网的衔接方式 在正常条件下联络开封锁合，重要负载经应急配电板由主电源在正常条件下联络开封锁合，重要负载经应急配电板由主电源供电，当主电源出现缺点、主汇流排失电时，联络开关自动断供电，当主电源出现缺点、主汇流排失电时，联络开关自动断开，应急电

52、源那么自动投入应急电网向这些重要设备供电。开，应急电源那么自动投入应急电网向这些重要设备供电。 动力系统与照明系统采用变压器隔离,绝缘性能相对较好,平安可靠。1.三相三线绝缘系统三相三线绝缘系统三、船舶电网的线制三、船舶电网的线制 三相绝缘系统三相绝缘系统中性点接地的三相四线系统中性点接地的三相四线系统3. 中性点接地的三相三线系统中性点接地的三相三线系统 利用船体作为中线构成回路，节省电缆，容易发生触电和短路缺点。中性点接地三相系统中性点接地三相系统四、船舶电缆四、船舶电缆 船舶电缆在构造上和用途上都区别于电线。船舶电缆在构造上和用途上都区别于电线。船用电缆主要由导电芯线，电气绝缘层和防护套

53、船用电缆主要由导电芯线，电气绝缘层和防护套三部分组成。三部分组成。 船用电缆构造船用电缆构造3) 防护套：维护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀防护套：维护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机械损伤或阻燃。和机械损伤或阻燃。2) 电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。1) 导电芯线：传输电能单股多股，单芯多导电芯线：传输电能单股多股，单芯多芯，芯线截面积不同。芯，芯线截面积不同。 选择电缆的型号和截面须根据实践用途、额定选择电缆的型号和截面须根据实践用途、额定电流、敷设场所的温度和环境条件、以及用电设电流、敷设场所的温度和环境条件、以及用电设备的任务制等决议

54、。备的任务制等决议。 表表12-2 绝缘资料最高允许任务温度绝缘资料最高允许任务温度12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 一、概述一、概述 船舶电力系统中各种继电维护安装，主要就船舶电力系统中各种继电维护安装，主要就是为了实现平安可靠地供电。是为了实现平安可靠地供电。 船舶电力系统的不正常运转情况主要有过载、船舶电力系统的不正常运转情况主要有过载、欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及三相三线欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及三相三线制中性点绝缘系统发生单相接地等。船舶电力系制中性点绝缘系统发生单相接地等。船舶电力系统中最常见最严重的缺点就是各种方式的短路。统中最常见最

55、严重的缺点就是各种方式的短路。 短路缺点表示图短路缺点表示图12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 要限制不正常运转和短路的破坏作用，其中最有要限制不正常运转和短路的破坏作用，其中最有效的方法之一，就是在船舶电力系统的主要电气设效的方法之一，就是在船舶电力系统的主要电气设备上，装设继电维护安装，以自动迅速地切除缺点。备上，装设继电维护安装，以自动迅速地切除缺点。继电维护的义务可归纳为：继电维护的义务可归纳为：(1) (1) 当电气设备发生缺点或足以呵斥缺点的发生时，继电维护安装将自动地、迅速地并有选择性地切除发生缺点的电气设备，以维护设备，并保证非缺点部分正常平安运转

56、。12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 继电维护的义务继电维护的义务12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 船舶电力系统的继电维护主要包括：船舶电力系统的继电维护主要包括：12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 2 2对继电维护安装的根本要求对继电维护安装的根本要求1具有选择性12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 2具有速动性3 3具有灵敏性4具有可靠性2.2.对继电维护安装的根本要求对继电维护安装的根本要求1具有选择性具有选择性MMM维护性选择表示图维护性选择表示图12.5 12.5

57、船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 2具有速动性具有速动性 继电维护的速动性就是维护安装的动作时限应继电维护的速动性就是维护安装的动作时限应力求短。迅速切除缺点可减轻被维护设备的损坏程力求短。迅速切除缺点可减轻被维护设备的损坏程度；防止缺点蔓延，减少破坏范围；减少对非缺点度；防止缺点蔓延，减少破坏范围；减少对非缺点部分的影响，保证其正常平安运转。部分的影响，保证其正常平安运转。 3 3具有灵敏性具有灵敏性12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 4具有可靠性具有可靠性 继电维护安装的可靠性是指安装本身要能可靠继电维护安装的可靠性是指安装本身要能可靠地任务，对它

58、维护范围之内的缺点，不应回绝动作，地任务，对它维护范围之内的缺点，不应回绝动作，在正常运转或不属于它维护的范围缺点时，不应误在正常运转或不属于它维护的范围缺点时，不应误动作。否那么，它本身就能够成为产生和扩展事故动作。否那么，它本身就能够成为产生和扩展事故的根源。的根源。 12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 二、继电维护的根本任务原理二、继电维护的根本任务原理 继电维护构成原理继电维护构成原理 图图 正如人工寻觅缺点时的道理一样，继电维护正如人工寻觅缺点时的道理一样，继电维护的根本任务原理，就是利用在发生各种缺点或不的根本任务原理，就是利用在发生各种缺点或不正常运

59、转情况时，必定要出现的、特有的景象，正常运转情况时，必定要出现的、特有的景象，作为自动控制的信号，自动判别缺点，而后进展作为自动控制的信号，自动判别缺点，而后进展必要的处置。必要的处置。12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船舶电力系统的继电维护 根据我国根据我国规规定，对定，对500V以下同步发电机，针对其不正常以下同步发电机，针对其不正常运转情况和能够出现的缺点，主要设置如下继运转情况和能够出现的缺点，主要设置如下继电维护：过载维护及优先脱扣、外部短路维护、电维护：过载维护及优先脱扣、外部短路维护、欠压维护和逆功率维护。欠压维护和逆功率维护。12.5 12.5 船舶电力系统的继电维护船

60、舶电力系统的继电维护 1发电机的外部短路维护发电机的外部短路维护l 对于船舶发电机外部短路维护普通应设有短路短延时和短对于船舶发电机外部短路维护普通应设有短路短延时和短路瞬时动作维护。当短路电流达路瞬时动作维护。当短路电流达22.5倍的额定电流时，倍的额定电流时，维护安装延时维护安装延时0.20.6s动作，使发电机主开关自动跳闸。动作，使发电机主开关自动跳闸。当短路电流达当短路电流达510倍的额定电流时，维护安装应瞬时动作，倍的额定电流时，维护安装应瞬时动作，使发电机主开关自动跳闸。使发电机主开关自动跳闸。l 因此，船舶发电机的外部短路维护安装中，普通设有两套因此，船舶发电机的外部短路维护安装