船舶和配电系统-船舶主配电板与应急电源

任务三船舶主配电板与应急电源本节主要内容主要内容：一.船舶主配电板的组成与功能；二.船舶应急电源系统；

三.船用蓄电池的原理及维护保养。学习要求：

1.认识船舶主配电的组成与功能；

2.认识船舶应急电源的组成；3.掌握应急电源的操作和管理要求；4.掌握船用蓄电池的原理级维护保养。Mainswitchboardandtheemergencypoweroftheship一、船舶主配电板（mainswitchboard)的组成与功能船舶主配电板是对电能进行集中控制、监视和分配的一种装置。其主要功能是：（1）正常运行时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的供电网络，对电网供电或停止供电。（2）测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）。（3）调整电力系统的各电气参数值（例如电压、频率的调整）。（4）当电力系统发生故障或不能正常运行时，保护电路将自动地切断故障电路或发出报警信号。（5）对电路状态、开关状态以及偏离正常的工作状态进行信号显示。

图6-3-1主配电板外观图1、主配电板的组成主配电板主要由发电机控制屏、并车屏、负载屏和汇流排四部分组成。控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。

（1）发电机控制屏（controlpanel）用来控制、调节、监视和保护发电机组。每台发电机组均配有单独的控制屏。其上部分装有测量仪表、转换开关、指示灯、主要电源开关、原动机的调速开关和按钮等

；下部一般安装有发电机主开关，有的船舶也装有发电机励磁控制装置。

负载屏上装有装置式空气开关、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岸电开关等。（2）并车屏(synchronouspanel)并车屏用于交流发电机组的并联运行、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。（3）负载屏（loadpanel）负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保护，通过装在负载屏上的馈电开关将电能供给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。

（4）汇流排(bus

bar)交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U相、V相、W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(若有接地线则接地线为黄绿相间颜色)。

直流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前到后(水平布置)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。2、船舶电站运行中的监视与管理(l)观察配电板上各仪表读数，并做记录。(2)根据工况进行发电机的并联运行或解列操作。(3)观察并联发电机组间功率分配是否合理。如果不合理，应进行手动调节并使之合理分配。(4)检查运行中的发电机的调压装置是否正常。(5)检查发电机温度及轴承温度是否正常。(6)注意观察发电机滑环的火花情况。(7)对故障待修或正在检修的电气设备，在其相应的开关上悬挂告示牌。(8)配电板上同步表、兆欧表均按短期工作设计，并车或测量完毕后，应将转换开关扳回零位。(9)观察兆欧表或地气灯所显示的船舶电网绝缘情况。如有绝缘不良应及时进行检查、排除。3、船舶电站停止运行后的管理(1)电站在将要长期停止运行或者发电机、配电板将进行厂修前均应测量绝缘电阻，并做好记录，以备查考。(2)交流船舶接岸电时，应当查明电压及频率是否与本船电网电压及频率一致，并且要确定相序一致，确保船电失电后方能接通岸电。(3)配电板停用期间，对有加热驱潮电阻装置者，应通电加热，防止油、水溅入发电机和配电板内。二、重要负载的馈电方式（3）采用自动分级卸载装置。在发电机高峰负载时，自动分级卸掉次要负载，以确保重要用电设备的安全和连续供电。

（2）两路独立馈电线供电。某些重要的负载如舵机、航行灯控制箱等。（1）不经过分配电板，由主配电板直接供电。如舵机、锚机、消防泵、艏艉侧推器、消防自动喷淋系统、无线电电源板、电罗经、航行灯控制箱、苏伊士运河灯等。

重要负载是指那些与船舶航行、货物的保存、船舶与人身安全有关的电气设备。在配电方面通常采取如下措施：（4）分段汇流排供电方式。图6-3-2分段汇流排供电方式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（两段汇流排之间用自动开关连接），则可提高供电的可靠性。三、船舶应急电源系统1、应急发电机(emergencygenerator)应急发电机组均有自动起动装置，当主电网断电并延时确认后，应急发电机组一般在45s内可以自动起动成功并向应急电网供电，而主电源恢复供电后，应急发电机组便自动脱离并自动停车。2、应急配电板(emergencyswitchboard)应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的工作状况，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，一般位于艇甲板上。应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，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要并联运行而无需逆功率继电器和同步表。应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几个电源之间）。

图6-3-3船舶主电网与应急电网间单线原理示意图3、主电网与应急电网的连接方式图6-3-4主电网与应急电网的连接四、船用蓄电池(shipbattery)船上使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。船上一般采用酸性蓄电池为多，主要是因为其具有体积小，价格便宜，维护方便等优点。

蓄电池主要有如下用途：⑴作为小应急电源（应急照明、航行灯）及内部通讯电源；⑵作为机舱巡回监视系统的备用控制电源；⑶作为应急柴油发电机的起动电源；⑷作为救生艇柴油机的起动电源；⑸作为无线电收发报机的电源。1．酸性蓄电池的结构和工作原理酸性蓄电池主要由容器、极板、隔板三部分构成，其外形结构如图6-3-5所示。

图6-3-5酸性蓄电池结构图酸性蓄电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反应来储存和释放电能的装置。它的工作原理可用如下化学方程表示：（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）通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；充电时生成硫酸，比重增加。根据这个原理，可以用比重计来测量电解液的比重，蓄电池的电动势与电解液比重（相对密度）有关，比重高，电动势也高，二者的关系可用经验公式表示如下：

E——蓄电池的电动势，

d——电解液的比重。

2．蓄电池的充放电

蓄电池的充电分为初充电和经常充电两种。新的或长期库存的蓄电池，必须经过初充电后，才能投入使用。在使用过程中需经常充电。

1）经常充电酸性蓄电池：分两个阶段进行，第一阶段充电使蓄电池电压上升到每单元电池为2.4V，然后转入第二阶段充电，充电后调整电解液相对密度达到1.285左右，再以第二阶段充电电流继续充电1h，即告完毕。碱性蓄电池：第一阶段用1/4容量的电流充电6～7h，第二阶段用第一阶段充电电流的一半充电2～3h然后再校正电解液，整个充电过程即告完毕。2）充电方法⑴恒压充电法（Constantvoltagecharging）：⑵恒流充电法（Constantcurrentcharging）：⑶分段恒流充电法（Piecewiseconstantcurrentcharging）：⑷浮充法（floatingcharge）：3）过充电（over-charging）蓄电池在使用过程中往往因长期充电不足，过放电或外部短路等原因使极板硫化，从而使充电电压和电解液相对密度都不容易上升。为了使蓄电池良好运行，对下列情况必须进行过充电：⑴蓄电池放电到极限电压以下；⑵蓄电池放电后，停放1～2昼夜没有及时充电；⑶蓄电池极板抽出过；⑷以最大电流放电超过限度；⑸电解液内混有杂质；⑹个别电池极板疏化，充电时相对密度不易上升。酸性蓄电池的两种过充电方法：⑴充电终了，改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，每隔半小时观察一次电压和测量相对密度。连续四次，如无变化，而极板冒气激烈，即停止充电。⑵充电结束后，停止充电1h，再改用正常充电率的一半电流充电，至冒汽泡后停止1h，再充，如此重复2～3次，直至电压及相对密度均无变化并冒泡剧烈为止。4）蓄电池充、放电终了的判断

（2）蓄电池电压的变化（1）电解液的相对密度变化（1）蓄电池维护的周期、内容与要求①每十天