船舶电站及其自动化装置 课件4 船舶同步发电机电压及无功功率分配、5 船舶电力系统安全保护、6 船舶高压电力系统

第四章船舶同步发电机电压及无功功率分配

众所周知，各种电气设备，必须在额定电压下运行。因此保持电网电压为额定值，是供电质量的重要指标之一。但是，实际上船舶电网电压总是经常变动的。原因是相对于陆上电网，船舶电站容量较小，而某些用电设备容量却较大，当这些大负载起动时，对船舶电网将造成冲击，船舶同步发电机的端电压变动尤为严重，故研究船舶同步发电机电压自动调整，是交流船舶电站的重要课题之一。1.1同步发电机电压变化的原因

当负载变化时，由于同步发电机电枢反应，必定会引起发电机端电压的变化。这一关系可由隐极式同步发的电压平衡方程式（4-1）表示（其电势简化矢量如图4-1所示）：索引第一节自励恒压装置的作用和基本措施1、对电动机的影响2、对电光源的影响3、对电网的影响索引1.2电压偏差的危害引起同步发电机端电压变化的主要原因是无功电流的变化，而要保持发电机端电压不变，就要随之相应地调整发电机的励磁电流，索引1.3发电机电压调整的基本措施2.1励磁自动调整的作用发电机端电压是由励磁电流产生的，为了维持发电机的端电压几乎不变，发电机的励磁电流必须适时地做相应的调整。2.2同步发电机端电压调整自动电压调整装置的的基本要求总的基本要求是：简单可靠；灵敏度高而稳定；保证电压为给定水平；调整迅速而很快稳定；具有一定的强行励磁能力；同样有效的反映电压的下降和电流的增大；合理地分配无功功率。相对应基本要求的具体技术指标有：静态特性、动态特性、强行励磁、无功分配。索引第二节同步发电机的励磁自动调整2.3励磁自动调整装置的技术指标

（1）发电机稳态电压变化率。我国钢质海船入级规范中对稳态指标规定为：“交流发电机连同其励磁系统，应能在负载自空载至额定负载范围内，且其功率因数为额定值情况下，保持其稳态电压的变化值在额定电压的±2.5％以内。应急发电机可允许为±3.5％以内。”（2）发电机动态特性

“交流发电机在负载为空载、转速为额定转速、电压接近额定值的状态下，突加和突卸60％额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载时，当电压跌落时，其瞬态电压值应不低于额定电压的85％；当电压上升时，其瞬态电压值应不超过额定电压的120％，而电压恢复到与最后稳定值相差3％以内所需的时间，则不应超过1.5s。”2．励磁自动调整装置的分类主要采用的有：不可控相复励自励装置；可控相复励自励装置；可控硅励磁自动调整装置；用于无刷发电机的励磁自动调整装置；用于谐波励磁发电机的励磁自动调整装置。励磁调整方法大都是按照电压偏差（

）、负载电流（

）、电流相位（

）这三个原则来实现的。

依被检测量的不同可分为：按电压偏差调整；按负载电流大小及相位调整；按电压偏差、电流大小及相位的复合调整。发电机的励磁电源由发电机本身提供的励磁系统提供，故又称为自励系统。按负载电流大小及相位进行补偿的励磁调节系统，被调量即机端电压没有反馈到系统的输入端，是一个开环系统，由人工预先调整好电抗器、变压器等的气隙和线圈匝数，系统根据负载状态来控制被调量，即仅根据负载变化提供相应的励磁电流。其特点是稳态调节精度较差，但动态性能较好。仅按机端电压偏差调节的励磁自动调节系统的特点是动态性能较差，一般都与相复励装置联用构成综合调节系统。3．励磁自动调节系统的调节原理索引励磁自动调节系统（以下称调节系统）的被调量是发电机的机端电压U，由于发电机的负载电流大小及其相位变化引起U的变化，调节系统的任务是要把被调量调到所要求的值上。调节系统在发电机单机运行时要维持机端电压在一定水平上，在并联运行时要实现无功功率的分配调节。调差系数在单机运行时表现为负载变化时的电压调节精度，即稳态电压调整率。（1）励磁调节特性索引按偏差调节的系统，调节作用只与机端电压的偏差有关，而与产生扰动的原因无关，其静态特性即调整精度较好；而动态过程是一个周期性的振荡过程，动态特性较差。（2）按机端电压偏差调节原理索引在既定的转速和温度等条件下，发电机端电压是既定的。但是由于转速或温度变化等其他扰动引起的电压偏离，调节系统就无法响应，因此静态特性较差。这种不加以控制的励磁系统一般称为“不可控相复励”系统，或称为“开环调节”系统，它的动态过程是非周期性的，没有振荡过程，因此动态稳定性好。（3）按负载电流大小及相位进行调节原理按机端电压偏差调节的励磁自动调节系统，静态性能好，动态性能差；按负载电流大小及相位进行补偿调节的励磁系统，动态性能好，静态性能差。综合这两种调节方法，既按负载电流大小及相位进行补偿，又按机端电压偏差校正，可以取长补短获得较好的调节效果。（4）综合调节原理自励同步发电机要达到正常自励起压，必须满足三个条件：①必须要有足够大的剩磁电压

，以使自励回路导通；②必须适当整定自励回路阻抗，使励磁特性与空载特性配合恰当，正好相交在正常空载额定电压

；③使自励系统成为正反馈系统，剩磁电压所产生的励磁电流的磁化方向与剩磁方向相同。第三节自励起压原理抬高曲线1，就是保证要有足够大的剩磁电压。例如可采用在制造发电机时加恒磁插片或适当加大其气隙等办法来提高剩磁电压，但这将使发电机的尺寸加大。比较简易可行而常用的方法是，外接—充磁电源E。索引降低曲线3的常用方法是，接入谐振电容CQ。索引同步发电机建立正常空载电压后，在船舶主开关合闸带负载时，由于电枢反应的去磁作用和内部阻抗压降，其端电压必然要降低。复式励磁，就是将发电机的定子电流整流后供给励磁，如图所示。其调压作用是借助电流互感器LH组成的复励回路来实现的。第四节不可控相复励自励恒压装置由于引起同步发电机

变化的原因，除了负载电流大小外，还和功率因数

的大小有很大关系，还需要调压器能补偿

变化引起的

的变化。这就需要进行所谓的相复励。电流合成矢量如图同步发电机的这种励磁系统，被称为相复励自励恒压励磁系统。这种系统，由于采用相复励，使调压和电压的变化几乎是同时进行的，故它的最大特点就是调压动作迅速，因而其动态特性是很好的。电磁叠加和电势叠加的相复励自励恒压装置TA----电流互感器：LC----移相电抗器，LC是一个具有气隙的三相铁心电抗器；ZL----三相桥式整流器SB----充磁按钮；E----蓄电池；R’----限流电阻2．电流叠加相复励自励恒压装置采用近似的办法简化问题

励磁电流的相量图4.2.2电势叠加型不可控相复励自励恒压装置如图4-12a）所示为电势叠加型不可控相复励电路原理图，图4-12b）为其单线图。为了说明其原理，还可绘制电势叠加型的一相等效电路如图4-12c）所示。4.2.3电磁叠加型不可控相复励自励恒压装置如图4-13a）所示为电磁叠加型不可控相复励电路原理图，图4-13b）为其单线图。图中，采用三绕组的变压器T作为不可控相复励的空载分量与复励分量的叠加元件。4.2.3电磁叠加型不可控相复励自励恒压装置为了改善不可控相复励自励恒压装置的静态性能，电磁叠加型不可控相复励还常采用带电压曲折绕组的四绕组变压器作为相复励的叠加元件，如图4-14所示。

可控相复励的构成：

可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体，再加上根据电压偏差信号实现调节的自动调压器AVR构成的。负载电流变化时，首先是相复励调节，然后AVR补充调节。索引第五节晶闸管自励恒压装置为了进一步改进发电机提供的电能质量，可在不可控相复励自励调压装置的基础上加一个自动电压校正器，按照电压偏差对发电机端电压进一步调节，可控相复励变压器式自励恒压装置，采用在电磁叠加相复励装置的三绕组变压器中加一个直流磁化绕组的方法。自动电压调节器AVR通过改变直流磁化绕组中的电流来改变变压器铁芯的磁化程度，从而控制相复励变压器的各交流励磁线圈的电抗，以控制相复励变压器的输出电流。第六节可控相复励自励恒压装置可控移相电抗器式调压器原理图如图所示。这种装置的基本励磁装置为电流叠加的相复励装置，不同的是移相电抗器用饱和电抗器取代固定电抗器。AVR按电压偏差输出相应的直流来控制饱和电抗器的饱和程度，以调节相复励装置交流侧电流,从而消除电压的偏差。2．可控移相电抗器式可控相复励装置在整流器的交流侧并联一个三相饱和电抗器，进行交流侧的分流控制。当出现电压偏差时，AVR的电流IT控制饱和电抗器的饱和程度，从而改变分流，以达到调压的目的。3．可控电抗器分流的调压装置晶闸管并联在相复励装置的交流侧实现交流侧的分流。当电压出现偏差时，AVR输出与电压偏差相应的触发电流,改变晶闸管的导通角进行分流。通常在晶闸管电路中串联一适当的阻抗，以限制晶闸管导通时的分流电流,与饱和电抗器交流侧分流的电路相比,晶闸管分流是断续的,而饱和电抗器交流侧分流是连续的。4．交流侧晶闸管分流的调压装置直流侧晶闸管分流的调压器单线原理图如图所示。它与交流侧晶闸管分流的可控相复励装置不同的是晶闸管并联在直流侧，工作原理大致相同。5．直流侧晶闸管分流的调压装置6.3.1TZ-F型可控相复励调压器：

索引6.3可控相复励实例6.3.2CRB型可控相复励调压器：

索引6.3可控相复励实例

主要由晶闸管主电路、触发电路、控制电路三部分组成。控制电路则由比较、检测和调节电路组成。

自励发电机的励磁电源由发电机本身提供的励磁系统提供，这种励磁系统主要由变压器和整流器组成，无转动结构，称为静止励磁系统。同步发电机转子的励磁电流，是通过电刷和滑环引进发电机励磁绕组。由于电刷的磨损，增加了维护和保养工作，磨损产生的碳粉又会导致发电机绝缘下降，产生的电火花不仅会影响无线电通讯，在油轮上使用极为危险。为从根本上解决这一问题，出现了具有同轴交流励磁机和旋转硅整流器的无刷同步发电机。

第七节无刷发电机励磁系统主发电机G和励磁机LG都是三相同步发电机。它们在结构上的区别在于：主发电机是旋转磁极式的，其定子G是三相交流电枢，转子L是直流励磁绕组；而励磁机则是旋转电枢式，其定子是直流励磁绕组，转子L是三相交流电枢，与主发电机同轴。励磁机是无刷同步发电机励磁系统的主要部分，其励磁饶组L由主发电机的电压调整器TYQ的输出来供电。励磁机发出的三相交流电经三相挢式旋转硅整流器VD整流后供给发电机励磁绕组。旋转硅整流器安装在同步发电机转轴上。由于整流器需承受离心力，因此对其制造和安装工艺有一定的要求。励磁机是放大系数很大的环节，调压器小而可靠,其缺点是发电机轴向尺寸因同轴励磁机而增加，励磁机具有较大电磁惯性，动态特性较差。——时间常数大，使端电压反应慢。

7.2.1旋转二极管无刷励磁系统

7.2.2带旋转变压器的旋转可控硅无刷励磁系统

7.4.1VZRAB型无刷励磁系统

7.4.3AVR部分（1）测量回路发电机的电压信号经由测量变压器T1、三相整流桥整流、阻容支路R1、C1滤波后变换为与之成比例的直流电压信号，该信号经由稳压管Z1和电阻等组成的单稳压管比较桥在Z1的阴极输出与电压偏差成比例的直流控制电压信号。

当两台并联运行发电机的电势不相等，而频率、相位相等时；则在两机组之间将产生一个无功性质的环流，其结果将使电势较高的发电机输出无功功率增大,而电势较低的发电机输出的无功功率减少（发电机负载电流功率因数低的，无功功率大；功率因数高的，则无功功率小）。由此可见，当同步发电机并联运行时，通过改变发电机的励磁电流来调节其电势，即能调整无功输出、实现无功功率转移。具体调节方法是：必须同时调节两台发电机的励磁电流，将功率因数低的发电机励磁电流减小，与此同时将功率因数高的发电机励磁电流增大，这样就可以使两台发电机功率因数趋于一致，即输出的无功功率相等。

索引第八节并联运行发电机组的无功功率分配

索引船舶并联运行同步发电机无功调整相量图发电机并联运行时，调压特性曲线应呈下倾特性。这样有利于稳定地并联工作。图3-74所示，由于两台机组的电压调整特性不一致,导致无功分配不均匀,特性曲线平坦的机组承担的无功变化大,特性曲线较陡的承担无功变化小,因此希望并联运行机组应有相同的电压调整特性。不可控相复励自励恒压同步发电机并联运行时，一般采用均压线连接方式。目前船舶中采用无刷同步发电机越来越多，它一般采用电流稳定装置来实现无功功率的均匀分配。

并联运行发电机组的无功功率分配只适用于同容量同型号发电机的并联运行。它是将并联运行发电机的励磁绕组用两根均压线并联起来。均压线上产生均衡电流，均衡电流是从励磁电流较大的发电机流向励磁电流较小的发电机，使前者励磁电流减少，后者励磁电流增加，直至两台发电机励磁电流接近相等时为止。1．直流均压线

对容量不同的同步发电机并联运行,可采用交流均压线,如图3-76所示。图中，两台发电机调压装置的移相电抗器通过均压线并联,该连接处在三相整流器之前的交流侧。当两台发电机电势不相等时,通过交流均压线的联接可使发电机输出电压均衡,以保持无功功率均匀分配。2．交流均压线3．电流稳定装置

对于无刷同步发电机，一般采用电流稳定装置来实现无功功率的均匀分配。分配调差系数对于无刷同步发电机，差动电流互感器→无功功率自动调整装置的测量元件。（1）机组并联运行，两台发电机功率表（有功）指示基本相同而电流表指示相差太大时，说明无功分配不均，需要进行调节或可能存在故障；（2）机组并联运行，两台发电机功率表（有功）指示基本相同而功率因数表(cosφ表)指示相差较大时，需要进行调节或可能存在故障。以均压线连接为例来分析故障排除的方法，重点检查均压接触器4．判断两机之间的无功功率分配是否均匀的方法六、同步发电机的自励恒压装置与发电机组的无功功率分配手动调节的方法1．两台发电机并联运行时，两台发电机功率表（有功）指示基本相同而功率因数表（cosφ表）指示相差较大时的手动调节方法说明发电机负载电流功率因数低的，无功功率大；功率因数高的，则无功功率小。现需要由手动来调节。调节过程：为保持电网的电压稳定，在调节时，必须同时向相反方向调节两机组的励磁电流调节旋钮，增大功率因数低的发电机组的励磁电流，同时减少功率因数高的发电机组的励磁电流，使两台机组各自分担的无功功率基本一致。

2．两台发电机并联运行时，两台发电机功率表（有功）指示基本相同而电流表指示相差太大时的手动调节方法说明发电机电流表指示电流大的，输出的无功功率大；电流表指示电流小的，则无功功率小。现需要由手动来调节。调节过程：为保持电网的电压稳定，在调节时，必须同时向相反方向调节两机组的励磁电流调节旋钮，增大电流表指示电流小的发电机组的励磁电流，同时减少电流表指示电流大的发电机组的励磁电流，使两台机组各自分担的无功功率基本一致。1、TUR型可控硅调压器无功功率自动分配装置8.3.3无功功率自动分配装置实例2、CRB型可控相复励调压器无功功率自动分配装置8.3.3无功功率自动分配装置实例第五章船舶电力系统安全保护

船舶电力系统一般指发电机、主配电板、船舶电网。船舶电力系统的安全保护，主要包括船舶同步发电机的保护和船舶电网的保护等内容。

船舶电站保护的任务：

①.电气设备发生故障或异常时，应自动、迅速、有选择性地切除，保证其他设备正常运行。

②.发生异常时，应自动发出声光报警信号，以便及时处理，防止扩大。

③.对于重要设备，要求能自动起动备用设备投入运行，切除异常或故障设备，并自动发出声光报警信号。

④.配合各种自控装置，自动减少或消除异常运行情况。检测到异常，能发出信号给自动控制装置进行调节，消除异常，提高运行可靠性。索引第一节船舶电力系统保护的任务和作用

第二节保护装置的基本要求

电站保护的基本要求：基本有要求：①.选择性，②.快速性，③.灵敏性，④.可靠性。返回索引1．发电机的过载和短路保护(1)过载10%～50%之间，经少于2min的延时断路器应分断，建议整定在发电机额定电流的125%～135%，延时15～30s断路器分断；(2)过电流大于50%，但小于发电机的稳态短路电流，经与系统选择性保护所要求的短暂延时后断路器应分断。断路器的短延时脱扣器建议按下列规定进行整定:始动值为发电机额定电流的200%～250%，延时时间:直流最长为0.2s，交流最长为0.6s；船舶发电机的过载保护主要是由自动分级卸载装置和自动空气断路器中的过电流脱扣器实现，船舶发电机的外部短路保护主要是由自动空气断路器中的过电流脱扣器实现。索引

并联运行的发电机应设有欠电压保护并能满足下列要求:①当电机不发电情况下闭合断路器时应瞬时动作；②当电压降低至额定电压的70%～35%时，应经系统选择性保护要求的延时后动作。船舶发电机的欠电压保护主要是由自动空气断路器中的失压脱扣器实现。2．发电机的欠电压保护

并联运行的交流发电机应设有延时3～10s动作的逆功率保护，并联运行的发电机的逆功率(或逆电流)值按原动机的类型不同可整定为:①原动机为柴油机：发电机额定功率(电流)的8%～15%；②原动机为涡轮机：发电机额定功率(电流)的2%～6%。当供电电压下降至额定电压的50%时，逆功率或逆电流保护不应失效，但其动作值可以有所改变。船舶发电机的逆功率保护由逆功率继电器实现。并联运行时，甲断油→乙就过载3．发电机的逆功率保护

应设有适当的卸载装置或其他等效措施，自动将非重要负载及保障居住条件的设备予以卸载，必要时，次重要设备也可予以卸载，以确保被连接的发电机不发生持续过载。根据发电机的过载能力，此种卸载可分一级或多级进行。在这种情况下，应先行卸掉非重要负载。4．自动卸载索引3.1船舶发电机外部短路、过载、欠压和逆功率保护的要求根据我国《钢质海船入级规范》规定，对500V以下同步发电机，针对其不正常运行情况和可能出现的故障，主要设置的安全保护和要求如下第三节船舶发电机的外部短路、过载、欠压和逆功率保护索引3.2船舶发电机外部短路、过载、欠压和逆功率保护的原理船用万能式自动空气断路器的保护机构由过电流脱扣器、失压脱扣器、分励脱扣器及电子型脱扣器等组成3.2船舶发电机外部短路、过载、欠压和逆功率保护的原理电子型脱扣器是用半导体元件制造的综合型保护元件，具有过负荷、短路和欠压保护等功能。电子脱扣器的一个突出特点是在环境温度变化的情况下，仍能稳定的工作。

当多台发电机并联运行时，由于原动机或调速器工作失常，往往会出现逆功率状态，其中一台发电机从电网吸收功率变成电动机工作状态。发电机在逆功率状态下运行，会使另外并联运行的发电机过载，以致过载跳闸，因此必须设置有逆功率保护。→过载跳闸→易损坏原动机交流发电机的逆功率保护是由逆功率继电器来实现的。它既反映有功功率的大小，又反映有功功率的方向。考虑到当采用手动或半自动法进行并车操作时，在投入并联运行的发电机组中会出现逆功率状态，而这种逆功率的状态发生的时间短，逆功率的数值也不大，因此逆功率保护应避开这种状态。3．逆功率保护及逆功率继电器索引

GG-21型逆功率继电器的结构原理图索引电流线圈电压线圈IA对应的是UAC1．发电机的过电流保护参数的调整（1）发电机的过电流保护参数的调整的原则发电机发热与电流的大小和持续的时间有关，发电机单机运行的保护主要是过电流保护。发电机承受的电流在1.1倍额定电流时，允许的运行时间为2h；在1.25倍额定电流时，允许的运行时间为30min；在1.5倍额定电流时，允许的运行时间为5min。对船舶电力系统保护装置的要求是具有：速动性、灵敏性、可靠性和选择性3.3船舶发电机外部短路、过载、欠压和逆功率保护参数的调整

发电机过电流小于110％IN时通过延时确认，发出声光报警，卸除部分非重要的负载，减小发电机负载电流。一般根据船舶电站发电机的容量和台数，考虑非重要负载的性能和大小，分级脱扣卸载的各级脱扣是利用延时的时间差来实现的。例如，长延时脱扣器的延时为20s时，若分3级脱扣时，延时时间一般整定为：----第1级脱扣延时5s----第2级脱扣延时10s----第3级脱扣延时15s索引发电机过电流保护装置保护装置的动作值与发电机电流的配合有两种方式：一种以发电机额定电流为基准值；另外一种以ACB的框架电流为基准值。基准电流是确定保护动作值的依据，电流互感器的变比是试验时模拟电流的计算依据。若基准值是按发电机额定电流选取的，则基准电流是被保护发电机的额定电流。电流互感器的一次侧额定电流与发电机额定电流接近。二次侧是5A或3A。（2）过电流保护参数设置与调整索引电流表A中的电流值是电子脱扣器中的电流（电流互感器的二次侧电流），应与AH主开关保护动作值相对应。保护动作的延时时间，可用电子脱扣器上的相应电位器调节。动作值由电子脱扣器内部电位器调节。（3）参数调整与校验方法

先将调压器回零位，合闸刀开关后逐渐增加调压器输出电压至发电机额定值，观察失压线圈的吸合状态，然后合发电机主开关，再逐渐调节调压器使输出电压下降，调至欠压动作值，主开关应跳闸。欠压动作值及动作延时时间的调整由UVT整流装置内的电位器调节。2．发电机欠压保护参数的调整ACB失压试验→是通过调节调压器输出电压

在GG-21型逆功率继电器上装有调整逆功率动作值的插座，以备改变电流线圈的匝数，整定逆功率的起动值。在运行中调整时，要先以备用插销插入调整的插座内而后再旋出原插销插入备用插座内，以防电流互感器副边线圈开路。在额定电压下，起动功率可整定在6.4%、9.6%和12%的发电机额定功率。

GG-21型逆功率继电器上还装有一止挡块，其作用是，当发电机输出有功功率时，能挡住动触头使之不能向反向转动，改变止挡块的位置，就可以调整动触头的行程，以整定延时的时限，可整定在2、3、5、7、9、12S。由于转矩与逆功大小成正比，逆功越大，转矩越大，铝盘旋转越快，因此GG-21型逆功率继电器动作时限具有反时限特性。3．发电机逆功率保护参数的调整索引第四节船舶电网的保护

为了保障电网的正常运行，船舶电网的绝缘电阻不得低于1MΩ。（照明0.5M）

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，且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。通常用绝缘指示灯(俗称地气灯)监视船舶电网单相接地，用专用配电盘式兆欧表或绝缘监视仪监视船舶电网绝缘电阻。

索引1．绝缘指示灯

缘指示灯(俗称地气灯)地气灯法，地气灯法仅适合三相绝缘系统。当电网工作正常时，三个灯星形连接，各灯泡两端均为相电压，因而亮度相同。若某一相（设图中的A相）出现接地故障，则灯L3灯被接地线短接熄灭，而L1、L2两端的电压上升为线电压，灯泡亮度增强。若A相线路漏电，虽然L3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。查找单相接地简单方便的方法

当电网绝缘下降时，漏电流将增大，漏电流经电源正极接线柱3→电网→绝缘电阻Rx→测量机构→接线柱4（电源负极），漏电流愈大，测量机构指针偏转愈大，说明绝缘电阻越小。2．电网绝缘监测在线监测配电板式兆欧表法适用于______带电测量时。A．中性点接地的三相四线制B．船体做中线的三相系统C．三相绝缘系统D．中性点接船体的三相系统

接地故障出现时，要分析判断故障点可能发生在何处，如考虑最近是否有新安装的电气设备，因接线碰壳而形成接地，或者本船运行中有哪些薄弱环节易于形成接地等。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。船舶电网接地故障大多发生在照明网络。当值班人员通过配电板式兆欧表检查时发现绝缘电阻低（或装有连续监测对地绝缘电阻报警装置的声、光报警时），值班人员应及时找到接地点，排除接地故障消除隐患。3．接地故障的排查船舶进厂及靠港检修时，或某些船舶靠港停泊时，可以用陆地的电源来供电，称为“岸电”。接岸电时，陆上电源通过电缆通常接到位于主甲板层的岸电箱，岸电箱一般都有岸电电源指示灯、断路器或开关加熔断器、岸电接线柱、相序指示灯（或负序继电器）、表明船电的额定电压与额定频率。换接岸电的操作是在主配电板上进行的，在主配电板上除岸电开关外，还设有岸电指示灯，指示岸电箱已合闸。第五节船舶岸电系统（1）接岸电时岸电与船电的电流种类应一致；（2）接岸电时岸电的额定频率、额定电压应与船电相一致；（3）当岸电为三相四线制时，需将岸电的中性线接在岸电箱上接船体的接线柱上。只有船体与岸电中性线相联后，才可接通岸电；（4）合上岸电箱上开关，只有当岸电相序与船电相序一致时才可到主配电板前进行转接岸电操作；（5）船舶接岸电时严禁船舶发电机合闸供电，只有在岸电切除后发电机才可合闸供电，两者不可能同时合闸；1．接岸电注意事项（1）进厂坞修时，将岸上电力电缆接在岸电箱的岸电接线柱上，合上岸上配电开关，岸电电源指示灯亮（一般由船厂人员承担）。（2）在船电供电情况下合上岸电箱上开关。由岸电箱上相序测定器指示岸电与船电间相序，当两个指示灯的亮暗关系与岸电箱上标志相一致时，说明岸电相序与船电相序一致。否则即相序不一致。若为负序继电器，则当相序不一致时，岸电箱的开关合上即跳闸。（3）在主配电板前，当岸电指示器已表明岸电已通电时，分断发电机主开关，电后立即合上岸电开关，此时船舶电网已换接成岸电供电。2．换接岸电操作

相序测定器电路的三相负载是不对称的。当接电容c的一相设定为R相时，则灯较亮的一相为S相，灯较暗的一相为T相。除相序测定器外，负序(逆序)继电器也是一种检测电网相序的装置，当岸电相序正确、三相电压对称时，负序继电器的输出电压为0，岸电箱开关可以合闸供电，当相序不一致或断一相线时，负序继电器有电压输出，岸电箱开关就合不上闸。负序继电器是用来防止接岸电时，相序接错或一相断线形成电动机单相运行的继电保护装置。3．相序测定器工作原理接电容的后序相较亮船舶高压岸电设施主要包括：高压岸电电缆绞车；高压岸电连接屏（MVSHOREPOWERCONNECTIONPANEL）;高压岸电接受屏（MVSHOREPOWERRECERIVEPANEL），如图5-12所示。5.6.1高压岸电系统的组成第六章船舶高压电力系统

随着船舶电气设备自动化程度的不断提高以及船员生活、工作条件的逐步改善，船舶电气负荷急速增加，相应的船舶发电机的功率也随之大幅度增加。目前大型船舶电力系统容量设计值已高达15~20MVA，大型豪华邮轮更高达70MVA。被广泛采用半个多世纪的船舶低压电力系统已无法满足现代化大型船舶电力系统容量的要求，船舶高压电力系统有不断增加的趋势，这将给船舶电力系统带来一系列新的变化。中国船级社《钢质海船入级规范》对船舶低压和船舶高压系统的定义是：低压系统系指工作于额定频率为50Hz或60Hz、最高电压不超过1000V的交流系统，或在额定工作条件下最高瞬时电压不超过1500V的直流系统。高压系统系指额定电压大于1kV但不超过15kV，额定频率为50Hz或60Hz的交流系统，或在额定工作条件下最高瞬时电压超过1500V的直流系统。索引第一节概述

IEEE标准100规定，中压交流电力系统的定义是指额定电压大于1000V，小于10000V的电力系统；在中压之上，还有高压和超高压。对于额定频率为60Hz的电力系统，中压的额定值有2．3kV、4．16kV、6．6kV等；额定频率为50Hz的电力系统，中压的额定值有3．3kV、6．0kV、10．0kV等。一般而言，选择电动机是否采用中压电力标准的传统功率值分界点是450kW。

第二节船舶高压电力系统电压等级和防护要求3.1电力系统中性点运行方式电力系统的中性点(neutralpoint)运行方式是指电源或变压器中性点采用什么方式接地。

第三节船舶高压电力系统中性点接地技术3.1.1中性点运行方式分类通常中性点运行方式分为以下几种：（1）不接地方式，又称中性点绝缘；（2）直接接地方式，中性点直接与接地装置连接；（3）消弧线圈接地方式，中性点经电抗器（称消弧线圈）与接地装置连接；（4）电阻接地方式，中性点经过电阻与接地装置连接。通常采用高电阻接地方式。。3.1.2中性点接地方式分析1）中性点不接地方式由于不接地方式的中性点对地绝缘，较安全、可靠，当电力系统发生单相接地故障时，不会影响三相电压各相之间的对称关系，单相接地也不形成短路，可以继续带接地故障运行2h，供电连续性好。中性点不接地电力系统，单相接地电流由电力系统对地分布电容电流决定。对于配电线路距离较近的低压电力系统，配电线路各相对地的电容较小，因此接地故障电流也很小，瞬时性故障往往自动消除。因接地电流小，对通信线路的干扰也小。中性点不接地方式的缺点是当一相接地时，另外两相对地电压升高，最大至相电压的倍，易使绝缘薄弱处击穿，造成两相接地短路。3.2不同中性点接地方式单相接地电流计算索引

3.2不同中性点接地方式单相接地电流计算船舶高压电力系统一般通过高压变压器将高电压降为低电压，向船舶低压电力系统的负载供电。因此，船舶高压电力系统就多了变压的配电装置，称高压变配电盘。第四节船舶高压电力系统变配电装置高压断路器虽然有多种分类方法，但在型号上国标以灭弧介质命名断路器。高压断路器型号是由字母和数字两部分组成的，表示如下：1、高压断路器型号含义a.灭弧室结构真空灭弧室的结构类似于一个真空管，它是一个高度真空的密闭容器。真空灭弧室结构如图6-3所示。静触头导电杆1焊接在上端盖2上，上端盖与绝缘外壳6之间密封。②真空断路器灭弧室结构及灭弧原理断路器的关键元件是充满一定压力气体的灭弧室。其动触头及静触头均安装在气室内，断路器灭弧室结构如图6-4所示。断路器的静触头1置于灭弧室内，固定不动，它的端部呈管状，当合闸时动触头3插入此端头的管中。动触头3同样置于灭弧室内，受趋于传动机构，它呈圆柱形，合闸时动触头插入静触头。绝缘喷口2是利用耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯塑料制成的。压气活塞5的作用是当断路器分闸时，压气活塞压缩气室内的气体，它和动触头3同步运动。a.灭弧室结构ZN12-10真空断路器由操作机构箱、一次导电回路、真空灭弧室等构成。ZN12-10真空断路器结构外形如图6-5所示。a.ZN12-10真空断路器外部结构ZN12-10真空断路器的操作机构为弹簧储能式操作机构，可电动及手动操作。其主要由储能机构、锁定机构、合／分闸弹簧、主传动轴等组成。ZN12-10真空断路器操作机构外形如图6-6所示。b.ZN12-10真空断路器的操作机构ZN12-10真空断路器的灭弧室主要由陶瓷绝缘外壳、上端盖、下端盖、屏蔽罩及内部组件等组成。灭弧室的触头采用铜铬合金材料，开断性能优良。ZN12-10真空断路器灭弧室如图6-7所示。c.ZN12-10真空断路器的灭弧室VD4断路器的外部结构主要包括控制线路软管、操作结构箱、手车进出摇杆、航空插头、一次插头、极柱、框架及底盘等。VD4断路器外形结构如图6-8所示。a.VD4断路器的外部结构VD4断路器操作机构如图6-9所示。VD4断路器的操作机构使用了弹簧储能、自由脱扣的模块化机械操作机构，可装配各种闭锁机构以防止错误操作，只有当所有的先决条件都满足时，每个操作顺序才可能被正确操作。b.VD4断路器操作机构VD4断路器的真空灭弧室采用螺旋形状的真空灭弧室触头，这种触头的特点是：它可在弧柱运动的范围内产生一个横向的磁场，并且在触头边缘的区域磁场强度最大。磁场导致电弧围绕触头轴线快速旋转。这种方式不仅减少了触头上的热应力、减小了触头的烧蚀，还使极高短路电流的真空开断变得可能，因此额定电流开断次数可以非常高。c.VD4断路器真空灭弧室真空断路器由操作机构箱、带有真空灭弧室的三相极柱、环氧浇注绝缘子