1、船舶電站及自動(dòng)化姜錦范第一章 船舶電力系統(tǒng)與配電裝置第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 一、 船舶電力系統(tǒng)的組成第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 電源 電源是將機(jī)械能、化學(xué)能等能源轉(zhuǎn)變成電能的裝置 配電裝置 配電裝置是對(duì)電源和負(fù)荷進(jìn)行分配、監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)、轉(zhuǎn)換、控制的裝置 電網(wǎng) 電網(wǎng)是聯(lián)系發(fā)電機(jī)、主配電板、分配電板和負(fù)荷間的中間環(huán)節(jié)，是將電源的電能輸送到負(fù)荷端的媒體 負(fù)荷 電動(dòng)機(jī)、電加熱器、照明等二、船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)其基本要求第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 1. 船舶電站容量較小對(duì)船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了較高的要求 對(duì)自動(dòng)控制裝置的可靠性也提出了較高的要求 2. 船舶電網(wǎng)輸電線路短可省掉一套對(duì)電

2、網(wǎng)的過載、短路保護(hù)裝置3. 船舶電氣設(shè)備工作環(huán)境惡劣需滿足船用條件三、船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 1. 電制的選擇 2. 額定電壓的選擇動(dòng)力電網(wǎng) 440V、380V照明電網(wǎng) 220V、110V弱電電網(wǎng) 24V3. 額定頻率的選擇50Hz、60Hz 四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 1. 船舶運(yùn)行狀態(tài)及用電設(shè)備的分類船舶運(yùn)行工況一般可分為 航行工況、進(jìn)出港工況（狹窄航道航行工況）、停泊工況、裝卸貨作業(yè)工況及應(yīng)急工況 用電設(shè)備可分成動(dòng)力裝置用輔機(jī)甲板機(jī)械艙室輔機(jī)冷藏通風(fēng)機(jī)械機(jī)修機(jī)械照明及生活用電設(shè)備無線電通訊、導(dǎo)航設(shè)備其他設(shè)備 四、船舶

3、電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 2. 電站容量的確定與發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇. 滿足船舶在各項(xiàng)運(yùn)行工況下用電量的需求 . 每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的最高負(fù)荷為8085%左右 . 必須設(shè)有備用發(fā)電機(jī)組 . 一般應(yīng)選用同容量同型號(hào)的發(fā)電機(jī)組 . 使用的發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)應(yīng)盡可能少些，一般選用三臺(tái)發(fā)電機(jī)組 四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 3. 三類負(fù)荷法. 負(fù)荷分類1）第類負(fù)荷：連續(xù)使用的負(fù)荷 2）第類負(fù)荷：短時(shí)或重復(fù)短時(shí)使用的負(fù)荷 3）第類負(fù)荷：偶然短時(shí)使用的負(fù)荷或按操作規(guī)程可在電站高峰負(fù)荷時(shí)間以外使用的負(fù)荷 . 負(fù)荷的計(jì)算1）電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)K1K

4、1= P2 / P1 四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 2）機(jī)械負(fù)荷系數(shù)K2K2 = P3 / P2 3）電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)K3K3 = P3 / P1 =K1 K24）電動(dòng)機(jī)以額定功率運(yùn)行時(shí)從電網(wǎng)吸收的功率P4P1nP4 5）電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率P5 P3P5 P1 K3四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 6）同一類負(fù)荷有n臺(tái)機(jī)組時(shí)，所需電網(wǎng)供給有功功率P6 P6 P5n 7）同組用電設(shè)備所需電網(wǎng)供給有功功率P0 P0 = P6K0 = nK1K2K0P1 / 8）無功功率Q0的計(jì)算Q0 P0 tan 電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率因數(shù)

5、角 9）各組設(shè)備間總同時(shí)工作系數(shù)K0、K0對(duì)第類負(fù)荷，考慮到各輔機(jī)和用電設(shè)備最大負(fù)荷的不同時(shí)性，同時(shí)系數(shù)K0通?？蛇x0.80.9 四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 一般同時(shí)工作系數(shù)K0在0.3左右對(duì)第類負(fù)荷 10）計(jì)入電網(wǎng)損耗5%11）某狀態(tài)下需發(fā)電機(jī)供給的總功率總有功功率 P=（K0P K0P）1.05 總無功功率 Q=（K0Q K0Q）1.05 12）該狀態(tài)下平均功率因數(shù)cos tanB Q / P B tan 1Q/ P 13）第類負(fù)荷計(jì)算時(shí)可不計(jì)，但應(yīng)注意高峰負(fù)荷時(shí)可能該狀態(tài)下短時(shí)需要的最大負(fù)荷 Pmax =PP 四、船舶電站容量的確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)

6、數(shù)的選擇第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) . 負(fù)荷表的編制1）根據(jù)輪機(jī)、舾裝等專業(yè)提供的數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備，并計(jì)算各電動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備的額定所需功率 2）根據(jù)船舶類型選擇所需計(jì)算工況，確定各工況下所需使用的電動(dòng)機(jī)、電氣設(shè)備和使用情況，并進(jìn)行分類 3）確定負(fù)荷系數(shù)，并計(jì)算各用電設(shè)備的實(shí)際使用功率 4）計(jì)算每一工況下各類負(fù)荷的總功率 5）按其同時(shí)系數(shù)K0和K0并計(jì)及電網(wǎng)損耗5%，確定各狀態(tài)所需電站功率 6）根據(jù)上述計(jì)算，選擇發(fā)電機(jī)組的功率和數(shù)量，并核算各工況下發(fā)電機(jī)的負(fù)荷百分率，一般來說發(fā)電機(jī)應(yīng)有1020%的儲(chǔ)備功率，最后用Pmax來校驗(yàn)發(fā)電機(jī)的過載能力是否滿足 五、船舶電網(wǎng)第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基

7、本知識(shí) 1. 船舶電網(wǎng)的線制三相三線絕緣系統(tǒng) 三相四線系統(tǒng) 利用船體作中性線回路的三相三線系統(tǒng) 2. 船舶電網(wǎng)的供電網(wǎng)絡(luò)a) 三相三線絕緣系統(tǒng)MMb) 三相四線系統(tǒng)MMMMc) 利用船體作中性線回路的三相三線系統(tǒng)圖1-2 三相交流系統(tǒng)船舶電網(wǎng)線制G1G2MSBEGESB圖1-3 單主電站供電網(wǎng)絡(luò)五、船舶電網(wǎng)第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 3. 船舶電網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò). 船舶配電網(wǎng)絡(luò)分類 2）照明電網(wǎng)3）應(yīng)急電網(wǎng)4）臨時(shí)應(yīng)急照明電網(wǎng)5）弱電電網(wǎng)一次配電網(wǎng)絡(luò) 二次配電網(wǎng)絡(luò)1)動(dòng)力電網(wǎng). 船舶電網(wǎng)一次配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方式G1G2MMa)饋線式b)干線式圖1-4 一次配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)線方式示意圖G1G2MM五、船舶電

8、網(wǎng)第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 4. 船舶電網(wǎng)的保護(hù). 船舶電網(wǎng)的過載保護(hù). 船舶電網(wǎng)的短路保護(hù) 短路保護(hù)的選擇性按時(shí)間原則整定，則應(yīng)有 t1 t2 t3按電流原則整定，則應(yīng)有 I1 I2 I3六、船舶配電裝置第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) 1. 船舶配電裝置分類. 主配電板 . 應(yīng)急配電板 . 充放電板 . 岸電箱 . 分配電箱 2. 船舶主配電板. 主配電板的功能1）根據(jù)需要接通或斷開電路（手動(dòng)或自動(dòng)） 2）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能按要求動(dòng)作，切除故障設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)，或發(fā)出報(bào)警信號(hào) 3）測(cè)量和顯示運(yùn)行中個(gè)各電氣參數(shù)，如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等 4）能對(duì)電站的電壓、頻率，以及并聯(lián)運(yùn)行的

9、各發(fā)電機(jī)組的有功、無功功率進(jìn)行調(diào)整 5）能對(duì)電路狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)以及偏離正常工作狀態(tài)進(jìn)行信號(hào)顯示 六、船舶配電裝置第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)基本知識(shí) .發(fā)電機(jī)控制屏 Cosco Antwerp輪主配電板部分圖片 . 負(fù)載屏. 并車屏. 匯流排3. 配電裝置的維護(hù)與保養(yǎng). 主配電板維護(hù)周期及技術(shù)要求 . 運(yùn)行中船舶主配電板的日常管理 Cosco Antwerp輪主配電板 一、發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的保護(hù) 整定在過電流10%至50%之間的過載保護(hù)必須以不超過2 min的延時(shí)使發(fā)電機(jī)斷路器脫扣 船級(jí)社建議整定在發(fā)電機(jī)額定電流的125%135%，延時(shí)1530秒斷路器分?jǐn)?二、發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù) 短路

10、保護(hù)應(yīng)整定在大于50%的過電流，但整定值應(yīng)小于穩(wěn)態(tài)短路電流；它必須具有一短暫延時(shí)以適應(yīng)系統(tǒng)選擇性保護(hù)要求 船級(jí)社建議整定短路保護(hù)動(dòng)作值為發(fā)電機(jī)額定電流的200%250%，延時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)為0.6秒（交流） 三、發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)第二節(jié) 發(fā)電機(jī)的保護(hù) 發(fā)電機(jī)電壓下降至額定電壓的70%35%時(shí)，發(fā)電機(jī)斷路器必須自動(dòng)斷開。欠電壓保護(hù)裝置必須有一與短路保護(hù)相協(xié)調(diào)的短延時(shí) 四、發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù) 原動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)時(shí)逆功率整定值在發(fā)電機(jī)額定功率的8%15%間某一區(qū)域 原動(dòng)機(jī)為汽輪機(jī)時(shí)為2%6%間某一區(qū)域；延時(shí)時(shí)間在310秒間整定 一、框架式自動(dòng)空氣斷路器 ACB（Air Circuit Breaker）第三節(jié) 自

11、動(dòng)空氣斷路器框架式自動(dòng)空氣斷路器的方框圖 三菱AE-SS型固定式、抽屜式框架式自動(dòng)空氣斷路器外觀圖 AE-SS型ACB的內(nèi)部構(gòu)造圖 寺崎（TERASAKI）AT型框架式自動(dòng)空氣斷路器外觀圖 一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器1. 框架式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介. 觸頭、滅弧系統(tǒng) 寺崎AT型框架式自動(dòng)空氣斷路器的觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 觸頭系統(tǒng)是由主觸點(diǎn)、預(yù)接觸點(diǎn)（付觸點(diǎn)）、弧觸頭組成接通次序：預(yù)接主斷開次序：弧預(yù)接主一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器. 過流、失壓、分勵(lì)脫扣器 1. 框架式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1）過流、失壓、分勵(lì)脫扣器脫扣原理簡(jiǎn)介 2）DW95電子脫扣器SPGT

12、電子脫扣器原理框圖 5）Masterpact M系列之STR 68U型控制單元3）AE-S系列之SPGT電子脫扣器4）Masterpact M系列之STR 58U型控制單元.一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器1. 框架式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介. 過流、失壓、分勵(lì)脫扣器 6）保護(hù)特性參數(shù)整定 TERASAKI公司的AH、AT系列ACB 三菱公司AE系列的ACB Schneider Electric 公司M系列的STR 58U、 STR 68U. 自由脫扣機(jī)構(gòu)1）將手柄或電動(dòng)合閘部分的操作傳遞給觸頭系統(tǒng) 2）當(dāng)合閘操作完成后，維持觸頭系統(tǒng)處于合閘狀態(tài) 3）自由脫扣機(jī)構(gòu)脫扣，ACB即跳閘

13、 自由脫扣機(jī)構(gòu)一般都是由四連桿機(jī)構(gòu)組成 只有當(dāng)自由脫扣機(jī)構(gòu)處于“再扣”（或稱“復(fù)位”）狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)空氣斷路器才能合閘 一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器1. 框架式自動(dòng)空氣斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介. 合閘操作機(jī)構(gòu)有三種合閘操作方式：手動(dòng)合閘操作方式 電磁鐵合閘操作方式 電動(dòng)機(jī)合閘操作方式 AH型框架式自動(dòng)空氣斷路器電磁鐵合閘型自由脫扣機(jī)構(gòu)、合閘操作機(jī)構(gòu)原理圖 AH型框架式自動(dòng)空氣斷路器電動(dòng)機(jī)合閘型自由脫扣機(jī)構(gòu)、合閘操作機(jī)構(gòu)原理圖 . 合閘操作電路1）電磁鐵合閘操作電路2）電動(dòng)機(jī)合閘操作電路. 鎖扣裝置圖1-21 DW95電磁鐵合閘操作電路原理圖SB1：合閘按鈕；YA：電磁鐵線圈；QF1：空氣

14、開關(guān)副觸頭；KA：輔助繼電器KAYAFUFUUSKAV10R42R43C10KASSB1KAQF1KAKAKAKAV111467910一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器2. 框架式自動(dòng)空氣斷路器的維護(hù)要求. 自動(dòng)空氣斷路器在使用前應(yīng)將各電磁鐵工作表面（如失壓脫扣器電磁鐵吸合面）的防銹油漆或油脂擦凈，以免影響開關(guān)的動(dòng)作值。. 每隔一段時(shí)間（如每月或至少一個(gè)季度），應(yīng)清除落于斷路器表面及零件上的灰塵和黑煙，注意絕緣零件表面的清潔，以保證斷路器絕緣良好與防止絕緣性能變壞。. 操作機(jī)構(gòu)在使用一段時(shí)間后（如每次清潔后），在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分應(yīng)涂潤(rùn)滑油，以改善活動(dòng)機(jī)構(gòu)的磨損。. 各部分的螺釘、螺栓均

15、應(yīng)緊固，不應(yīng)有松動(dòng)。如有磨損或損壞的零件應(yīng)及時(shí)更換。. 滅弧室在因短路分?jǐn)嗪蠡蜉^長(zhǎng)時(shí)期（如每半年）使用后，應(yīng)清除滅弧室內(nèi)壁和柵片上的金屬顆粒和黑煙灰。長(zhǎng)期未使用的滅弧室（如配件），在需使用前應(yīng)先烘一次，以保障良好的絕緣。. 定期檢查各脫扣器的電流整定值和延時(shí)時(shí)間，特別是半導(dǎo)體脫扣器，應(yīng)定期用試驗(yàn)按鈕檢查其動(dòng)作情況。. 斷路器主觸頭使用一定次數(shù)后，如觸頭表面發(fā)現(xiàn)有毛刺、金屬顆粒等，或每半年應(yīng)拆卸主觸頭，用200#細(xì)砂紙研磨以保證良好的接觸。如研磨后的觸頭厚度為原來的1/3以下時(shí)，須更換觸頭，且動(dòng)靜觸頭應(yīng)同時(shí)更換。一、框架式自動(dòng)空氣斷路器第三節(jié) 自動(dòng)空氣斷路器3. 框架式自動(dòng)空氣斷路器常見故障的判

16、別與排除二、塑殼式自動(dòng)空氣斷路器 MCCB (Molded Case Circuit Breaker), NFB (No-Fuse Circuit Breaker)接插型MCCB外形圖三菱的ABE-S型斷路器 一、GG-21型逆功率繼電器結(jié)構(gòu)與工作原理第四節(jié) 逆功率繼電器 GG-21型逆功率繼電器結(jié)構(gòu) 工作原理相量圖合成轉(zhuǎn)矩M K1uI Sin K UW IW SinK UW IW Sin（90I） K UW IW Cos（I） K UW IW Cos ：繼電器的內(nèi)角 對(duì)GG-21, 30 圖1-28 GG-21型逆功率繼電器相量圖30IUWUWVIuIWIu一、GG-21型逆功率繼電器結(jié)構(gòu)與

17、工作原理第四節(jié) 逆功率繼電器 二、GG-21型逆功率繼電器接線與調(diào)整 由于M Cos 所以M具有方向性 P 0時(shí) 90 0 M 0P 90 M 0采用30接線法接線1.接線IU - UUWIV - UVUIW - UWVI4U1326IWIUUWV5圖1-29 GG-21型逆功率繼電器接線圖二、GG-21型逆功率繼電器接線與調(diào)整第四節(jié) 逆功率繼電器 2.調(diào)整動(dòng)作值的調(diào)整粗調(diào)：改變電流線圈的匝數(shù)細(xì)調(diào)：改變游絲彈簧的反作用力矩延時(shí)時(shí)間的調(diào)整改變止擋塊的位置三、K2WR-R-S5型逆功率繼電器 原理框圖接線圖四、ZFG92（SRG）型逆功率繼電器電路原理圖I4U1326IWIUUWV5圖1-29 G

18、G-21型逆功率繼電器接線圖一、船舶電網(wǎng)絕緣檢測(cè)第五節(jié) 船舶電網(wǎng)絕緣檢測(cè)1. 船舶電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻的測(cè)量. 接地?zé)?. 配電板式兆歐表. 船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)儀IS-3型電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)儀的原理框圖 接線圖 2. 船舶電網(wǎng)對(duì)地絕緣電阻二、船舶電網(wǎng)接地故障的查找主要是電網(wǎng)電纜與船體間構(gòu)成的分布電容的漏電阻漏電阻應(yīng)大于每伏100歐圖1-33 接地?zé)鬭)b)一、換接岸電操作第六節(jié) 岸電供電二、接岸電注意事項(xiàng)1. 岸電與船電的電流種類應(yīng)一致 2. 岸電的額定頻率、額定電壓應(yīng)與船電相一致 3. 當(dāng)岸電為三相四線制時(shí)，需將岸電的中性線接在岸電箱上接船體的接線柱上。只有船體與岸電中性線相聯(lián)后，才可接通岸電 4. 岸

19、電相序與船電相序應(yīng)一致5. 岸電與船電間應(yīng)互相連鎖6. 經(jīng)船級(jí)社（如GL）認(rèn)可，可設(shè)有船電與岸電并聯(lián)設(shè)施，僅允許船上供電系統(tǒng)和岸上電網(wǎng)作短暫的并聯(lián)運(yùn)行。 三、相序測(cè)定器第六節(jié) 岸電供電1. 相序判斷原理線路圖 2. 相序測(cè)定器的工作原理. 戴維南等值電路 1）電容C兩端的開路電壓URO0 URO0URSUSOURTUTO 由于兩指示燈采用的是同型號(hào)同規(guī)格的產(chǎn)品，故電阻相同為R USO1/2UST 因此 URO0URS1/2UST 2）電容C兩端看進(jìn)去的阻抗R0 R01/2R 戴維南等值電路圖 OR S TCL1 較亮L2 較暗a) 接線圖b) 等值電路圖CURO0OR0IC0三、相序測(cè)定器第六

20、節(jié) 岸電供電2. 相序測(cè)定器的工作原理. 相量圖一、船舶主配電板1. 船舶主配電板電路原理圖2. 主配電板與應(yīng)急配電板間關(guān)系集中訓(xùn)練時(shí)看3. 船電與岸電間聯(lián)鎖關(guān)系c）相量圖圖1-37 相序測(cè)定器原理OURUSUT1/2UST1/2USTURO0URSIC0UR0UC第七節(jié) 船舶主配電板及電網(wǎng)失電處理G1G2G3GEACB1ACB2ACB3EACB（MCCBE）MCCBACBE圖1-39 主配電板與應(yīng)急配電板間關(guān)系單線圖二、船舶電網(wǎng)失電后處理第七節(jié) 船舶主配電板及電網(wǎng)失電處理1. 對(duì)于具有自動(dòng)電力管理系統(tǒng)電網(wǎng)失電后的處理 2. 常規(guī)電站電網(wǎng)失電后的處理. 并車操作時(shí)發(fā)生電網(wǎng)跳電. 運(yùn)行機(jī)組因機(jī)械

21、故障跳閘電網(wǎng)失電. 單機(jī)運(yùn)行時(shí)起動(dòng)大負(fù)荷或幾乎同時(shí)起動(dòng)幾個(gè)較大負(fù)荷后（如用船上起貨機(jī)進(jìn)行裝卸貨作業(yè)）至發(fā)電機(jī)過載跳閘、電網(wǎng)失電. 運(yùn)行機(jī)組因發(fā)電機(jī)短路或失壓保護(hù)跳閘電網(wǎng)失電. 運(yùn)行機(jī)組主開關(guān)誤動(dòng)作跳閘或因船舶電網(wǎng)選擇性保護(hù)不良而跳閘電網(wǎng)失電. 燃油供給故障（如調(diào)速器失靈、斷燃油等）至主開關(guān)跳閘電網(wǎng)失電三、發(fā)電機(jī)保護(hù)主開關(guān)跳閘的判別第七節(jié) 船舶主配電板及電網(wǎng)失電處理1. 發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的判別2. 發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的判別3. 發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的判別4. 發(fā)電機(jī)外部短路故障的判別第八節(jié) 船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算一、船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算的意義與目的1. 電力系統(tǒng)短路2. 產(chǎn)生短路故障的原因與后果. 電力系統(tǒng)

22、產(chǎn)生短路故障的原因主要有 1）由于絕緣的自然老化和機(jī)械損傷引起電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞 第八節(jié) 船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算一、船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算的意義與目的2. 產(chǎn)生短路故障的原因與后果. 電力系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障的原因主要有 2）誤操作引起的短路 3）自然災(zāi)害引起的短路，如雷電、老鼠、鳥類等造成短路 . 短路故障所造成的后果1）電動(dòng)力引起的破壞 2）熱負(fù)載引起的破壞 3）短路電弧引起的破壞 4）大的短路引起電網(wǎng)電壓大大下降 . 計(jì)算短路電流的目的1）校驗(yàn)所選用的配電開關(guān)電器（如自動(dòng)空氣斷路器）的斷流容量與接通容量 2）校驗(yàn)匯流排、支持絕緣子等電器元件的電動(dòng)力穩(wěn)定性 3）給電力系統(tǒng)短路選擇性保護(hù)的整

23、定提供數(shù)據(jù) 一、船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算的意義與目的第八節(jié) 船舶電網(wǎng)短路電流計(jì)算3. 船級(jí)社對(duì)短路電流計(jì)算的要求. 滿足最大需要功率的可能并聯(lián)連接的所有發(fā)電機(jī) . 需同時(shí)運(yùn)行的所有電動(dòng)機(jī)應(yīng)考慮一般應(yīng)計(jì)算下列各處的短路電流 . 發(fā)電機(jī)輸出端短路 . 主匯流排短路 . 應(yīng)急配電板、區(qū)配電板以及分配電板的匯流排短路 . 電力和照明變壓器次級(jí)短路 在缺乏精確數(shù)據(jù)的情況下，主匯流排處的短路電流可假定如下：. 滿足最大功率的可能并聯(lián)連接的所有發(fā)電機(jī)額定電流的10倍，加上需同時(shí)運(yùn)行的所有電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍（對(duì)稱方均根值），短路回路的功率因數(shù)假定為0.1 二、船舶電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算方法第八節(jié) 船舶電網(wǎng)短路電流

24、計(jì)算1. IEC方法2 等效發(fā)電機(jī)方法3. 日本電氣協(xié)同研究會(huì)精密計(jì)算方法4. 阻抗百分比方法5. 圖解方法6. 美國(guó)海軍標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法第二章 同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)整器Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea com

25、modo consequat.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述一、自動(dòng)電壓調(diào)整裝置的作用1. 電壓控制2. 無功功率分配控制二、對(duì)調(diào)壓裝置的基本

26、要求1. 穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性主發(fā)電機(jī)：穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率2.5%應(yīng)急發(fā)電機(jī)：穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率3.5%穩(wěn)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)波動(dòng)幅值： Umax 120 % UN Umin 85% UN 恢復(fù)時(shí)間： t 1.5 秒第一節(jié) 概述二、對(duì)調(diào)壓裝置的基本要求2. 無功分配同容量機(jī)組：Q 10% QN 不同容量機(jī)組： . 最大發(fā)電機(jī)額定無功功率的10% . 最小發(fā)電機(jī)額定無功功率的25% 兩者取較小值3. 強(qiáng)行勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)倍數(shù) K = I L max / I L N 2三、調(diào)壓裝置的分類1. 按擾動(dòng)（負(fù)載）進(jìn)行調(diào)節(jié)開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性 差動(dòng)態(tài)特性 好靜態(tài)電壓調(diào)整率一般在35%之間 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第一節(jié) 概述三、調(diào)壓裝置的分

27、類2. 按負(fù)反饋（電壓偏差）進(jìn)行調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性 好動(dòng)態(tài)特性 稍差靜態(tài)電壓調(diào)整率70年代： 1.5以內(nèi)80年代： 1以內(nèi)90年代： 0.5以內(nèi)按發(fā)電機(jī)輸出電壓的偏差U進(jìn)行調(diào)節(jié)的可控硅調(diào)壓裝置3. 按復(fù)合原理進(jìn)行調(diào)節(jié)按擾動(dòng)與電壓偏差的綜合信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)開環(huán) + 閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性 好動(dòng)態(tài)特性 好靜態(tài)電壓調(diào)整率70年代： 1.5以內(nèi)80年代： 1以內(nèi)90年代： 0.5以內(nèi)可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置一、不可控相復(fù)勵(lì)裝置自勵(lì)恒壓基本原理1. 自勵(lì)起壓基本原理解決起壓困難的措施在轉(zhuǎn)子磁極上加恒磁插片臨時(shí)充磁諧振法利用升壓變壓器臨時(shí)短接主電路2. 恒壓基本原理E = UG + jXa

28、IG KE IE = E = UG + jXa IGIE =UG jXaIGKEKE+設(shè)發(fā)電機(jī)磁路未飽和，則E與勵(lì)磁電流IE成正比二、電流迭加相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置電流迭加相復(fù)勵(lì)裝置單線圖來自負(fù)載電流的部分，我們稱為電流分量（復(fù)勵(lì)分量）IEI 為分析問題方便起見，我們把IE整流前的交流電流，也稱之為勵(lì)磁電流IE 來自發(fā)電機(jī)端電壓的部分 稱為電壓分量（自勵(lì)分量）IEU 存在三種形式電流迭加、電勢(shì)迭加與電磁迭加 GLRTAVDIEIEIIEUIE二、電流迭加相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置1. 原理線路圖2. 線路分析取其一相的等值電路圖 ZLKIG = IEIREI

29、EUGIEU運(yùn)用迭加原理來求解 電壓源UG單獨(dú)作用時(shí)，則電流源IG應(yīng)作開路處理，即IG = 0RE + ZLUGIEU0 =電流源IG單獨(dú)作用時(shí)，則電壓源UG應(yīng)作短路處理 RE + ZLIEI0 =KIG ZLRE + ZLRE + ZL+UG IE =KIGZL二、電流迭加相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置 由于移相電抗器ZL的電抗值XL大于大于其電阻值RL與等效勵(lì)磁回路電阻RE之和，所以忽略這兩個(gè)電阻 上式可表示為 IE jXLUGKIG jXL+ jXL jXL+ =UGKIG = IEU + IEI3. 相量分析4. 移相電抗器LR的作用5. 頻率變化的影響f UX LIEU二

30、、電流迭加相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置6. 電流迭加相復(fù)勵(lì)裝置恒壓理論依據(jù)設(shè)計(jì)電抗器時(shí)，使ZL = KE - RE，設(shè)計(jì)電流互感器時(shí)，使jXaZLK=則式（2-3）與式（2-2）相等，既可保持電壓不變?nèi)?、相?fù)勵(lì)裝置參數(shù)的調(diào)整空載電壓調(diào)整若電壓低 說明勵(lì)磁電流中電壓分量少了，則應(yīng)減小XL值，即或減小ZL的匝數(shù)或增加ZL鐵心氣隙帶負(fù)載后電壓調(diào)整若電壓低 說明勵(lì)磁電流中電流分量少了，則應(yīng)增加電流分量值，就是K值，即減小TA付邊的匝數(shù)，進(jìn)一步可采用不對(duì)稱調(diào)整法調(diào)整。四、不可控相復(fù)勵(lì)裝置存在問題與改進(jìn)措施第二節(jié) 不可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置加電壓校正器AVR第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置可控硅調(diào)壓裝置原理

31、框圖 G一、基本環(huán)節(jié)介紹第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置1. 測(cè)量環(huán)節(jié)變壓器降壓整流濾波UURSTVUVVC1C2RD1D6圖2-11 調(diào)壓裝置中測(cè)量電路UG DCPT一、基本環(huán)節(jié)介紹2. 比較電路. 雙穩(wěn)壓管橋式比較電路輸出開路時(shí) 當(dāng)輸入電壓UG DC小于穩(wěn)壓管DZ穩(wěn)壓值時(shí) Ue UG DC 當(dāng)輸入信號(hào)大于等于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時(shí) Ue UR UZ UG DC 2UZ 第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置UG DCUeRCRCDZDZ圖2-12 雙穩(wěn)壓管橋式比較電路ABUeUG DC0UZ-UZ2UZ213圖2-13 雙穩(wěn)壓管比較電路輸入輸出波形AB一、基本環(huán)節(jié)介紹第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置2. 比較電路. 單穩(wěn)壓管比較電路

32、圖2-14 單穩(wěn)壓管橋式比較電路UG DCUeR2R3R1DZAB輸出開路時(shí) 當(dāng)輸入電壓UG DC小于穩(wěn)壓管DZ穩(wěn)壓值時(shí) Ue UG DC - R1R1 R2 Ue UG DC UZR2R1 R2 當(dāng)輸入信號(hào)大于等于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時(shí) UeUG DC0-UZ213圖2-15 雙穩(wěn)壓管比較電路輸入輸出波形一、基本環(huán)節(jié)介紹第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置3. 誤差信號(hào)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)圖2-16 由運(yùn)算放大器構(gòu)成的PID調(diào)節(jié)器UeUE4. 移相電路5. 觸發(fā)脈沖形成電路可控電阻移相及單晶管自激振蕩器電路原理 6. 晶閘管整流電路7. 其它UWE圖2-19 三相橋式半控整流電路UG二、可控硅調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)過程 一、電壓校正器

33、AVR主要控制（校正）方式第四節(jié) 可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置1. 對(duì)相復(fù)勵(lì)裝置的輸出進(jìn)行分流控制AVR的分流控制一般有四種方式 2. 控制電力電流互感器（或相復(fù)勵(lì)變壓器）的變比相復(fù)勵(lì)裝置被調(diào)整在過勵(lì)狀態(tài)第四節(jié) 可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓裝置二、電壓校正器AVR的簡(jiǎn)要原理 G一、無刷同步發(fā)電機(jī)的組成第五節(jié) 無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī) + 交流勵(lì)磁機(jī) + 旋轉(zhuǎn)整流器（旋轉(zhuǎn)磁極式） （旋轉(zhuǎn)電樞式）NSSNS AVR二、無刷勵(lì)磁方式第五節(jié) 無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)1. 直接可控勵(lì)磁2. 可控復(fù)勵(lì)勵(lì)磁三菱BE-22型無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)原理框圖 第五節(jié) 無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第六節(jié) 大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)一、大洋FE（FEK

34、）型無刷發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖1. 定子、轉(zhuǎn)子定子、轉(zhuǎn)子外形見圖 FE（FEK）8極鐵芯示圖 旋轉(zhuǎn)整流器2. 靜止勵(lì)磁裝置碳化硅管狀電阻二、大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第六節(jié) 大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)1.大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)整器概況 系統(tǒng)原理圖 勵(lì)磁電流相量圖 圖2-32. 相復(fù)勵(lì)部分勵(lì)磁電流相量圖IRITIRTIRTIEUIEIIEURTURUTUS二、大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第六節(jié) 大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)2. 電壓校正器電壓校正器電路原理圖 . 測(cè)量電路. 比較電路圖2-35 比較電路波形圖CUAUBUeODUG.DCUe-5圖2-3

35、4 FE(FEK)型發(fā)電機(jī)調(diào)壓器比較電路R1-1UG.DCR2R7R8Z1ABUeY/連接的三相變壓器降壓、整流、濾波單穩(wěn)壓管橋式比較電路二、大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第六節(jié) 大洋FE（FEK）型無刷發(fā)電機(jī). 誤差電壓調(diào)節(jié)電路（PID調(diào)節(jié)器）2. 電壓校正器圖2-36 PID調(diào)節(jié)電路C2R4VR2-3C5VR2-1R6R5R9R10C7C6D2R12R13Q1UZ1UeC3C4. 相位控制和同步控制電路相位控制、觸發(fā)脈沖形成、晶閘管整流等部分電路的相關(guān)波形 . 觸發(fā)脈沖形成電路. 晶閘管電路3. 調(diào)壓器調(diào)節(jié)過程. 相復(fù)勵(lì)部分的調(diào)節(jié)過程. 電壓校正器AVR的調(diào)節(jié)過程第三章 同步發(fā)電機(jī)

36、組的并聯(lián)運(yùn)行第一節(jié) 同步發(fā)電機(jī)組的并車一、同步發(fā)電機(jī)的并車條件1. 理想并車條件. 待并發(fā)電機(jī)組的電壓與電網(wǎng)（或運(yùn)行機(jī)組）電壓的大小相等，即UG = UB；. 待并發(fā)電機(jī)組的頻率與電網(wǎng)（或運(yùn)行機(jī)組）頻率相等，即fG = fB . 待并發(fā)電機(jī)組電壓的相位與電網(wǎng)（或運(yùn)行機(jī)組）電壓的相位一致，即 G = B 2. 實(shí)際并車條件 . 僅當(dāng)電壓不等時(shí)并車G1G2并車瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流具有均壓作用。要求： U 10 % UN一、同步發(fā)電機(jī)的并車條件第一節(jié) 同步發(fā)電機(jī)組的并車 僅當(dāng)相位不一致時(shí)2. 實(shí)際并車條件 并車瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流具有自整步作用。要求： 15 僅當(dāng)頻率不一致時(shí)并車瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流

37、同樣具有自整步作用。要求： f 0時(shí)，U U0，呈下傾的調(diào)壓特性 kU= 0時(shí)，U =U0，呈水平的調(diào)壓特性 kU U0，呈上翹的調(diào)壓特性 兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無功分配 圖3-10 兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無功負(fù)荷分配的情況IQ2IQ1IQ2IQ1IQUGUU1#2 可見調(diào)壓調(diào)差系數(shù)較小者，并聯(lián)時(shí)承擔(dān)的無功功率較多一、并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無功負(fù)荷自動(dòng)分配基本原理第二節(jié) 并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間無功負(fù)荷的自動(dòng)分配3. 空載電壓對(duì)無功負(fù)荷分配的影響 IQ1IQ2IQ2IQ1IQ1#2#UGU02U01圖3-11 空載電壓不同時(shí)無功負(fù)荷的分配二、無功負(fù)荷自動(dòng)分配裝置1. 均壓線 2. 環(huán)流補(bǔ)償裝置Uo =UWU

38、 -IWURP1 +Iv RP1 IWU Es功率流向船內(nèi)電力系統(tǒng)a) 發(fā)電機(jī)形式原理圖ENGSGACACDCVsVmEmEsId變換器2變換器1Em Es功率流向船內(nèi)電力系統(tǒng)b) 電動(dòng)機(jī)形式原理圖圖4-5 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置示意圖四復(fù)合軸帶發(fā)電裝置第一節(jié) 軸帶發(fā)電裝置概況圖4-6 復(fù)合軸帶發(fā)電裝置之一（SSG）E N GG減速裝置自動(dòng)變速裝置剩余動(dòng)力用于推進(jìn)蒸汽透平輸出不足時(shí)由主機(jī)動(dòng)力補(bǔ)充廢氣節(jié)熱器一晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡(jiǎn)要工作原理第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置1. 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置SCSGDCLACLACLPXVGE1E2IdcPCViPOR負(fù)荷CONV.INV.圖4-7

39、 晶閘管變換器式軸發(fā)裝置原理簡(jiǎn)圖VG ：軸帶發(fā)電機(jī)的輸出電壓（V） Vi ：變換器交流端電壓（V）E1 ：整流器直流端電壓（V）E2 ：逆變器直流端電壓（V）PX ：變換器輸出功率（W）PO ：軸發(fā)裝置輸出功率（W）PC ：同步調(diào)相機(jī)驅(qū)動(dòng)功率（W）R ：直流電路等效電阻（）Idc ：直流電路電流（A）CONV.：換流器（晶閘管整流器） INV.：變換器（晶閘管無源逆變器） DCL：直流電抗器 ACL：交流電抗器 SC：同步調(diào)相機(jī) 一晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡(jiǎn)要工作原理第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置2. 同步調(diào)相機(jī)的功能. 維持電網(wǎng)電壓的恒定 . 同步調(diào)相機(jī)的另一個(gè)主要作用是向全船用電設(shè)備

40、提供所需的無功功率及向晶閘管逆變電路提供所需的無功功率 . 向電力系統(tǒng)中短路點(diǎn)提供短路電流 . 同步調(diào)相機(jī)輸出的電壓用作逆變器的同步信號(hào)電壓 . 限制諧波電流，改善電壓波形 33333333IdcIdc圖4-8 6相連接的逆變器的交流電波形i Idc（Cost Cos5t Cos7t Cos11t Cos13t-）2315171111 13第n次諧波電流的大小In與基波電流I1間的關(guān)系為 In（ ）I11n. 當(dāng)電網(wǎng)有功負(fù)荷變化瞬間，電網(wǎng)負(fù)荷的增加（或減少）量由同步調(diào)相機(jī)臨時(shí)消化、吸收，即靠調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)能的變化來實(shí)現(xiàn)的 . 若同步調(diào)相機(jī)采用普通柴油發(fā)電機(jī)組，則在軸帶發(fā)電裝置不工作時(shí)，可作為輔助

41、發(fā)電機(jī)使用 一晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡(jiǎn)要工作原理第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置3. 軸發(fā)裝置頻率與輸出功率特性. 變換器的輸出功率SCSGDCLACLACLPXVGE1E2IdcPCViPOR負(fù)荷CONV.INV.圖4-7 晶閘管變換器式軸發(fā)裝置原理簡(jiǎn)圖P X I dc E2 I dc （E1E2）/ R P X E2（E1E2）/ R 其中 E1 （32 / ）VG Cos E2 （32 / ）Vi Cos 軸帶發(fā)電裝置的輸出功率 PO PX PC 可見，改變、VG、Vi可改變軸發(fā)裝置的輸出功率顯然對(duì)CONV(整流)而言，應(yīng)取0值不變否則為降低軸發(fā)裝置的效率改變Vi值，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓

42、的改變，所以是不可取的因此軸發(fā)裝置的輸出功率是通過改變、VG來實(shí)現(xiàn)的VG的改變是通過改變SG的勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)的一晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡(jiǎn)要工作原理第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置. 軸帶發(fā)電裝置的頻率3. 軸發(fā)裝置頻率與輸出功率特性. 軸帶發(fā)電裝置的功頻靜特性fPPn5%圖4-9 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置功頻靜特性二SIEMENS WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置簡(jiǎn)介1. WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置系統(tǒng)組成 WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置系統(tǒng)圖 二SIEMENS WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置簡(jiǎn)介第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置. WGA 23 d 軸發(fā)裝置的負(fù)荷特性

43、 2. WGA 23 d 軸發(fā)裝置發(fā)電機(jī)運(yùn)行120100501005010075n%P%圖4-11 WGA 23 d 負(fù)荷特性區(qū)域，在主機(jī)轉(zhuǎn)速75100%范圍內(nèi)時(shí)，軸發(fā)裝置能發(fā)出100%額定功率向電網(wǎng)供電。 區(qū)域，在主機(jī)轉(zhuǎn)速4075%范圍內(nèi)時(shí)，軸發(fā)裝置的輸出功率隨著主機(jī)轉(zhuǎn)速的下降成線性遞減至50%額定功率。 區(qū)域，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速低于40%時(shí)，軸發(fā)裝置從電網(wǎng)切除，不供電。區(qū)域，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷增加超過額定功率時(shí)，軸發(fā)裝置的輸出功率被限制在30秒內(nèi)才增加至120%額定功率，在過載發(fā)生達(dá)10秒時(shí)，軸發(fā)裝置發(fā)出起動(dòng)備用柴油發(fā)電機(jī)組，投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。 二SIEMENS WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置簡(jiǎn)介第二

44、節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置2. WGA 23 d 軸發(fā)裝置發(fā)電機(jī)運(yùn)行. 并聯(lián)運(yùn)行與負(fù)荷分配. 主機(jī)減速或停車操縱時(shí)特性圖4-12 主機(jī)減速曲線原理圖二SIEMENS WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置簡(jiǎn)介第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置2. WGA 23 d 軸發(fā)裝置發(fā)電機(jī)運(yùn)行圖4-13 WGA 23 d 短路電流波形圖. 短路特性3. WGA 23 d 軸發(fā)裝置電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 4. WGA 23 d 的數(shù)字 控制系統(tǒng). 發(fā)電機(jī)運(yùn)行 1）變換器主通道2）勵(lì)磁回路3）勵(lì)磁電流限制控制4）逆變角控制二SIEMENS WGA 23 d 軸帶發(fā)電電動(dòng)裝置簡(jiǎn)介第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置4. W

45、GA 23 d 的數(shù)字控制系統(tǒng). 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行5. 信號(hào)狀態(tài)的監(jiān)視 系統(tǒng)故障處理方式 WGA 23 d 操作顯示板 圖4-16 WGA 23 d 操作顯示板三軸帶異步發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4-17 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置與軸帶異步發(fā)電裝置系統(tǒng)對(duì)照?qǐng)D1. 主機(jī) 2. 齒輪箱 3. 軸帶發(fā)電機(jī)4. 濾波器5. 頻率變換器5.1. PWM逆變器5.2. 電網(wǎng)側(cè)變換器6. 濾波電容器7. 系統(tǒng)電抗器8. 同步調(diào)相機(jī) 三軸帶異步發(fā)電機(jī)第二節(jié) 晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置2. 異步發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)要工作原理異步發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子間頻率關(guān)系式 f s p f m + f L 式中

46、fs 為定子頻率 p 為極對(duì)數(shù) fm 為旋轉(zhuǎn)頻率主機(jī)轉(zhuǎn)速n /60 fL 為轉(zhuǎn)子頻率f Lf s p f m f Lf s p f m 第五章 船用蓄電池第一節(jié) 概述船用蓄電池主要用途 1. 船舶電網(wǎng)斷電時(shí)短時(shí)提供必要的應(yīng)急照明 2. 向船舶各類自動(dòng)化裝置、報(bào)警裝置提供工作電源或作其備用電源 3. 向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供充磁直流電源 4. 向船用電話交換機(jī)提供工作電源 5. 向船舶通訊、導(dǎo)航設(shè)備提供工作電源 6. 用作應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng)電源 酸性蓄電池的結(jié)構(gòu)正極板活性材料：棕紅色二氧化鉛負(fù)極板活性材料：灰色絨狀純鉛隔板：帶有微孔的橡膠或塑料板電解液：1.285稀硫酸額定電壓：2 V內(nèi)阻小可以大

47、電流放電第一節(jié) 概述鎘鎳堿性蓄電池的結(jié)構(gòu)堿性蓄電池分為鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池、銀鋅蓄電池等系列 正極由氧化鎳粉、石墨粉組成 石墨主要是用來增強(qiáng)導(dǎo)電性，不參與化學(xué)反應(yīng) 負(fù)極由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成 摻入氧化鐵粉的目的是使氧化鎘粉具有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增強(qiáng)極板的容量 正負(fù)極上的活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后成為正、負(fù)極板 正、負(fù)極板間是用耐堿的硬橡膠絕緣棍隔開 堿性蓄電池的電壓一般為1.25V 內(nèi)阻較大，不能大電流放電電解液：氫氧化鉀第二節(jié) 蓄電池的充放電一. 酸性蓄電池的充放電1. 酸性蓄電池充放電基本知識(shí)(正極)(電解液)(負(fù)極)(正極)(電解液)(負(fù)極)放電充電 PbO2 +

48、 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4 如果正極板已全部轉(zhuǎn)化成PbO2，負(fù)極板全部還原成Pb后，那末繼續(xù)充電將不再發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)，改而成了電解水的反應(yīng) （負(fù)極）（正極）2H2O + 2H2SO4 2H2SO4 + 2H2 + O2 充電結(jié)束的標(biāo)志：電解液的比重上升至1.2751.30可見電解液參與了化學(xué)反應(yīng)按二階段恒流充電法充電蓄電池電壓的變化規(guī)律剛充電時(shí)： 電壓上升至2.1V一段時(shí)間內(nèi)（35小時(shí)）電壓保持不變繼續(xù)充電，電壓開始緩緩上升，至10小時(shí)電壓約上升至2.3V改用第二階段電流充電35小時(shí)，電壓約上升至2.6V左右一. 酸性蓄電池的充放電第二節(jié) 蓄電池的充放

49、電放電結(jié)束的標(biāo)志：電解液的比重下降至1.181.131. 酸性蓄電池充放電基本知識(shí)電壓變化的規(guī)律剛放電時(shí)，電壓即下降至2.01.95V一段時(shí)間內(nèi)電壓保持不變（視負(fù)荷大小而定）隨著放電時(shí)間的增長(zhǎng)，電壓緩緩下降至1.9V繼續(xù)放電，電壓很快下降至1.81.7V，說明已放完電一. 酸性蓄電池的充放電第二節(jié) 蓄電池的充放電額定電壓 型 號(hào)電壓容量第一階段第二階段第一階段第二階段(V)(Ah)3Q56/6Q56565.617042533Q70/6Q70707.021053633Q84/6Q84848.425063843Q98/6Q98 989.829525720410953Q112/6Q1126/1211

50、21011.25.533584113563Q126/6Q12612612.6380359305121263Q140/6Q14014014.04201051473Q154/6Q15415415.44601161583Q168/6Q16816816.85051261683Q182/6Q18218218.25451371792. 酸性蓄電池充電 . 初充電. 經(jīng)常充電二. 堿性蓄電池的充放電第二節(jié) 蓄電池的充放電1. 堿性蓄電池充放電基本知識(shí) Cd + 2KOH + 2Ni (OH)3 Cd (OH)2 + 2KOH + 2Ni (OH)2放電充電(負(fù)極)(電解液)(正極)(負(fù)極)(電解液)(正極)

51、通常充電結(jié)束的標(biāo)志 每個(gè)蓄電池電壓上升到1.41.8V時(shí)，且繼續(xù)充電1小時(shí)內(nèi)不變可見電解液不參與化學(xué)反應(yīng)放電終止時(shí)的標(biāo)志 一般電壓降至1V，當(dāng)大電流放電時(shí)可降至0.7V 2. 堿性蓄電池充放電 初次充電 經(jīng)常充電三. 充電方法第二節(jié) 蓄電池的充放電1. 恒壓充電法2. 恒流充電法3. 分段恒流充電法4. 浮充電法5. 快速充電法四. 電解液的配制1. 酸性蓄電池電解液的配制2. 堿性蓄電池電解液的配制3. 電解液比重的測(cè)量五. 蓄電池過充電與蓄電池過充 第二節(jié) 蓄電池的充放電過充電方法： 蓄電池過充電：修復(fù)電瓶輕微硫化的一種方法蓄電池過充是蓄電池充電充過頭的一種故障 現(xiàn)象：電瓶需經(jīng)常添加蒸餾水

52、，且透氣孔有電解液冒出 在正常充電之后，停止充電1小時(shí)，再改用正常充電率的一半電流充電，至冒汽泡后停止1小時(shí)后再充，如此反復(fù)進(jìn)行，直到充電裝置剛一合閘蓄電池就發(fā)出強(qiáng)烈汽泡為止。 一. 蓄電池維護(hù)保養(yǎng)要求第三節(jié) 蓄電池的維護(hù)與保養(yǎng)1. 對(duì)酸性蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)要求. 每七天左右檢查一次電壓、電解液高度及比重，并作好記錄。如低于規(guī)定值應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水、進(jìn)行充電，然后清潔表面。. 不經(jīng)常使用的蓄電池，每月至少檢查一次，并進(jìn)行補(bǔ)充電。. 蓄電池表面，每三個(gè)月進(jìn)行一次徹底清潔，清潔時(shí)先用干凈布擦除接頭處的氧化物，然后再涂上牛油或凡士林、防止氧化。2. 對(duì)堿性蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)要求. 每十五天檢查一次電壓、電

53、解液比重及高度，并作好記錄。如低于規(guī)定值，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水，進(jìn)行充電，然后清潔表面。. 每二個(gè)月檢查一次蓄電池螺絲塞和透氣橡皮套管，如彈性失效應(yīng)換新。. 每六個(gè)月要徹底清潔一次蓄電池的外表面，如有銹蝕，應(yīng)用煤油擦光，再涂上一層無酸凡士林。二. 蓄電池維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)第三節(jié) 蓄電池的維護(hù)與保養(yǎng)1.注意保持蓄電池表面清潔，不要有油漬污垢在上面，決不 允許在上面放置金屬工具、物品，以防短路損壞蓄電池。2.保持極柱、夾頭和鐵質(zhì)提手等處的清潔，如出現(xiàn)電腐蝕或氧化物等應(yīng)及時(shí)擦拭干凈，以保證導(dǎo)電的可靠性。平時(shí)應(yīng)將這些零件表面涂上凡士林，防止銹蝕 3.平時(shí)注意蓋好注液孔的上蓋，以防船舶航行時(shí)電解液溢出，或海水

54、進(jìn)入到蓄電池里。必須保持通氣孔暢通。4.蓄電池放電終了，應(yīng)及時(shí)按要求進(jìn)行充電 5.蓄電池室內(nèi)嚴(yán)禁煙火 6保持蓄電池室通風(fēng)良好 7.堿性蓄電池充電時(shí)，不要取下氣塞，以防進(jìn)入大量碳酸氣，而使電解液失效。一般每年或使用過50100次充電循環(huán)，應(yīng)更換一次電解液。要注意保持排氣膠管暢通，定期打開氣塞排氣，防止氣體聚集太多而造成蓄電池膨脹。 三. 蓄電池常見故障及處理方法 第三節(jié) 蓄電池的維護(hù)與保養(yǎng)船員能在船處理的蓄電池的常見故障就是極板輕微硫化 在船采取的措施：過充電第二篇 船舶電站自動(dòng)化第六章 船舶電站自動(dòng)化概述自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能： 1.發(fā)電機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下的準(zhǔn)備工作 2.發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)控制3.發(fā)

55、電機(jī)組的自動(dòng)并車操作4.并聯(lián)運(yùn)行中功率的自動(dòng)分配、轉(zhuǎn)移與電網(wǎng)頻率的自動(dòng)調(diào)整 5.取決于負(fù)荷大小的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)管理6.大功率負(fù)荷投入管理7.發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警 8.發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制9.發(fā)電機(jī)的保護(hù)10.運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障監(jiān)視11.運(yùn)行中系統(tǒng)給定參數(shù)的監(jiān)視與修改第一節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成一. 數(shù)字模擬集成電路構(gòu)成的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)1. 采用總體控制方式2. 積木塊式二. 基于微機(jī)或PLC控制的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)第一節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成1. 由一套微機(jī)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2. PLC控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3. 集散控制形式上位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)圖6-

56、5 集散控制形式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4. 局域網(wǎng)控制形式下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)圖6-6 局域網(wǎng)數(shù)據(jù)總線控制方式第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程一付機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作1. 非周期性預(yù)潤(rùn)滑2. 周期性預(yù)潤(rùn)滑圖6-7 周期性預(yù)潤(rùn)滑流程預(yù)潤(rùn)滑機(jī)組運(yùn)行否？預(yù)潤(rùn)滑間隔時(shí)間油泵工作時(shí)間YN3. 一次注入式預(yù)潤(rùn)滑4. 預(yù)熱二付機(jī)自動(dòng)起動(dòng)控制第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程起動(dòng)指令機(jī)組可起動(dòng)否？電網(wǎng)有電否？機(jī)組起動(dòng)間隔時(shí)間t秒內(nèi)電壓建立否？t秒內(nèi)起動(dòng)成功否？ 三次否？聲光報(bào)警起動(dòng)下臺(tái)機(jī)組停機(jī)合閘供電請(qǐng)求并聯(lián)NNNNNYYYYY圖6-9 發(fā)電機(jī)組起動(dòng)程序流程三自動(dòng)并車第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)

57、控制流程圖6-10 并車主程序流程YYNN復(fù)位并車主程序U 5% U N ?并車調(diào)頻合閘程序ACB ON啟動(dòng)t秒定時(shí)器t秒 時(shí)間到 ?并車失敗聲光報(bào)警停 機(jī)起動(dòng)下臺(tái)付機(jī)并車調(diào)頻測(cè)量 fG合閘程序測(cè)量 fBffGfB0.1Hzf 0.5Hz加 速 0.1Hz圖6-11 并車調(diào)頻程序流程YN合閘程序測(cè)量 fGACB ON測(cè)量 fBffGfBtt ACB 0 ?據(jù)f計(jì)算到達(dá)同相點(diǎn)所需時(shí)間t圖6-12 并車合閘程序流程四并聯(lián)運(yùn)行中的功率分配與頻率的調(diào)整第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程圖6-13 均功、恒頻控制程序流程YYYYYYYNNNNNNN去3#、4#機(jī)組 f、P的調(diào)整 并聯(lián)否？ 單機(jī)調(diào)

58、頻1#并聯(lián)否？2#并聯(lián)否？ e1 = f +P1 e1 A e1 0 減 速 加 速 結(jié)束 e2 = f +P2 e2 A e2 0 減 速 加 速 結(jié)束五運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)的管理第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程1. 僅有柴油發(fā)電機(jī)組的船舶電站. 按每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的最大負(fù)荷率為一定值的方式管理增機(jī)時(shí)，最大負(fù)荷率k一般取0.80.85 減機(jī)時(shí)負(fù)荷率應(yīng)比增機(jī)負(fù)荷率小，大致小0.050.1 0.80.70.60.50.40.30.20.1負(fù)荷率k1234在線發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)n圖6-14 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)圖. 按電站功率余量為一定值的方式管理 運(yùn)行狀態(tài)圖 可見這種管理方式隨著并聯(lián)機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，電網(wǎng)的功

59、率儲(chǔ)備量跟著增加，因此該方式主要適用于需并聯(lián)的機(jī)組小于等于3臺(tái)的場(chǎng)合 這種管理方式隨著并聯(lián)機(jī)組臺(tái)數(shù)的增加，機(jī)組的最大負(fù)荷率跟著增加，因此主要適用于需并聯(lián)機(jī)組臺(tái)數(shù)大于等于3臺(tái)且沒有單機(jī)運(yùn)行的場(chǎng)合五運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)的管理第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程2. 最佳負(fù)荷分配法. 最佳負(fù)荷分配原理TGSGDG1DG2負(fù)荷率k0.80.70.60.50.40.30.20.10.9電網(wǎng)負(fù)荷圖6-15 按最佳負(fù)荷分配發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)圖. 最佳負(fù)荷分配管理原理框圖運(yùn)行狀態(tài)圖六大功率負(fù)荷投入管理七. 發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警 第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程故障處理模式1 當(dāng)發(fā)生會(huì)危害機(jī)組

60、但尚不太嚴(yán)重機(jī)電故障時(shí)，首先起動(dòng)備用機(jī)組投入電網(wǎng)并報(bào)警，然后解列故障機(jī)組 模式2 當(dāng)發(fā)生危害機(jī)組的嚴(yán)重機(jī)電故障時(shí)，立即跳閘、停機(jī)、報(bào)警， 同時(shí)起動(dòng)備用機(jī)組投入電網(wǎng) 模式3 當(dāng)發(fā)生不會(huì)危害機(jī)組的普通不正?，F(xiàn)象，僅作報(bào)警處理 模式4 當(dāng)發(fā)生短路至ACB跳閘時(shí)，機(jī)組即從“自動(dòng)”位自動(dòng)轉(zhuǎn)入“手動(dòng)”位且報(bào)警停機(jī)處理；或跳閘停機(jī)，同時(shí)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組合閘供電，若備用機(jī)組ACB合不上（合上即跳），系統(tǒng)立即從“自動(dòng)”位轉(zhuǎn)入“手動(dòng)”位，報(bào)警停機(jī)處理 八. 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程1. 自動(dòng)停機(jī) 解列指令負(fù)荷轉(zhuǎn)移P 0 P是調(diào)零電位器 是改變R1、R2可改變