船舶电力系统的继电保护及主要故障的判断和排除

船用空气断路器塑壳式空气开关框架式自动空气断路器课程导入Courseintroduction

自动断路器功能概述Functionoverviewofautomaticcircuitbreaker自动空气开关万能式自动空气断路器船舶电站主开关多采用框架式配电开关多采用塑壳式自动空气断路器在负载不正常运行时正常运行时框架式自动断路器万能式自动空气断路器作为接通和断开主电路的开关电器对主电路进行过载、短路和失、欠压保护，自动断开电路开关电器保护电器自动断路器功能概述Functionoverviewofautomaticcircuitbreaker自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述天弧罩开关本体抽屉座合闸按钮分闸按钮智能脱扣器摇匀柄插入位置连接/试验/分离指示概述空气开关断路器分类自动开关用DZ（MCCB）表示作分路或负荷开关塑料外壳式（装置式）自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述空气开关断路器分类自动开关用DW表示（ACB）作发电机主开关框架式（万能式）陆用DW10为主船用DW—94、95、98、AH自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述故障跳闸指示/复位按钮Breakdownshowing/returnbutton分闸按钮Breakingbutton手动贮能手柄Handleformanual·storage合闸按钮closingbutton贮能释放指示按钮energystorage/energyreleaseindicating合闸分闸指示Closed/broken

showing

面板face进出装置Devlceforpassingorout位置指示Positionindicator手柄及其存放处Handleanditsholder自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述框架式自动空气断路器一般包括触头系统灭弧装置自由脱扣机构合闸操作传动机构脱扣器（失压、分励、过流脱扣器）锁扣装置自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker概述框架式自动空气断路器的方框图空气断路器组成触点系统灭弧装置自由脱扣机构操作传动机构保护元件操作机构自动脱扣机构传动机构锁扣装置失压脱扣过载脱扣分励脱扣触头系统灭弧室辅助触头自动断路器原理Principleofautomaticcircuitbreaker万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker国内外制造的船用发电机主开关触头单片保护装置灭弧装置自动脱扣机构操作机构组成型式很多结构不尽相同基本原理大同小异采用灭弧栅进行灭弧触头和灭弧系统主触头通断顺序接通顺序主触头→副触头→弧触头弧触头→副触头→主触头断开顺序触头系统万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker触头和灭弧系统灭弧装置（灭弧罩）采用灭弧栅进行灭弧许多长短不同铁质栅片（磁钢片）绝缘材料构成灭弧装置万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker触头和灭弧系统为减小电弧进入栅片的阻力，灭弧栅片做成“人”字形缺口相邻栅片的缺口互相错开，按一定的间隔距离交叉排列采用灭弧栅进行灭弧灭弧装置万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker触头和灭弧系统采用灭弧栅进行灭弧为确保灭弧效果，灭弧装置应保持清洁干燥常安装在陶瓷底座上灭弧栅片灭弧装置万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker自由脱扣机构合闸位置分闸位置为准备合闸位置作用：使触头保持完好闭合或迅速断开触头系统操作传动装置联系机构四连杆机构万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker用于控制自由脱扣机构的动作，实现触头闭合或断开手动操作各种类型的自动空气断路器都有手动合闸操作手柄转动上下扳动操作机构万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker用作发电机的短路和过载保护用于远距离控制开关的断开当线路电压低于规定值，开关自动跳闸失压脱扣器分励脱扣器过流脱扣器万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker短路保护过载保护由自动空气断路器中的过流脱扣器及电子脱扣器同时承担发电机过电流脱扣万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker外部短路故障的判断不是出现在有关人员的操作失误上（如并车操作）1不是发生在同时启动几台大负荷时不是出现在利用船上起货机进行装卸货作业时不是出现在先出现转速下降后发生主开关跳闸不是出现在先发生电压下降后在跳闸（从照明灯的亮度可得到判别）这时一般可断定发生了发电机外部断路故障，但也不排除主开关本身故障引起跳闸万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker应首先排除短路故障，然后合闸恢复电网供电短路故障排除2检查是否因为发电机外部绝缘值降低，如果绝缘值低进行加热处理，以提高发电机的绝缘值检查发电机线圈之间的绝缘值是否降低，如果绝缘值低进行加热处理或是更换线圈，以提高线圈的绝缘值万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker过载保护导致电网失电的原因单机运行，发电机的容量不能满足负载并联运行中的机组，功率分配不均有多台大功率的电机同时启动123一万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker单机运行时发电机的容量不够，要及时并车12二并联机组功率分配不均，要及时调整油门，使两台发电机功率分配均匀过载保护导致电网失电的处理万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker34二多台大功率的电机同时启动引起过载时，在操作时避免大功率电机同时启动如果因过载保护导致电网失电，应及时将空气开关合上过载保护导致电网失电的处理万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker发电机欠压保护失压脱扣保护有些电子脱扣器（如DW95型）也具有此功能自动空气断路器中失压脱扣器来承担万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker欠压导致电网失电的原因发电机调压器失灵发电机外部短路大功率电机同时启动123万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker如果是发电机调压器失灵或损坏时，修复调压器查明负载短路原因尽量避免大功率电机同时启动123欠压导致电网失电的判断处理万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker由操作人员或继电保护发出指令后执行断路器跳闸用于远距离遥控断路器迅速分闸分励脱扣器作用原理与失压脱扣器相似万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker电磁线圈串联在电源电路中失压脱扣器正常情况下失压脱扣器电融线圈有电分励脱扣器的电磁线圈正常情况下不通电当需要自动断路器分闸操作时，才给分励脱扣器一个控制电压，使其瞬间动作跳闸万能式自动气断路器Universalautomaticaircircuitbreaker配电盘式绝缘表测量原理船舶电力系统的监测船舶电网单相接地监视及绝缘检测课程导入Courseintroduction

船舶电网绝缘性能的重要性Importance

船舶电网电气设备触电、火灾及电气设备损坏等事故的重要原因绝缘性能降低或损坏造成漏电船舶交流三相电力系统船舶电网如果发生单相接地中性点绝缘的三相三线制不影响三相电压的对称性不影响动力用电设备的正常工作船舶电网绝缘性能的重要性Importance

存在两种危险性隐患增加了人体触电的危险性1当人体触及带电体时，使人体通过接地相直接与线电压构成导电回路船舶电网绝缘性能的重要性Importance

如果另外一相再发生接地便造成线间短路的危险性单相接地故障为潜伏性故障2存在两种危险性隐患船舶电网绝缘性能的重要性Importance

船舶电网绝缘的规范要求Specificationrequirements电网对地绝缘电阻的检测，按规范要求船舶电网的绝缘电阻不得低于为了保障电网的正常运行，对电网的绝缘电阻有一定要求2MΩ1MΩ船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring不能采用普通的摇表来测量电网对地的绝缘程度由于船舶电网几乎总是带电监视单相接地监视电网绝缘电阻绝缘指示灯（俗称地气灯）配电盘式兆欧表绝缘监视仪船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring接线地气灯法仅适合三相绝缘系统船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法当电网工作正常时A、B、C三灯构成一星形联接的对称三相负载0′点为人工中性点三灯所承受的电压均为相电压三灯亮度相同工作原理船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法若A相线路上某点D接地（船体）A灯被接地线短接，人工中性点0′漂移至A点，0′点电位与A点电位一致工作原理船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法若A相线路上某点D接地（船体）B、C灯所受的电压从相电压上升为线电压将特别亮B、C两灯将上升到约为线电压，故A灯将暗下来或熄灭（视接地电阻的大小而定）工作原理船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法若A相线路漏电虽然A灯还能发光，但三灯间亮度有显著区别，从而可指示出线路绝缘情况指示给值班人员：“电力系统中A线有接地情况”，应立即采取措施检查排除工作原理船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法单相接地检测三相线路绝缘均下降，情况就不易辨别船舶电网绝缘监视的方法Methodsofmonitoring地气灯法接地故障出现时，要分析判断故障点可能发生在何处最近是否有新安装的电气设备，因接线碰壳而形成接地必要时，可以用分区域断电的方法检查，分级逐个去检查直到找出故障点单相接地故障的检测和排除本船运行中有哪些薄弱环节易于形成接地船舶电网绝缘监视的方法MethodsofmonitoringCCS规定绝缘检测Insulationtest2.4.2.2用于电力、电热和照明的绝缘配电系统，不论是一次系统还是二次系统均应设有连续监测绝缘电阻能在绝缘电阻异常低时发出听觉或视觉报警信号的绝缘电阻监测报警器在电网不带电情况下可用摇表来测量绝缘电阻船舶电网对地绝缘电阻的检测，要求能带电进行一般采用专门的配电盘式兆欧表来测量安装在主配电盘上绝缘检测Insulationtest兆欧表的结构测量机构（表头）附加装置（整流电源）磁电仪表此电流与永久磁铁在气隙中所产生的恒定磁场相互作用，使仪表可动部分发生偏转当有直流电通过动圈时绝缘检测Insulationtest兆欧表的结构测量机构（表头）附加装置（整流电源）磁电仪表指示了一定的数值当这个作用力矩与游丝产生的反作用力矩平衡时绝缘检测Insulationtest配电盘式绝缘表测量原理流过表头的电流仅与电源电压U及被测的绝缘电阻RX有关由于通过发电机的定子绕组可形成通路，故测得的RX是三相分别对地绝缘电阻的并联电阻值绝缘检测Insulationtest配电盘式绝缘表测量原理Rx为不同值时，有不同的电流值，从而指示出绝缘电阻的数值Rx=0Rx=∞流过表头的电流有一相对地短路时，电流为最大理想绝缘时，I=0绝缘检测Insulationtest配电盘式绝缘表测量原理电源一端4接表头附加装置提供直流电源另一端3经开关接入电网经电网的绝缘电阻到地与表头构成直流回路绝缘检测Insulationtest配电盘式绝缘表测量原理电网绝缘下降时绝缘电阻下降，漏电流增大绝缘检测Insulationtest配电盘式绝缘表测量原理由整流电源正端流出来经过接线柱3、开关K到电网经绝缘电阻到地，进入测量机构正端经测量机构流回4端到整流电源负端漏电流绝缘检测Insulationtest表上刻度直接用绝缘电阻值标注绝缘电阻值可以由表头上直接获得配电盘式绝缘表测量原理漏电流越大，测量机构表头指针偏转越大，说明绝缘电阻越小绝缘检测Insulationtest电压U是由附加装置中的直流稳压电源产生的配电盘式绝缘表测量原理绝缘检测Insulationtest由仪表内部稳压源把直流稳定电压Eo通过一高电阻加到馈电系统和地之间测量流过Rx的直流泄漏电流Ix，Ix经放大由指示表指示相应的绝缘电阻值Rx为馈电系（三根带电线一起）和地之间的绝缘电阻√√交流电网绝缘电阻监测仪Resistancemonitor以监测该馈电系统的绝缘电阻是否低于报警整定值如果低于报警整定值Ix转换成电压信号基准电压点亮红灯使报警继电器有输出交流电网绝缘电阻监测仪Resistancemonitor交流接触器的结构和工作原理交流接触器的功能FunctionofACcontactor用于频繁接通或分断交流电路的控制电器实现频繁的远距离自动控制低电压释放保护能力接通和分断能力比工作电流大数倍乃至十几倍交流接触器的型号及含义ModelandmeaningofACcontactorCJ接触器交流设计序号Z-重任务X-消弧B-栅片去游离灭弧额定电流（A）A、B改型产品极数（以数字表示，三极产品不标注）Z-直流线圈S-带锁扣CJ10系列交流接触器的结构StructureofACcontactor主触头接线柱三对主触头线圈接线柱灭弧罩三对主触头灭弧罩辅助常开触头辅助常闭触头接线柱CJ10系列交流接触器的结构StructureofACcontactor桥式动触头触头压力弹簧片动铁心短路环线圈底座反作用弹簧静铁心缓冲弹簧CJ10系列交流接触器的结构StructureofACcontactor交流接触器的符号SymbolsforACcontactors线圈主触头常开触头常闭触头交流接触器的工作原理WorkingprincipleofACcontactorCJ10系列接触器电动操作手控制触头的通断一种自动的电磁式开关当线圈通电后线圈电流产生磁场使静铁心产生电磁吸力将衔铁吸合衔铁带动触头动作常闭触头断开常开触头闭合交流接触器的工作原理WorkingprincipleofACcontactor当线圈断电时电磁吸力消失衔铁在反作用弹簧力的作用下释放各触头随之复位交流接触器的工作原理WorkingprincipleofACcontactor短路环的作用Thefunctionofshortcircuitingring维持动静铁心之间具有一定的吸力清除动、静铁心之间的振动嵌装在铁心某一端的铜环交流接触器铁心的短路环在交变电流过零时交流接触器的选用SelectionofACcontactor选择交流接触器的类型交流接触器的电压等级要和负载相同按负荷种类分为12一类二类三类四类AC1AC2AC3AC4负载的计算电流要符合接触器的容量等级交流接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制电路要求34接触器的额定工作电流