舶电气设备及系统课件

1、第十一章第十一章 船舶电站船舶电站 11-111-1.船舶电力系统概述船舶电力系统概述 11-211-2.电站容量与发电机组数量电站容量与发电机组数量 11-311-3.主机轴带发电机装置主机轴带发电机装置 11-411-4.船舶配电板船舶配电板 11-511-5.万能式空气断路器万能式空气断路器 11-611-6.发电机的保护发电机的保护 11-711-7.发电机的并联运行条件与分析发电机的并联运行条件与分析 11-811-8.手动并车整步原理与方法手动并车整步原理与方法 11-911-9.自动准同步并车原理自动准同步并车原理11-1011-10.船舶应急发电机组船舶应急发电机组 11-11

2、11-11.船舶蓄电池装置船舶蓄电池装置 11-1211-12.船舶接用岸电装置船舶接用岸电装置 学习第十一章应该注意的点学习第十一章应该注意的点第十一章学习应注意的几个问题：第十一章学习应注意的几个问题： 1.1.船舶电力系统如何组成？有什么特点？船舶电力系统如何组成？有什么特点？ 2.2.船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？轴带发船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？轴带发电机装置有什么特点和类型？电机装置有什么特点和类型？ 3.3.船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？ 4.4.万能式空气断路器组成原理是什么？对发电机采取什

3、么保护？万能式空气断路器组成原理是什么？对发电机采取什么保护？保护原则是什么？保护原则是什么？ 5.5.船舶同步发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？船舶同步发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？ 6.6.手动与自动并车的方法与整步原理如何？手动与自动并车的方法与整步原理如何？ 7.7.船舶应急电源有哪几种？应急发电机组起动控制系统应具有什船舶应急电源有哪几种？应急发电机组起动控制系统应具有什么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？ 8.8.接岸电应满足什么条件？检测保护装置应具有什么功能？接岸电应满足什么条件？检

4、测保护装置应具有什么功能？ 本章要点多、分布广，本章要点多、分布广，是重点章是重点章。 侧重：组成、原理、原侧重：组成、原理、原则、规定、方法和特点。则、规定、方法和特点。11-1.船舶电力系统概述船舶电力系统概述本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.电力系统组成特点：电力系统组成特点： 主要掌握组成、作用和特点。主要掌握组成、作用和特点。 2.2.电力系统基本参数：电力系统基本参数： 三个基本参数三个基本参数 电制、额定电压、额定频率电制、额定电压、额定频率电源：电源：发电机组和蓄电池。发电机组和蓄电池。发电机组（柴油机，基本电发电机组（柴油机，基本电源），蓄电池作为小应急电

5、源），蓄电池作为小应急电源。源。配电装置：配电装置：由开关、母线、由开关、母线、保护电器、自动化装置、测保护电器、自动化装置、测量装置等组成。作用为分配、量装置等组成。作用为分配、保护监测控制。保护监测控制。船舶电力网：船舶电力网：电缆、电线总称。电缆、电线总称。 分类：分类：动力、照明、应急、低压和弱电等动力、照明、应急、低压和弱电等5 5种电网。种电网。一、一、系统的组成及特点系统的组成及特点组成：组成：船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成。船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成。 船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载就是用电船舶电力系统的负载就是用

6、电设备，可分为设备，可分为4 4类。类。 1.1.电力拖动负载：电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等；包括甲板机械、舱室机械等； 2.2.照明负载：照明负载：照明灯具，信号灯（重要设备）；照明灯具，信号灯（重要设备）； 3.3.通讯导航设备：通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等无线电、车钟、电罗经、雷达等（重要设备）；（重要设备）； 4.4.其他设备：其他设备：生活用电设备。生活用电设备。 船舶电力系统的负载和特点船舶电力系统的负载和特点 船舶电力系统的特点：船舶电力系统的特点： 主要主要3 3个。个。 1.1.独立系统，相对容量较小，易受影响；独立系统，相对容量较小，易受影响； 2.

7、2.输电距离短，短路破坏大；输电距离短，短路破坏大； 3.3.船舶环境恶劣。船舶环境恶劣。基本参数有基本参数有3 3个：个： 1. 1.电流种类；电流种类；2.2.电压；电压；3.3.频率。频率。 电流种类：电流种类： 电制，指交流或是直流。电制，指交流或是直流。 额定电压：额定电压： 电压等级，电力、照明等。电压等级，电力、照明等。 我国：电力：我国：电力：400/380V400/380V；照明：；照明：230/220V230/220V。 注意注意 ：电源与负载不同。：电源与负载不同。 额定频率：额定频率：即，工业用电额定频率，简称工频。即，工业用电额定频率，简称工频。 我国为：我国为：50

8、Hz50Hz。第一节要点第一节要点：电力系统组成（定义）；特点；基本：电力系统组成（定义）；特点；基本参数（三个）。参数（三个）。 二、二、系统基本参数系统基本参数11-2.电站容量与发电机组数量电站容量与发电机组数量本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.电站容量与发电机组数量确定原则：电站容量与发电机组数量确定原则： 注意：电站容量确定原则的原因。确定机注意：电站容量确定原则的原因。确定机组数量时考虑的因素。组数量时考虑的因素。 2.2.电站容量计算：电站容量计算： 主要知道电站容量确定时考虑的因素，同主要知道电站容量确定时考虑的因素，同时了解方法和手段。时了解方法和手段。总

9、原则：总原则： 满足需求，确保安全，注意经济。满足需求，确保安全，注意经济。 注意：注意：电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！因因为，所有设备并不是同时使用，同时使用的设备也不一定会为，所有设备并不是同时使用，同时使用的设备也不一定会同时达到额定容量。同时达到额定容量。 航行工况：航行工况：航行、进出港、装卸货、停泊、应急。用电航行、进出港、装卸货、停泊、应急。用电量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称“机动工况机动工况”。 基本原则：基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以以用电最大工况为基础；留有

10、适当裕量，以确定电站总容量。确定电站总容量。 具体为：单机容量和机组数由电站总具体为：单机容量和机组数由电站总容量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。容量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。 机组数确定注意机组数确定注意：1.1.单机容量以单机容量以80%80%计；计；2.2.考虑备用至少考虑备用至少两台；两台；3.3.应与主机寿命相当；应与主机寿命相当；4.4.维护管理方便（不能太多、维护管理方便（不能太多、一般最多一般最多4 4台）。台）。 因此，因此，一般为：一般为：2 24 4台。台。一、确定电站容量和选择一、确定电站容量和选择发电机组数量的基本原则发电机组数量的基

11、本原则一、一、电站容量的计算电站容量的计算 说明：说明：设备并不一定同时使用，且不一定同时达到设备并不一定同时使用，且不一定同时达到额定容量。额定容量。须求须求“用电最大工况用电最大工况”时设备时设备“真实用电需真实用电需求量求量”。具体方法是计算出用电设备容量，再乘于相应的。具体方法是计算出用电设备容量，再乘于相应的“系数系数”，即为设备，即为设备“真实用电需求量真实用电需求量” ” 。 这些系这些系数包括数包括“利用系数利用系数” ” 、“机械负荷系数机械负荷系数”、“电动机负荷电动机负荷系数系数”和和“同时系数同时系数”。 这些系数通常是经验值。这些系数通常是经验值。 利用系数：利用系数

12、：实际需要功率与配置功率之差；实际需要功率与配置功率之差；机械负荷机械负荷系数：系数：实际轴功率与最大轴功率之差；实际轴功率与最大轴功率之差；电动机负荷系数：电动机负荷系数：考虑半载或轻载工作；考虑半载或轻载工作；同时系数：同时系数：考虑不同时工作。考虑不同时工作。 实际确定用方法有实际确定用方法有 “ “三类负荷法三类负荷法”，“需要系数法需要系数法”等。等。注意：注意：连续负荷为连续负荷为I I类负荷，短时、重复短时为类负荷，短时、重复短时为IIII类负类负荷，偶然短时为荷，偶然短时为IIIIII类负荷。类负荷。IIIIII类负荷不考虑。类负荷不考虑。第二节要点第二节要点：容量、机组数选择

13、原则；计算方法：容量、机组数选择原则；计算方法2种。种。 11-3.主机轴带发电机装置主机轴带发电机装置本节主要内容有四部分本节主要内容有四部分 1.1.轴带发电机的特点轴带发电机的特点 2.2.主要类型主要类型 3.3.变距桨轴带发电机变距桨轴带发电机 4.4.定距桨轴带发电机定距桨轴带发电机 轴带发电机可节能、提高经济效率轴带发电机可节能、提高经济效率节能：节能：利用主机的功率储备；经济效率：减少燃油成本。利用主机的功率储备；经济效率：减少燃油成本。一、一、主机轴带发电机的特点主机轴带发电机的特点特点：特点：优点：优点： 1.1.经济高效；经济高效；2.2.改善环境；改善环境；3.3.减小

14、维减小维修。修。 缺点：缺点：1.1.只能定只能定速航行时工作；速航行时工作；2.2.控控制较复杂；制较复杂；3.3.初投资初投资大。大。 组成：组成：主机直接（或通过变速机构）带动轴带发电机主机直接（或通过变速机构）带动轴带发电机SCSC发电。可充分利用主机的发电。可充分利用主机的“储备余量储备余量”（一般主机额定（一般主机额定功率功率+ +余量余量= =主机可长期运行功率）。主机可长期运行功率）。二、二、船舶轴带发电机主要类型船舶轴带发电机主要类型主要类型主要类型 ： 1.1.直流轴带机；直流轴带机；2.2.交流轴带机。交流轴带机。说明：说明： 1.1.虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相

15、对虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对较小。但由于直流电机维护工作量大，目前在船上较小。但由于直流电机维护工作量大，目前在船上的应用非常有限。因此，直流轴带发电机较少用。的应用非常有限。因此，直流轴带发电机较少用。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。 2.2.交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的影响，其控制较复杂。影响，其控制较复杂。 有定、变距浆有定、变距浆2 2种种。 变距桨系统特点：变距桨系统特点：转速不变，改变螺距可改变转速不变，改变螺距可改变螺旋桨推力大小和方向。螺旋桨推力大小和方向。 控制：控制： 需要两

16、方面的控制需要两方面的控制 1.1.主机油门控制；主机油门控制； 2.2.螺旋桨螺距控制。螺旋桨螺距控制。 而且要求螺距与油门的控制相互配合（才能使而且要求螺距与油门的控制相互配合（才能使转速恒定）。转速恒定）。 存在的问题存在的问题 ： 1.1.风浪对转速的波动有影响；风浪对转速的波动有影响； 2.2.需要解决主机低速问题（传动机构）。需要解决主机低速问题（传动机构）。三、三、变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机变螺距螺旋桨船舶的轴带发电机系统特点：系统特点： 主机转速和转向是可变的。主机转速和转向是可变的。 只有在船舶只有在船舶定速航行时才是不变的。因此，要求船舶定速航行定速航行时才是不变的。因此

17、，要求船舶定速航行时才能让轴带发电机并网投入工作。时才能让轴带发电机并网投入工作。 同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此，同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此，必须采取措施稳定转速，从而稳定频率。必须采取措施稳定转速，从而稳定频率。总体措施：总体措施： 具体措施下面分别讨论具体措施下面分别讨论 1.1.转速补偿；转速补偿； 2.2.频率补偿。频率补偿。四、四、定螺距桨的主机轴带发电机定螺距桨的主机轴带发电机 方法：方法：1.1.变流机组稳定供电频率；变流机组稳定供电频率；2.2.行星齿轮传动系统；行星齿轮传动系统；3.3.轴带异步发电机；轴带异步发电机；4.4.电磁滑差离合器恒速系统。电磁

18、滑差离合器恒速系统。 变流机组：变流机组：控制可控硅导控制可控硅导通角稳定电压，可稳定发电机通角稳定电压，可稳定发电机转速。转速。 行星齿轮：行星齿轮：液压系统提供液压系统提供附加传动，稳定发电机转速。附加传动，稳定发电机转速。 异步发电机：异步发电机：与变流机组与变流机组相似，也是稳定电动机和发电相似，也是稳定电动机和发电机转速。机转速。 滑差离合器：滑差离合器：励磁电流大励磁电流大小可控制转矩，从而稳定转速。小可控制转矩，从而稳定转速。 转速补偿转速补偿第三节要点第三节要点：特点；类型（直、交流）；变距桨系统：特点；类型（直、交流）；变距桨系统（特点）；定距桨系统（恒频方法）。（特点）；定

19、距桨系统（恒频方法）。 方法：方法：采用整流采用整流 逆变逆变装置作为中间环节的系统。装置作为中间环节的系统。 非恒定频率交流电经整流非恒定频率交流电经整流后，供给晶闸管三相逆变器变后，供给晶闸管三相逆变器变换为恒定频率三相交流电，三换为恒定频率三相交流电，三相逆变器提供有功功率，而相逆变器提供有功功率，而无无功功率由同步补偿机来提供功功率由同步补偿机来提供。 同步补偿机励磁电流根据同步补偿机励磁电流根据负载变化进行控制，具有自动负载变化进行控制，具有自动电压调整器功能。电压调整器功能。 可专设同步补偿机。通可专设同步补偿机。通常采用辅助发电机替代，通常采用辅助发电机替代，通过柴油机拖入同步后

20、，用离过柴油机拖入同步后，用离合器脱开。合器脱开。 频率补偿频率补偿11-4.船舶配电板船舶配电板本节主要内容主要是：本节主要内容主要是： 1.1.配电板的种类；配电板的种类； 2.2.各种配电板的作用、特点。各种配电板的作用、特点。 船舶配电板船舶配电板是对电源发出的电能进行集中控制是对电源发出的电能进行集中控制并分配给各用电设备的一种装置并分配给各用电设备的一种装置。 按用途分按用途分为：为：主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板分配电板和岸电箱。和岸电箱。 6种。种。一、主一、主配电板配电板 组成：组成：主配电板由发电机控制屏，并车屏，

21、负载屏，母主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成。线四部分组成。 1.1.发电机控制屏发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用。：控制、调节、监视和保护发电机组用。上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置；动装置； 2.2.并车屏并车屏：发电机进行并车、整步操作用。有同步表、：发电机进行并车、整步操作用。有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。 3.3.负载屏负载屏：分配电能并控制、监视、保护。包括：电力、：分配电能并控制、监视、保护。包

22、括：电力、照明屏。有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表、照明屏。有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表、岸电开关等。岸电开关等。 4.4.母线母线：注意排列顺序和颜色。顺序：上中下、左中右、：注意排列顺序和颜色。顺序：上中下、左中右、前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；直流：红蓝、中前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；直流：红蓝、中线：绿黄相间。线：绿黄相间。二、应急二、应急配电板配电板 作用：作用：应急配电板用来控制、监视应急发电机应急配电板用来控制、监视应急发电机组，并向应急电设备供电。组，并向应急电设备供电。 组成：组成：它有控制屏和负载屏，没有并车屏和逆它有控制屏和负载屏

23、，没有并车屏和逆功继电器（因为单机运行）。功继电器（因为单机运行）。 连接：连接：通过联络开关与主配电板连接。正常时，通过联络开关与主配电板连接。正常时，应急配电板由主配电板供电，主电网失电后联络开应急配电板由主配电板供电，主电网失电后联络开关自动断开，由应急发电机供电。关自动断开，由应急发电机供电。 注意：注意：1.1.没有并车屏和逆功继电器；没有并车屏和逆功继电器；2.2.正常时，正常时，是主电网的一部分；应急时，才单独工作。是主电网的一部分；应急时，才单独工作。 功能：功能：1.1.对蓄电池进行充放电；对蓄电池进行充放电；2.2.控制、监视充控制、监视充电工作；电工作；3.3.分配低压用

24、电设备；分配低压用电设备；4.4.主、应急失电后，主、应急失电后，能自动向小应急供电。能自动向小应急供电。 功能：功能：向成组用电设备进行供电，分配电板向成组用电设备进行供电，分配电板16A16A 16A 。 功能：功能：主要是坞修时通过岸电箱接至船舶主配电主要是坞修时通过岸电箱接至船舶主配电板或应急配电板。板或应急配电板。 第四节要点第四节要点：配电板的种类、作用、组成与特点：配电板的种类、作用、组成与特点 。 三、充放三、充放电板电板四、区配四、区配电板、分电板、分配配电板电板五、岸电箱五、岸电箱11-5.万能式空气断路器万能式空气断路器 定义：定义：是一是一种带有保护装置种带有保护装置的

25、开关电器。的开关电器。 绝缘介质：绝缘介质：是空气。所以称是空气。所以称为空气断路器。为空气断路器。组成：组成： 5 5部分。部分。 1.1.触头系统；触头系统； 2.2.灭弧装置；灭弧装置； 3.3.自由脱扣机构；自由脱扣机构； 4.4.操作传动装置；操作传动装置； 5.5.保护元件。保护元件。 组成：组成：一相触头由三对并联。主要有主触头、副一相触头由三对并联。主要有主触头、副触头和弧触头。触头和弧触头。 但符号只画一个。但符号只画一个。 主触头：主触头：承担工作电流；弧触头：承受机械冲击承担工作电流；弧触头：承受机械冲击和电弧；副触头：过渡。和电弧；副触头：过渡。 通断顺序：通断顺序：通

26、电时：弧触头通电时：弧触头副触头副触头主触头；主触头；断电时：主触头断电时：主触头副触头副触头弧触头。弧触头。 说明：说明：1.1.主触头、副触头和弧触头动作时间有所主触头、副触头和弧触头动作时间有所区别，但大部分时间内状态是相同的。区别，但大部分时间内状态是相同的。2.2.除了主触头、除了主触头、副触头和弧触头外，还有小容量的辅助触头，用于控副触头和弧触头外，还有小容量的辅助触头，用于控制其它电路。制其它电路。一、触头系统一、触头系统二、灭弧装置二、灭弧装置 大多采用大多采用“灭弧栅灭弧栅”进行灭弧。栅片为进行灭弧。栅片为“人字形人字形缺口缺口”，使用时注意防潮。，使用时注意防潮。 作用：作

27、用：使触使触头保持闭合或迅头保持闭合或迅速断开。速断开。 工作原理：工作原理：当保护动作时，当保护动作时， 闭和状态闭和状态 脱扣状态脱扣状态 再扣状态再扣状态顶杆使四连杆刚性结构破坏，脱扣。再扣时即可合闸。顶杆使四连杆刚性结构破坏，脱扣。再扣时即可合闸。作用：作用：通过自由脱扣机构使触头闭合或断开。通过自由脱扣机构使触头闭合或断开。分类：分类：手柄式、连杆式、电磁式、电动式。手柄式、连杆式、电磁式、电动式。原理：原理：.合闸前：储能，自由脱扣机构在合闸前：储能，自由脱扣机构在“再扣再扣”位置；位置； .合闸时：储能弹簧释放能量合闸时：储能弹簧释放能量 。 目的：目的：合闸时不让主触头抖动，否

28、则主触头将熔粘。合闸时不让主触头抖动，否则主触头将熔粘。 三、自由脱扣机构三、自由脱扣机构图图11-5-211-5-2结构：结构：四、操作传动装置四、操作传动装置手动操作：手动操作：各种型号都有手动操作。各种型号都有手动操作。 基本形式：基本形式：1.1.转动转动（DWDW系列）；系列）；2.2.上下扳动上下扳动（AHAH系列）。系列）。1.DW-94； 2.DW-98； 3.AH型型其它操作：其它操作：电磁：电磁：DW-95/98；电动：电动：DW-94；电磁铁直推：电磁铁直推：AH。 一般有：一般有：短路、短路、过载、失压、欠压等过载、失压、欠压等保护，都通过自由脱保护，都通过自由脱扣器使

29、开关跳闸。扣器使开关跳闸。 过流脱扣器：过流脱扣器：实实现短路、过载保护。现短路、过载保护。有反时限、定时限、有反时限、定时限、和瞬时等动作特性。和瞬时等动作特性。 反时限和定时限反时限和定时限都需延时，有：机械都需延时，有：机械式（钟表机构）、式（钟表机构）、RCRC充放电回路等。充放电回路等。 失压脱扣器：失压脱扣器：由瞬时动作的电压由瞬时动作的电压继电器组成，为避免误动作，也可延继电器组成，为避免误动作，也可延时（时（1 13s3s）。）。 分励脱扣器：分励脱扣器：用于远距离控制自用于远距离控制自动开关跳开。有些空气断路器还具有动开关跳开。有些空气断路器还具有其它保护功能，如：漏电、逆功

30、率等。其它保护功能，如：漏电、逆功率等。第五节要点第五节要点：组成（五部分）；各部分（具体组成、：组成（五部分）；各部分（具体组成、功能和原理）。功能和原理）。 五、保护元件五、保护元件11-6.发电机的保护发电机的保护本节主要内容主要是：本节主要内容主要是： 1.1.了解船舶发电机保护的目的；了解船舶发电机保护的目的； 2.2.知道发电机保护的种类；知道发电机保护的种类； 3.3.掌握具体保护的要求。掌握具体保护的要求。 保护目的：发电机是重要设备，是船舶安全航保护目的：发电机是重要设备，是船舶安全航行的保障。一般设有：外部短路保护、过载保护、行的保障。一般设有：外部短路保护、过载保护、欠压

31、保护和逆功率保护。欠压保护和逆功率保护。 短路的原因：短路的原因：. .维护保养不周；维护保养不周；. .绝缘老化；绝缘老化；. .机机械损伤；械损伤；. .误操作等。误操作等。 保护原则：保护原则： 有总体和具体之分。有总体和具体之分。 . .总体：总体：“既要保护发电机，又要保证供电既要保护发电机，又要保证供电” ” ； . .具体：具体：“时间原则时间原则”和和“电流原则电流原则”相结合。相结合。 措施：措施： 由过流脱扣器或综合保护装置实现。由过流脱扣器或综合保护装置实现。 . .小电流，延时；小电流，延时； 远端短路保护，避免大面积远端短路保护，避免大面积停电。小电流是比近端短路小的

32、短路电流，不是过载电流。停电。小电流是比近端短路小的短路电流，不是过载电流。为了区分过载还是远端短路，所以要延时。为了区分过载还是远端短路，所以要延时。 . .大电流，瞬时；大电流，瞬时； 近端短路保护，发电机应立近端短路保护，发电机应立即跳闸（因为已经没有其它保护）。即跳闸（因为已经没有其它保护）。 整定值：整定值：. .小电流：小电流：2 25 5倍的额定电流，倍的额定电流，0.20.20.6s0.6s。 . .大电流：大电流：5 5 1010倍的额定电流，瞬时动作。倍的额定电流，瞬时动作。一、外部短路保护一、外部短路保护二、过载保护二、过载保护 定义：定义：发电机输出功率或电流超过其额定

33、值。发电机输出功率或电流超过其额定值。 保护原则：保护原则：保护发电机不受损坏，尽量不中断保护发电机不受损坏，尽量不中断供电，且应避开短暂过载。供电，且应避开短暂过载。 措施：措施： 由空气断路器的由空气断路器的“过电流脱扣器过电流脱扣器”或或“热脱扣器热脱扣器”等动作跳闸，实现保护。等动作跳闸，实现保护。 自动分级卸载装置：自动分级卸载装置：（也属过载保护）卸（也属过载保护）卸次要负载、延时动作。次要负载、延时动作。钢质海船建造规范钢质海船建造规范规定：规定： 无自动分级卸载时：出现无自动分级卸载时：出现1.251.251.351.35倍额定电倍额定电流后，延时流后，延时151520s20s

34、跳闸；跳闸； 有自动分级卸载时：出现有自动分级卸载时：出现1.51.5倍额定电流后，延倍额定电流后，延时时101020s20s跳闸。跳闸。 危害：危害： 不能正常工作，电动机过电流。不能正常工作，电动机过电流。 保护：保护： 已经并网的发电机：脱开；未并已经并网的发电机：脱开；未并网的发电机：不能并网。网的发电机：不能并网。 措施（保护元件）：措施（保护元件）：空气断路器的失压脱扣器空气断路器的失压脱扣器或综合保护装置中的晶体管低压继电器。或综合保护装置中的晶体管低压继电器。 钢质海船建造规范钢质海船建造规范规定：规定： 分段不同。分段不同。 电压为额定值的电压为额定值的70% 70% 80%

35、80%时：延时时：延时1.5 1.5 3s3s动作；动作； 电压为额定值的电压为额定值的40% 40% 70%70%时：瞬时动作。时：瞬时动作。三、欠压保护三、欠压保护四、逆功率保护四、逆功率保护 逆功率原因：逆功率原因：主要是操作不当。危害：增加电主要是操作不当。危害：增加电网负担，可能损坏原动机（发电机变成电动机）。网负担，可能损坏原动机（发电机变成电动机）。 保护要求：保护要求： 整定值：逆功率大小为额定功整定值：逆功率大小为额定功率的率的5%5%15%15%，延时，延时1 110s10s动作。动作。 措施（保护元件）：措施（保护元件）： 通常采用通常采用“逆功率继逆功率继电器电器”作为

36、保护元件。作为保护元件。 逆功率继电器：逆功率继电器： 反映有功功率大小和方向。反映有功功率大小和方向。 类型：类型：感应式、整流式等。感应式、整流式等。感应感应式原式原理图理图整流式装置原理图整流式装置原理图(参照参照P.141图图9-5-3) 起货机负载继电器检测有功电流起货机负载继电器检测有功电流。第六节要点第六节要点：保护种类；保护原则；具体实现措施。：保护种类；保护原则；具体实现措施。 感应感应式接式接线图线图 逆功率保护线路逆功率保护线路11-7.发电机的并联运行条件发电机的并联运行条件与分析与分析本节主要内容主要是：本节主要内容主要是： 分析并联运行条件分析并联运行条件不满足时，

37、可能出现的不满足时，可能出现的现象以及将造成的影响。从而作为实际操作现象以及将造成的影响。从而作为实际操作同步发电机并车的指导依据同步发电机并车的指导依据。 条件：条件：. .相序；相序；. .电压；电压；. .频率；频率；. .相位相同。相位相同。 要求：要求：相序绝对必须满足，其它条件允许有小差别。相序绝对必须满足，其它条件允许有小差别。航行期间一般相序能够自动满足，其它则须调控。航行期间一般相序能够自动满足，其它则须调控。并联条件不满足的分析并联条件不满足的分析 相序不同：相序不同：并联时至少两相短路。并联时至少两相短路。 电压不等：电压不等：会引起无功环流，此环流可使电压相等会引起无功

38、环流，此环流可使电压相等（通过电枢反应）。（通过电枢反应）。 频率不等：频率不等：会引起有功环流，此环流可使频率相等。会引起有功环流，此环流可使频率相等。但可能引起过载或逆功率。但可能引起过载或逆功率。 相位不等：相位不等：会引起有功环流，此环流可使相位相等。会引起有功环流，此环流可使相位相等。频率和相位不等都会造成有功环流（通过转矩调节相等）。频率和相位不等都会造成有功环流（通过转矩调节相等）。第七节要点第七节要点：并联运行四条件实际要求，不满足的：并联运行四条件实际要求，不满足的结果，调节方法。结果，调节方法。 并联条件分析并联条件分析11-8.手动并车整步原理与方法手动并车整步原理与方法

39、 准同步并车：准同步并车：在满足并车条件下合闸称为准同步在满足并车条件下合闸称为准同步并车（由自动装置完成准同步并车则称为自动准同步并车（由自动装置完成准同步并车则称为自动准同步并车）。并车）。 并车操作：并车操作：一般只调节转速满足频差和相位要求，一般只调节转速满足频差和相位要求，电压条件由自动调压装置完成。电压条件由自动调压装置完成。 整步过程：整步过程：调整待并机的频率，使其满足频差和调整待并机的频率，使其满足频差和相位条件的操作过程。相位条件的操作过程。 手动准同步并车方法：手动准同步并车方法：“灯光法灯光法”和和“同步表同步表法法”。 灯光法：灯光法：又分又分“灯光明暗法灯光明暗法”

40、和和“灯光旋转法灯光旋转法”。是据指示灯亮、暗变化情况进行并车操作的方法。是据指示灯亮、暗变化情况进行并车操作的方法。一、灯光法一、灯光法 灯光明暗法：灯光明暗法： 接线：接线：如图如图11-11-8-18-1（a a）。）。 原理：原理：从相量图从相量图可知，相位条件满足可知，相位条件满足时，指示灯两端电压时，指示灯两端电压为零，即熄灭。为零，即熄灭。 特点：特点：3 3个灯同时亮、灭；亮灭周期反映频差大个灯同时亮、灭；亮灭周期反映频差大小，但不反映频差方向。小，但不反映频差方向。 3 3个灯个灯都是都是同名相灯同名相灯。 原理：原理：从相量图可知，相位从相量图可知，相位条件满足时，同名相灯

41、两端电压条件满足时，同名相灯两端电压为零，即熄灭。为零，即熄灭。 接线：接线：如图如图11-8-2(a)11-8-2(a)。 1 1个个“同名相同名相灯灯”，2 2个异个异“名名相灯相灯”。 特点：特点：3 3个灯个灯轮流亮和灭。亮轮流亮和灭。亮灭周期反映频差灭周期反映频差大小，亮灭顺序大小，亮灭顺序反映频差方向。反映频差方向。 灯光旋转法灯光旋转法 接线与操作：接线与操作：接线接线如图如图11-8-411-8-4，接通同步，接通同步表，调节待并机油门，表，调节待并机油门，使指针朝使指针朝“快快”的方向的方向以以3 35s5s转的速度旋转，转的速度旋转，在在“1111点点”处合闸。处合闸。 注

42、意：注意：短时工作制短时工作制(15(15分钟分钟) )。 同步表：同步表：指针位置反映相位差，指指针位置反映相位差，指针转动快慢和转向反映待并机与电网的针转动快慢和转向反映待并机与电网的频差大小和方向。频差大小和方向。同步表外观同步表外观二、同步表法二、同步表法 粗同步：粗同步：并车并车条件适当放宽。条件适当放宽。 原理：原理：并车时并车时先通过三相空心电先通过三相空心电抗器连接，经过延抗器连接，经过延时（拉入同步），时（拉入同步），然后再合闸。然后再合闸。 注意：注意：电抗器电抗器X X是短时制。是短时制。第八节要点第八节要点：准同步并车方法，原理；粗同步原理，：准同步并车方法，原理；粗同

43、步原理，（短时制元件）。（短时制元件）。 四、电抗器粗同步并车原理四、电抗器粗同步并车原理11-9.自动准同步并车原理自动准同步并车原理本节主要内容有两部分：本节主要内容有两部分：1.1.自动准同步并车原理自动准同步并车原理2.2.自动整步器自动整步器 主要是学习自动并车装置的组成原理和各个主要是学习自动并车装置的组成原理和各个部分的作用。部分的作用。 作用：作用：代替人工并车操作又称自动整步器。是船舶电代替人工并车操作又称自动整步器。是船舶电站自动化装置一部分。站自动化装置一部分。 基本功能：基本功能：1.1.检测待并机和电网之间频差大小和符号检测待并机和电网之间频差大小和符号（即方向），并

44、向待并机发出相应转速调节信号；（即方向），并向待并机发出相应转速调节信号；2.2.检测检测频差、相位差和电压差，满足合闸条件时发出合闸指令。频差、相位差和电压差，满足合闸条件时发出合闸指令。一、自动准同步并车原理一、自动准同步并车原理 频差电压信号的获得频差电压信号的获得 频差电压：频差电压：待并机和电网电压的差值电压的包络线，待并机和电网电压的差值电压的包络线，是脉动正弦波，为了得到线性关系，可变换成三角波。是脉动正弦波，为了得到线性关系，可变换成三角波。 作用：作用：用来判断频差大小和相位差为零的时刻。用来判断频差大小和相位差为零的时刻。 获得：获得：将电将电网电压和待并机网电压和待并机电

45、压相减，得到电压相减，得到幅值大小随时间幅值大小随时间变化信号，幅值变化信号，幅值的包络线是正弦的包络线是正弦波，可经滤波获波，可经滤波获得包络线，再全得包络线，再全波整流，得到频波整流，得到频差电压信号差电压信号U Us s。 发电机与电发电机与电网的频差减小，网的频差减小，U Us s的周期变长。的周期变长。发电机与电网的发电机与电网的相位差为零时，相位差为零时，U Us s信号正好为零。信号正好为零。 由于正弦波由于正弦波U Us s幅值大小与相位差不成线性关系，且幅幅值大小与相位差不成线性关系，且幅值受电网和发电机电压变化影响，因此可将值受电网和发电机电压变化影响，因此可将正弦波变成三

46、正弦波变成三角波。角波。 用触发器获得电网与待并发电机频差电压的用触发器获得电网与待并发电机频差电压的矩形波，再通过积分电路获得三角波。矩形波，再通过积分电路获得三角波。 频差电压的说明频差电压的说明注意：书注意：书P.183P.183，图，图11-9-211-9-2应改为正弦波应改为正弦波二、自动整步器二、自动整步器 组成：组成： 两部分：两部分：. .检测、调整（测控）部分；检测、调整（测控）部分；. .合闸操作部分。合闸操作部分。 图图11-9-4是船上的实际装置。是船上的实际装置。 功能：功能：根据频差信号的大小和方向，通过伺服电机使根据频差信号的大小和方向，通过伺服电机使待并机增减速

47、。待并机增减速。 待并发电机组起动完成后，当待并发电机组起动完成后，当EIH-215EIH-215接到并车指令时，接到并车指令时，首先向首先向EIH-212EIH-212发出整步控制信号，由发出整步控制信号，由EIH-212EIH-212向向EIH-221EIH-221和和EIH-222EIH-222发出工作指令，发出工作指令，EIH-222EIH-222检测频差的大小和符号（方检测频差的大小和符号（方向），向向），向EIH-212EIH-212发出使待并发电机组加速或减速信号，并发出使待并发电机组加速或减速信号，并由由EIH-212EIH-212控制待并发电机组的调速器马达执行相应的调节。控

48、制待并发电机组的调速器马达执行相应的调节。 EIH-221EIH-221也是对电网和待并发电机进行检测，并判断合也是对电网和待并发电机进行检测，并判断合闸的时刻。当满足合闸条件时刻到来时向闸的时刻。当满足合闸条件时刻到来时向EIH-215EIH-215发出信号，发出信号，使主开关合闸。使主开关合闸。 如果频差太大，如果频差太大，EIH-212EIH-212自动向自动向EIH-215EIH-215发出禁止合闸信发出禁止合闸信号；如果频差太小，则通过号；如果频差太小，则通过EIH-212EIH-212发出发出“呆滞扰动呆滞扰动”信号信号（加速），增大频差，使合闸条件能够较快到来。（加速），增大频差

49、，使合闸条件能够较快到来。第九节要点第九节要点：系统的组成原理；工作过程。：系统的组成原理；工作过程。 自动整步器的原理自动整步器的原理11-10.船舶应急发电机组船舶应急发电机组本节主要内容有三部分：本节主要内容有三部分：1.1.应急电源应急电源2.2.应急发电机组应急发电机组3.3.应急发电机的自动起动控制装置应急发电机的自动起动控制装置 主要掌握船舶应急电源的设置情况，了解应主要掌握船舶应急电源的设置情况，了解应急发电机的自动起动控制的过程。急发电机的自动起动控制的过程。规定：规定：1000总吨及以上货船应设应急电源。总吨及以上货船应设应急电源。 种类：种类：船舶应船舶应急电源可采用应急

50、电源可采用应急发电机（大应急发电机（大应急）和蓄电池组急）和蓄电池组（小应急），或（小应急），或者两者都采用。者两者都采用。小应急电源（下一节介绍）：应连续供电小应急电源（下一节介绍）：应连续供电30mm。 应急发电机又称为：大应急电源。应急发电机又称为：大应急电源。 要求：要求：一般采用柴油或汽油发电机组。确保在应急状态一般采用柴油或汽油发电机组。确保在应急状态下能迅速投入运行。原动机应有独立性和机动性。下能迅速投入运行。原动机应有独立性和机动性。 位置：位置：防撞舱后、舱壁甲板以上、机舱以外。防撞舱后、舱壁甲板以上、机舱以外。 一、应急电源一、应急电源二、应急发电机组二、应急发电机组ZK-

51、135型线路型线路 功能：功能：主电网失电主电网失电后经延时确认，自动进后经延时确认，自动进入起动应急发电机组的入起动应急发电机组的程序。程序。 起动失败有起动失败有3 3次重复次重复起动的功能。起动的功能。 起动成功自动投入起动成功自动投入工作并进入自动监控。工作并进入自动监控。 ZK-135 ZK-135线路：线路：ZK-135ZK-135是实船线路之一，属于继电是实船线路之一，属于继电接触接触器控制系统。目前，已有各种各样的器控制系统。目前，已有各种各样的PLCPLC、单片机控制系统在、单片机控制系统在船上应用，起动程序基本一样，功能一般更多。船上应用，起动程序基本一样，功能一般更多。

52、起动过程分析：起动过程分析：起动准备、加速过程、起动失败、正常起动准备、加速过程、起动失败、正常运行。运行。 总要求：总要求：主电网失电后自动起动，并自动合闸向应急电主电网失电后自动起动，并自动合闸向应急电网（设备）供电，而一旦主电网恢复供电，则应急发电机立网（设备）供电，而一旦主电网恢复供电，则应急发电机立即自动停止工作。即自动停止工作。 三、三、应急发电机的自动起动控制装置应急发电机的自动起动控制装置 YD：控制油门杆位置的执行电机，通过蜗轮蜗杆带动一：控制油门杆位置的执行电机，通过蜗轮蜗杆带动一组凸轮组凸轮KZ，控制，控制A、B、C、D四触头的闭合与断开。四触头的闭合与断开。 SDJSD

53、J：速度继电器，：速度继电器，n250 r/min n250 r/min 常闭触点断开常闭触点断开；n600 n600 r/min r/min 常开触点闭合常开触点闭合。 WJWJ：检测冷却水温，正常：常开断开，高温：常开闭合。：检测冷却水温，正常：常开断开，高温：常开闭合。 YJYJ：检测油压，低压：检测油压，低压：常闭闭合常闭闭合，高压高压：常闭断开。常闭断开。开关：开关： NK1：消声开关；：消声开关；NK2：效用试验开关。：效用试验开关。 时间继电器时间继电器：SJ1：主电网失电到本装置投入工作延时主电网失电到本装置投入工作延时 ；SJ2：三次起动失败后报警时间和油门杆复位延时三次起动

54、失败后报警时间和油门杆复位延时 ；SJ3：三三次起动失败后断开起动环节、接通报警电路时间，大于三次次起动失败后断开起动环节、接通报警电路时间，大于三次连续起动时间连续起动时间；SJ4：两次起动时间间隔两次起动时间间隔；SJ5：每次起动运每次起动运行时间行时间 。 中间继电器：中间继电器：J J1 1：起动程序控制；：起动程序控制；J2：YD正转，拉大油正转，拉大油门；门；J3：YD反转，关小油门；反转，关小油门；J4：油门加速控制；：油门加速控制；J5：声光：声光报警控制；报警控制；J6：起动控制；：起动控制；J7：YD励磁和油门复位控制；励磁和油门复位控制；J8：YD反转油门复位时的励磁控制

55、。反转油门复位时的励磁控制。 线路中元件说明线路中元件说明起动准备起动准备：ZKZK一般保持闭合，一般保持闭合，DWDWJ J1 1SJSJ1 1J J7 7凸轮组凸轮组KZKZ的的A A通，通，J J2 2YDYD正转，带动油门杆和正转，带动油门杆和KZKZ动动，到，到“低速（低速（DSDS）”位置时，位置时，A A断开（同断开（同时时B B、C C、D D闭合）闭合）J J2 2YDYD能耗制动能耗制动，油门杆在油门杆在“低速低速”位，准备起动。位，准备起动。加速过程加速过程：SJ1SJ4J6QC接通起动；接通起动；4秒后秒后SJ5 SJ4，J6QC停止起动，同时停止起动，同时SJ5准备下

56、一次起动。准备下一次起动。起动失败起动失败：SJSJ3 3J5报警报警 ，常闭断，常闭断，SJ5、J6、SJ4全部断开。当全部断开。当SJ2 J3 J8励磁，同时励磁，同时 YD反转，柴油机停机。反转，柴油机停机。正常运行正常运行：SDJSDJ接通接通J J4 4，J J5 5监控油压、水温，同时断开起动控制回路。监控油压、水温，同时断开起动控制回路。第十节要点第十节要点：应急电源的种类；应急发电机起动控制系统的功能。：应急电源的种类；应急发电机起动控制系统的功能。 线路分析线路分析11-11.船舶蓄电池装置船舶蓄电池装置本节主要内容有四部分：本节主要内容有四部分：1.1.酸性蓄电池基本结构和

57、工作原理酸性蓄电池基本结构和工作原理2.2.碱酸性蓄电池基本结构和工作原理碱酸性蓄电池基本结构和工作原理3.3.蓄电池的容量蓄电池的容量4.4.蓄电池的维护保养蓄电池的维护保养 主要掌握酸性和碱性蓄电池的特点、蓄电池的容量和主要掌握酸性和碱性蓄电池的特点、蓄电池的容量和维护保养。维护保养。 蓄电池：蓄电池：可反复充电使用的电池，又称为二次电池，可反复充电使用的电池，又称为二次电池，电能电能机械能。机械能。 作用：作用：低压直流电源低压直流电源通信、助航、信号等设备；通信、助航、信号等设备；负责小应急照明。负责小应急照明。 用途：用途：起动用、牵引车辆用、固定型、其他用等四个系起动用、牵引车辆用

58、、固定型、其他用等四个系列，便宜、民用广。列，便宜、民用广。 结构：结构：主要有主要有容器、极板、隔板等组成；极板为容器、极板、隔板等组成；极板为铅铅锑合金加压活性物质（正极锑合金加压活性物质（正极PbOPbO2 2，负极，负极PbPb纯铅）。纯铅）。 电解液电解液：27%27%37%37%稀硫酸溶液，比重为稀硫酸溶液，比重为1.281.281.311.31。 注意：注意： 电解液参与反应，前后比重发生变化。电解液参与反应，前后比重发生变化。 原理：原理：铅、二氧化铅和硫酸化学反应，储存和释放电能。铅、二氧化铅和硫酸化学反应，储存和释放电能。 化学方程式：化学方程式：PbOPbO2 22H2H

59、2 2SOSO4 4PbPbSOPbPbSO4 42H2H2 2O OPbPb2 2SOSO4 4； 判断充放电状态方法（两个）：判断充放电状态方法（两个）：. .测量电动势；测量电动势；. .测测量比重：比重量比重：比重d d与电动势关系：与电动势关系：E=0.84E=0.84d d。一、一、酸性蓄电池基本结构和工作原理酸性蓄电池基本结构和工作原理二、二、碱性蓄电池基本结构和工作原理碱性蓄电池基本结构和工作原理 特点：特点：体小，机械强度高，电压平稳，寿命长，易携体小，机械强度高，电压平稳，寿命长，易携带。带。 多军用。多军用。 品种：品种：CdNiCdNi、FeNiFeNi、ZnAgZnA

60、g、CdAgCdAg等，船用：等，船用：镉镉镍，铁镍，铁镍。镍。 结构：结构：由容器、极板和活性物质构成（外壳带电）。由容器、极板和活性物质构成（外壳带电）。 电解液：电解液：20%20%的氧化钾水溶液或纯氢氧化钠溶液，比的氧化钾水溶液或纯氢氧化钠溶液，比重为重为1.21.21.271.27。 注意：注意： 电解液只起导电作用，不参与化学反应。电解液只起导电作用，不参与化学反应。 化学方程式：化学方程式：（充电前后电解液不变）（充电前后电解液不变）CdCd2Ni(OH)2Ni(OH)3 3 Cd(OH) Cd(OH)2 22Ni(OH)2Ni(OH)2 2； 判别充电结果：判别充电结果：只有测