轮机概论：第七章 船舶电气概述

第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem船舶电力系统轴带发电机船舶电气安全管理油船电气安全管理船舶电气概述返回第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1船用电力系统Marinepowersystem7.1.1船舶电力系统的组成及特点电源装置将机械能、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

负载各种用电设备船舶电网：根据船用负载的特点，船舶电力系统的电站容量、连接方式、电压等级、配电装置等与陆上电力系统有着很大的差别。电缆电线的总称，是中间传递环节第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1.2船舶电力系统的基本参数

早期船舶采用直流电制主要基于直流发电机调压容易、直流配电装置简洁、直流电动机调速平滑等优点。但直流电制在可靠性、经济性、可维修性方面的缺陷甚多，而电力电子技术的发展突破了交流电力系统的调压、调频、并联运行电流种类船舶电力系统额定电压等级的选用直接关系到电力系统中所有电气设备的重量和尺寸，提高电压利于减少导线中的电流、提高设备功率、减小舱容，利于提高经济性，随之对电气设备的绝缘和安全方面的要求也更高。额定电压等级主要基于直流发电机调压容易、直流配电装置简洁、直流电动机调速平滑等优点。但直流电制在可靠性、经济性、可维修性方面的缺陷甚多，而电力电子技术的发展突破了交流电力系统的调压、调频、并联运行

额定频率第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1.3配电装置汇流排配电板上主汇流排及连接部件是铜质的，连接处作了防腐或防氧化处理。汇流排能承受短路时的机械冲击力，其最大允许温升为45℃。

发电机控制屏包含有发电机主开关及操纵器件、指示灯和仪表、发电机励磁控制和保护环节等。每台发电机组均配有单独的控制屏，用于控制、调节、保护。监测发电机。负载屏包括动力负载屏和照明负载屏，通常安装有装置式自动空气开关、电压表、电流表及转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开关。它们是用于分配电能并完成对各馈电线路进行控制、监视和保护等。

1)主配电板包含有同步表、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等。并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。并车屏第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem2)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；

分配电板是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的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电板和照明分配电板两种。区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗电大于16A的电气设备进行供电的开关板。

船舶小应急照明、操纵仪器和无线电设备的电源均采用蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进行充电、放电，实现向用电设备正常供电。第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem4)蓄电池作为应急电源或备用电源，一般商船都作为船舶小应急电源

A用途作为低压设备的电源（如供电给无线电收发报机、自动电话交换机和各种警报器）作应急发电机组和救生艇上柴油机的起动电源，以及罗经的直流电源等。蓄电池的主要性能指标包括开路电压、工作电压、电池容量、使用温度、寿命和储存期等。B性能C种类船用蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类。第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem酸性蓄电池结构组成:电极、电解质、隔离物及外壳

酸性蓄电池也称为铅酸蓄电池

负极：正极：氧化反应还原反应负极：还原反应正极：氧化反应充电过程放电过程第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem碱性镉镍蓄电池(NickelCadmiumCell)碱性蓄电池具有体积小、机械强度高、工作电压平稳、能大电流放电、使用寿命较长和易于携带等特点，近年来在远洋船上的应用增多。缺点是碱性蓄电池比酸性蓄电池的额定电压低，要提供相同的供电电压，碱性蓄电池通常在数量上要比酸性蓄电池多出67％，成本较高。碱性蓄电池可分为搞一镍（Cd—Ni）、铁一镍（Fe—Ni）、锌一银（Zn一Ag）、钢一银（Cd—Ag）等系列。第七章船舶电气概述IntroductiontomarineelectricalsystemD蓄电池的充放电方式

E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

第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem5)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；交流电制船舶则无论进坞修理还是停泊码头，都应设置交流岸电箱以接用交流岸电。岸电箱的容量依据停泊负载来确定，各类船舶的停泊负载不同，通常包括：照明设备、日用设备(日用海水泵、日用淡水泵以及空压机等),冷藏空调设备,厨房设备,通风机,通信设备,修理机械和娱乐设备等岸电箱基本要求和注意事项6)船舶电网主配电网：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。

小应急电网：由蓄电池通过蓄电池充放电板用以传输、分配临时应急电能的网络。

Theendofchapter6第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2轴带发电机Shaftmotorgenerator（1）节省燃料费用。主机用劣质燃料油热效率高、经济性优点：（2）降低发电机运行时间和消耗，减少其维修工作量和费用（3）航行中不使用辅助柴油发动机，也就减少其消耗的滑油。（4）有利于机舱的布置。由于辅助柴油发动机组总的工作时间缩短，故可选用较高速的柴油发动机组。使用轴带发电机时，往往会减少一台副机，机舱的空间节省了（5）改善机舱工作环境。降低噪声，减少热源。缺点：（1）在港作业时，需要辅助柴油发动机组供电（2）对于交流电制的船舶，若非恒定转速的主机，则必须采取特殊措施，保证电网频率的恒定，故使整个系统变得较为复杂（3）造船投资成本较大，虽然可以从营运成本降低的好处中得到补偿，但是这个补偿不仅和轴带发电机的功率有关（功率越大越好），还与时间的利用率（即船舶在一年中航行的时间）有关。第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.1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

第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem

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：由主机和定距螺旋桨的推进系统驱动，发电机的频率随主机转速而变化只能在其频率不超出船舶规范允许范围时才可使用。

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七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.2、变距桨和轴带发电机(★★★)

由于变距桨船舶采用的主机都为定速定向型，在正常航行时主机的转速维持在一个设定的速度上（额定转速），所以这类船舶大都采用轴带发电机，且不需加恒频装置。轴带发电机与主机轴之间是靠机械传动装置（减速齿轮箱）联在一个系统中，因此整个系统的组成比较简单，其工作原理与系泊（辅助）发电机的工作原理大致相同。①输出电源频率受主机负荷变化的影响，一般当主机转速变化范围超过10%时，应换用柴油发电机；②可以和其他发电机并联运行，但时间不宜过长，主机与副机的机械特性很难做到一致；③输出功率的大小受主机允许输出功率的限制；缺点：主机负荷变化很大，或者负荷很大时，应采用系泊工况，都采用发电机供电第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.3、定距浆船舶的轴带发电机推进轴和轴带发电机之间装有定速装置。当推进轴转速发生变化时，轴带发电机的转速保持恒定。定速装置有多片离合器式。涡流联轴器式、液压转换器式和电控星形齿轮。但这种轴带发电机装置不能和其他发电机持续并联运行，当速度和额定转速差异较大时，装置容量将受到限制，效率降低。

第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.3船舶电气安全管理SafetyManagementofElectricalsystme

7.3.1、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七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem2）照明系统维护保养注意事项★a: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。b: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c:装卸易燃危险货物时，不可使用携带式货舱灯。d: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。e: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。f: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。g: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七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.3.2、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。

第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem2）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

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

Theendofchapter6第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.4油船电气系统的安全管理Section4ElectricalsystemSafetyManagementoftanker7.4.1、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；第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem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；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。第七章船舶电气概述Introductiontomarineelectricalsystem7.4.2、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