轮机概论 第11章 船舶电气及自动化概述

轮机概论IntroductiontoMarineEngineering第八章船舶电气及自动化概述[1]第八章船舶电气及自动化概述Chapter8Introductiontomarineelectricalsystem&automation船舶电力系统轴带发电机船舶电气安全管理油船电气系统的安全管理轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[2]第一节船用电力系统Section1Marinepowersystem一、船舶电力系统的组成及特点1.系统组成

(★★)

电源装置配电装置第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[3]（1）电源装置将机械能、化学能等能源转变为电能的装置，主要指发电机和蓄电池

（2）配电装置对电源和用电设备进行保护、监测、分配、转换、控制的装置

（3）船舶电网电缆电线的总称，是中间传递环节

（4）负载各种用电设备

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[4]2.船舶电力系统的特点(★)

电站容量连接方式电压等级配电装置第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[5]二、船舶电力系统的基本参数1.电流种类（电制）★直流电早期采用；但在可靠性、经济学、可维修性等方面有很多缺陷；交流电目前几乎所有的船舶采用；调压、变频和并联运行；交直流混合电力系统第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[6]2.额定电压等级★意义电气设备的重量和尺寸经济性安全性各国的电压等级中国美国日本第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[7]3.额定频率中国：50Hz;美国：60Hz三、配电装置1.主配电板的构成及功能★发电机控制屏并车屏负载屏汇流排

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[8]发电机控制屏组成：发电机开关及操纵器件、指示灯和仪表、发电机励磁控制和保护环节控制屏及仪表

并车屏仪表与开关：同步表、同步指示灯、投切顺序选择和转换开关、操纵按钮及状态显示指示灯、汇流排分段隔离开关、粗同步并车电抗器、自动并车装置等。用于交流发电机组的并联运行、解列等操作

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[9]负载屏仪表及开关

用途汇流排用途

相序第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[10]2.分配电板由过载保护电器组成的集合体，对额定电流不超过16A的电气设备进行供电；动力分配电板和照明分配电板；3.应急配电板用于应急发电机的控制和监视，并向应急用电设备供电

；由应急发电机控制屏和应急配电屏组成；

与主配电板的互联；

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[11]5.蓄电池用途：备用电源类别：酸性、碱性蓄电池性能：开路电压、工作电压、电池容量、使用温度寿命和储存期第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[12]1）酸性蓄电池结构组成：电极、电解质、隔离物及外壳

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[13]放电过程负极：正极：氧化反应还原反应第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[14]充电过程：负极：还原反应正极：氧化反应第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[15]2）碱性镉镍蓄电池（NickelCadmiumCell）第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[16]3）蓄电池的充放电方式4）船用蓄电池的维护保养恒电流充电恒电压充电恒电流恒电压充电初次充电正常充电

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[17]6.岸电箱★供电方式：接用单相交流岸电，仅供船上照明电路使用；船上安装一台变流机组或整流装置，将交流岸电变为直流电，再供电给船上的停泊负载；基本要求：岸电箱的设施注意事项第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[18]7.船舶电网

(★★)

主电网：主发电机通过主配电板供电的网络，包括动力电网和照明电网，分别供电给动力负载和照明负载

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电路

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[19]第二节轴带发电机Section2Shaftmotorgenerator第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[20]一、主要类型(★★)

频率变动型频率稳定型复合型l:轴带发电机；2:晶闸管整流器；3:电抗器；4:晶闸管道变器；5:短路电抗器；6:同步调相机；7:励磁变换器；8:控制装置；9:励磁变压器；10:负载

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[21]关键问题★

：根据主机的运行条件，对主机转速的变化进行补偿，以获得恒频、恒压的电力转速补偿方式：无频率补偿型：发电机的频率随主机转速而变化二、变距浆船舶的轴带发电机频率补偿型：采用机械或电气的控制手段保持船舶电网的频率第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[22]图7-3CPP+S/G

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[23]变距桨和轴带发电机

工作原理(★★★)

发电机与主机转轴靠机械传动装置（减速齿轮箱）联在一起；缺点：①输出电源频率受主机负荷变化的影响；②可以和其他发电机并联运行，但时间不宜过长；③输出功率的大小受主机允许输出功率的限制；

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[24]三、定距浆船舶的轴带发电机第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[25]第三节船舶电气安全管理Section2SafetyManagementofElectricalsystme一、船舶照明系统的维护保养1.照明系统的维护周期和要求

(★★★)

测量线路的绝缘电阻检查灯头接线是否老化和开断检查室外灯具水密性能与锈蚀开航前，应检查航行灯、信号灯的供电电源、灯具及故障报警装置探照灯、运河灯在使用前应检查其电源、开关、连接电缆和灯具的水密性能及绝缘电阻情况第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[26]2.照明系统维护保养注意事项★尽量避免带电更换灯泡，更换的灯泡应与电源电压一致，功率不能超过灯具允许的容量。在检修某些特殊部位，例如辅锅炉内部、柴油机曲轴箱、压载舱、储水柜等地方需用临时照明时，必须使用带有安全网罩的36V以下的低压灯。装卸易燃危险货物时，不可使用携带式货舱灯。应急照明灯具应涂以红漆标记，以示区别。经常检查灯泡是否良好，损坏的应及时更换.。第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[27]甲板、船桥等露天投光灯具，开灯前应先脱去帆布，用完要及时将帆布罩妥。室外水密插座，通电前先检查插头螺母是否旋紧，取出插头前检查电源是否切断，用毕后应旋紧防水盖。需要张挂彩灯时，要考虑到供电线路和开关的载流量、各相电流分配是否平衡，并要配备好保护装置。油船严禁张挂彩灯

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[28]二、船舶电气火灾的预防★1.电气设备起火原因电气设备的绝缘下降或损坏，电气线路发生短路、接地等故障引起的火花；电气设备长期过载、超负荷工作，温升超过允许值，甚至燃烧；继电器、接触器通断‘情况不良，灭弧不好；直流电机换向不好，换向火花过大；导体或电缆连接点松动，接触不好，引起局部发热甚至燃烧。

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[29]2.电气设备的防火要求★

经常检查电气线路及设备的绝缘电阻，发现接地、短路等故障时要及时排除；电气线路和设备的载流量必须控制在额定范围内；严格按施工要求，保证电气设备的安装质量；按环境条件选择使用电气设备，易燃易爆场所要使用防爆电器；电缆及导线连接处要牢靠，防止松动脱落

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[30]3.电气灭火器具对于已经切断电源而范围较大的电气火灾，可使用水和常规灭火器

；对于未切断电源的电气火灾应采用绝缘性能好、腐蚀性小的灭火器具

；H氧化碳灭火器、1211灭火器、干粉灭火器

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[31]第四节油船电气系统的安全管理Section4ElectricalsystemSafetyManagementoftanker一、油船静电起火的预防1.静电的产生(★★★)

油与管壁、油舱的摩擦和冲击

油品与油舱壁的摩擦

油品通过多孔或网状过滤器、隔离装置

油品微滴的飞溅与空气摩擦及油中结晶水滴的沉降过程

油舱内的油品与油面漂浮物的相互撞击在对油舱采样测量时，测杆和采样器具在施放和提升过程中，油舱内会产生静电；洗舱机和喷嘴软管在洗舱工作过程中会产生静电，洗舱水柱、水雾、水珠等形成的水滴；降落在油品中发生冲击时，也能产生静电；

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[32]油舱内的铁锈、石铀渣滓等沉淀物在下沉时，会产生静电；油舱上索具和吊杆的摩擦，会产生静电；落到油舱的物品及工具等，在坠落和发生碰撞时，会产生静电；人体穿脱毛料和合成纤维衣服时，会产生极高的静电电压，足以引燃周围的爆炸性气体。第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[33]二、油船静电的预防★向舱内充入惰性气体，以使含氧量极低在装卸油时应控制货油的流速油管要用接地电缆连接装完后30min进行取样按要求进行洗舱油船工作人员应穿导电好的衣服和鞋袜，不宜配带与人体绝缘的金属器件

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[34]三、油船电气设备的管理要求★采用对地绝缘系统；采用防爆型或本质安全型设备或电路；定期检测电缆、电气设备的绝缘电阻，保持绝缘良好；

防止工具碰击短路产生电火花；

在室外禁止使用非防爆式灯具，手电筒也应是防爆型；

主电站和应急电站应定期清洁，防止油污造成短路

；严格控制使用电炉，绝对禁止使用明火电炉；防止电缆、电气设备与高温管道接触，保证绝缘不损坏；

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[35]四、特殊注意事项★不许动用电焊、气焊、喷灯以及易于发生火灾的工具；停止蓄电池的充电；无线电通信只许收报，不能发报；断开靠货舱口及货舱进气口的电动机电源，关好各种起动箱控制室、插座的门盖，以防油气和水侵人；禁止在室外和气密场所使用万用表和兆欧表；关闭变流机组、通风机、加温器等的电源；断开雷达电源，天线转至背向油舱的方向；使用防爆式报话机时，应站在货舱口的下风。如需换电池，要在室内进行，使用固定式超短波电话时，应将输出功率调到IW以下；修理雷达、发报机和各种助航仪器时，应先经测爆，在确认无可燃气体威胁时，方可进行修理，严禁悬挂彩灯；

第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[36]第五节轮机自动化概述Section5Introductionformarineengineeringautomation一、轮机自动化系统是集机舱动力系统及辅助系统的自动控制、监测、报警等于一体的监控系统。主要包括以下内容和技术：船舶主机自动遥控，各种参数和工况的自动监测、报警；各种辅机的自动控制、集中控制、自动调节；电站自动化；火警探测及自动灭火；系统的故障诊断等。第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[37]第八章船舶电气及自动化概述主机遥控系统(★★)

主机遥控系统保证主机可在驾驶室用车钟手柄直接操纵，或者在机舱集中控制站操纵。通过逻辑回路控制主机的起动、换向和停车等操作；通常采用电子组件执行转速的PID控制任务。系统还设有故障停车、故障减速、应急操纵、三次连续起动、自动避开临界转速和冷车起动时按时间程序增加热负荷等一系列功能。轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[38]第八章船舶电气及自动化概述轮机概论IntroductiontoMarineEngineering[39]第八章船舶电气及自动化概述电站自动化系统(★★)

电站自动化系统主要功能是自动控制电站系统正常运行，保护连续安全供电。要求能够自动处理系统的不正常现象