第五章船舶電站第一節(jié)

同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行為確保船舶的安全航行，在靠離碼頭、進(jìn)出狹水道等電力負(fù)荷比較高的航行工況，通常需要發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。兩臺或兩臺以上的發(fā)電機(jī)通過公用母線共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式稱為發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。使兩臺或多臺發(fā)電機(jī)組處于并聯(lián)運(yùn)行的操作稱為并車。眾所周知，船用發(fā)電機(jī)單機(jī)容量相對較小，往往需要多臺發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，這就需要并車操作。其目的就是在船上的發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)時，通過并車操作程序檢測和調(diào)整待并發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和相位使得其滿足并車條件，并車過程中沖擊電流越最小，甚至為零，船舶并網(wǎng)發(fā)電機(jī)并聯(lián)后能保持穩(wěn)定地同步運(yùn)行。一、同步發(fā)電機(jī)的并車條件1.待并發(fā)電機(jī)的電壓與船舶電網(wǎng)（或運(yùn)行機(jī)）電壓間的相序嚴(yán)格一致；2.待并發(fā)電機(jī)電壓有效值（或幅值）與船舶電網(wǎng)電壓的有效值（或幅值）近似相等；3.待并發(fā)電機(jī)電壓頻率和船舶電網(wǎng)電壓頻率近似相等；4.待并發(fā)電機(jī)電壓相位（或初相位）和船舶電網(wǎng)電壓相位（初相位）近似相等。以上并車條件2~4中的“近似相等”，意為在相關(guān)規(guī)范（如：中國船級社CCS的《鋼質(zhì)內(nèi)河船建造規(guī)范》）的規(guī)定的范圍內(nèi)，允許并車。根據(jù)中國船級社規(guī)范規(guī)定：并車操作時兩臺發(fā)電機(jī)組之間的電壓差（幅值或者有效值）不超過額定值的10％；兩臺發(fā)電機(jī)電壓之間的相位差應(yīng)在15°之內(nèi)；兩臺發(fā)電機(jī)的頻差應(yīng)在+0.5之內(nèi)。通常把滿足以上條件的并車方式稱為準(zhǔn)同步并車。船舶同步發(fā)電機(jī)并車操作時須滿足的四個條件包括：同步發(fā)電機(jī)的并車就是檢查并調(diào)整待并發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和相位滿足并車條件。發(fā)電機(jī)啟動建壓后，可以通過發(fā)電機(jī)控制屏上的電壓表檢測是否與電網(wǎng)電壓相等。目前船用自勵恒壓發(fā)電機(jī)的調(diào)壓器能完全滿足電壓差在允許偏差之內(nèi)的要求，通常無需特別調(diào)整，但需要注意在大負(fù)荷啟停導(dǎo)致電網(wǎng)電壓瞬時波動較大時盡量不要并車操作，否則容易導(dǎo)致并車失敗，甚至全船失電。發(fā)電機(jī)的頻率通過發(fā)電機(jī)控制屏上的頻率表檢測。頻率是否一致，也可以通過待并機(jī)和電網(wǎng)的頻率表作初步判斷，若相差太大可以通過發(fā)電機(jī)控制屏上的調(diào)速開關(guān)調(diào)節(jié)原動機(jī)的調(diào)速器，改變原動機(jī)的轉(zhuǎn)速，即調(diào)整了發(fā)電機(jī)的頻率。當(dāng)電壓差和頻率差調(diào)節(jié)基本結(jié)束后，通過同步裝置的檢測，獲取合閘并車的最佳時刻進(jìn)行合閘操作。二、同步發(fā)電機(jī)的并車方法1.同步指示燈法明暗法的缺點(diǎn)：燈泡閃爍速度只反映頻差大小，不能反映頻差的正負(fù)。（2）燈光旋轉(zhuǎn)法可見，燈光旋轉(zhuǎn)法既能反映偏差的大小，還能反映頻差的正負(fù)。通常在燈泡旋轉(zhuǎn)一周的時間大于4s時，即等LA熄滅，LB、LC同樣亮度時果斷合閘。并車時將同步表與轉(zhuǎn)換開關(guān)接通，并把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到待并機(jī)位置，調(diào)節(jié)待并機(jī)頻率，使指針朝“快”的方向旋轉(zhuǎn)，并使它每轉(zhuǎn)一圈約35s，待指針接近同相點(diǎn)（11點(diǎn)）時，按下合閘按鈕。同步表通常是按短時工作制設(shè)計的，一般持續(xù)工作時間不大于15min，間隔為30min，并車合閘后應(yīng)立即把同步表電源斷開。2.同步表法與準(zhǔn)同步并車相比，粗同步并車法在并車條件上較為寬松。它是指待并機(jī)基本滿足電網(wǎng)所需的并車條件，通常只要滿足電壓有效值相等、頻率和相位大致接近，即可先行串聯(lián)一個電抗器與電網(wǎng)并聯(lián)，然后再合上待并發(fā)電機(jī)的主開關(guān)，完成并車操作。3.粗同步并車法起動待并發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)其頻率和電壓，大致接近電網(wǎng)的頻率和電壓，在相位差不在180°的情況下可以不予考慮，接通接觸器，待并發(fā)電機(jī)通過粗同步三相電抗器接入電網(wǎng)。由于發(fā)電機(jī)組間的自整步作用，機(jī)組間很快拉入同步。觀察同步表，當(dāng)指針固定在“同步”標(biāo)記的位置時，將主開關(guān)合閘，然后再將電抗器脫開電網(wǎng)，粗同步并車就完成了。粗同步并車又叫電抗器并車，它放寬了對準(zhǔn)同步并車的條件，提高了并車的成功率。由于粗同步并車參數(shù)設(shè)置是手動完成的，合閘時自動的，所以又稱半自動粗同步并車。粗同步并車電抗器應(yīng)選擇適當(dāng)，若太小，并車時的沖擊電流將較大，容易損壞發(fā)電機(jī)；若電抗值太大，則不利于發(fā)電機(jī)迅速拉入同步。粗同步并車電抗器是按照短時工作制的，并車完畢，應(yīng)及時將其切除。船舶同步發(fā)電機(jī)輸出的有有功功率是由原動機(jī)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化來的。船舶電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化需要實(shí)時調(diào)整原動機(jī)的油門，使交流發(fā)電機(jī)的原動機(jī)的轉(zhuǎn)速幾乎不變，以保持頻率的恒定。改變并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)有功功率的分配，是通過調(diào)速裝置改變各臺發(fā)電機(jī)原動機(jī)的油門，以改變每循環(huán)噴油量來實(shí)現(xiàn)的。由于柴油機(jī)噴油量的大小，決定著柴油機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的輸出功率，也決定著在一定負(fù)荷下的機(jī)組轉(zhuǎn)速的高低，因此柴油機(jī)噴油量的大小也就決定著電力系統(tǒng)頻率的變化，所以并聯(lián)機(jī)組有動功率分配與電力系統(tǒng)頻率調(diào)整相互關(guān)聯(lián)。為保證船舶電力系統(tǒng)的頻率變化在允許范圍內(nèi)，船舶發(fā)電機(jī)組必須裝設(shè)調(diào)速器。通常，船舶同步主發(fā)電機(jī)都采用同容量、同型號的機(jī)組。當(dāng)采用多臺機(jī)組并聯(lián)供電時，一般都是將系統(tǒng)的總負(fù)荷(包括有功功率和無功功率)平均分配給參與運(yùn)行的各臺發(fā)電機(jī)組。當(dāng)采用不同容量的發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時，系統(tǒng)的總負(fù)荷依據(jù)各臺發(fā)電機(jī)的容量按比例來進(jìn)行分配。第二節(jié)

并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組有功功率的分配和頻率調(diào)節(jié)一、調(diào)速器的調(diào)速特性調(diào)速器的調(diào)速特性是指在柴油機(jī)調(diào)速器的自動調(diào)節(jié)下，機(jī)組的頻率(或轉(zhuǎn)速)與柴油機(jī)輸出功率的關(guān)系，分為靜態(tài)調(diào)速特性和動態(tài)調(diào)速特性。船舶發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)速特性僅指調(diào)速器調(diào)整完畢后的穩(wěn)定情況。如圖5-5所示。曲線b表示由于頻率(或轉(zhuǎn)速)隨輸出有功功率的增加而下降,此時調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)速特性稱為下傾的有差調(diào)速特性。曲線a表示頻率(或轉(zhuǎn)速)不隨有功率變化，則稱為無差調(diào)速待性。為了使發(fā)電機(jī)組能穩(wěn)定地并聯(lián)運(yùn)行，如同調(diào)壓器一般均采用有差調(diào)壓特性一樣，船舶發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的調(diào)速特性也通常采用有差調(diào)速特性。船舶發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的動態(tài)（瞬態(tài)）調(diào)速特性指當(dāng)有功功率突變時，機(jī)組在調(diào)速器的自動調(diào)節(jié)下，從一個穩(wěn)定狀態(tài)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的過渡過程中，頻率(或轉(zhuǎn)速)隨時間變化的規(guī)律。典型調(diào)速器動態(tài)調(diào)速特性如圖5-6所示。我國《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：帶動發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)應(yīng)裝有調(diào)速器，其調(diào)速特性應(yīng)滿足：當(dāng)突然卸去額定負(fù)荷和當(dāng)在空負(fù)荷狀態(tài)下突然加上50%額定負(fù)荷，穩(wěn)定后，再加上余下的50%負(fù)荷時，其瞬時調(diào)速率應(yīng)不大于10%；穩(wěn)定調(diào)速率應(yīng)不大于5%；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(即轉(zhuǎn)速波動率為土1%)的時間不超過5s。當(dāng)發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷變化時，將引起頻率的變化，依靠調(diào)速器的固有調(diào)速特性自動調(diào)節(jié)油門的大小，從而維持發(fā)電機(jī)的頻率(轉(zhuǎn)速)在一定的范圍內(nèi)，這種調(diào)節(jié)過程通常稱為調(diào)速器的“一次調(diào)節(jié)”。二、單機(jī)運(yùn)行時頻率的調(diào)整對有差調(diào)速特性的調(diào)速器來說，功率變化時僅靠調(diào)速器的一次調(diào)節(jié)不能維持頻率不變，只有通過調(diào)速器的二次調(diào)節(jié)才能維持發(fā)電機(jī)的頻率在額定值，即適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)速器彈簧的預(yù)緊力來改變油門的開度。調(diào)速器二次調(diào)節(jié)是通過手動或自動控制調(diào)速器伺服電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，改變調(diào)速器彈簧的預(yù)緊力，使調(diào)速特性上下平移,實(shí)現(xiàn)頻率和機(jī)組功率的分配的調(diào)節(jié)過程。如圖5-7所示。假設(shè)當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于特性曲線1時，負(fù)載功率為P0,此時頻率為額定值fN，如圖中的A點(diǎn)。若負(fù)荷增加到P1,此時，因發(fā)電機(jī)組的輸出功率小于負(fù)荷功率(P0<P1)，發(fā)電機(jī)組要減速，同時在調(diào)速器作用下，柴油機(jī)的油門開大，機(jī)組輸出功率增大，滿足功率平衡。動態(tài)過程為機(jī)組將沿特性曲線1中的A點(diǎn)變化到B點(diǎn)，這時,新平衡點(diǎn)B上對應(yīng)的頻率將為f1(<fN),稱之為一次調(diào)節(jié),僅由柴油機(jī)調(diào)速器自身的調(diào)速特性決定。為了保持頻率恒定,必須要通過二次調(diào)節(jié)增加調(diào)速器彈簧的預(yù)緊力，加大油門，將特性向上平移到特性曲線2:由于慣性當(dāng)機(jī)組頻率還沒有來得及改變時，其頻率仍為f1，此時機(jī)組已運(yùn)行于特性曲線2上的C點(diǎn)，對應(yīng)于機(jī)組輸出功率為P2，.而P2>P1，剩余的功率使機(jī)組加速沿曲線2上行，即頻率由f1上升,剩余功率逐漸減少,最后將達(dá)到功率平衡點(diǎn)D穩(wěn)定,其對應(yīng)于頻率fN,和P1'(因頻率上升使負(fù)荷從電網(wǎng)吸收的總功率也增加)兩發(fā)電機(jī)具有有差調(diào)節(jié)特性，。并聯(lián)運(yùn)行時兩特性曲線交于A0點(diǎn)，此時對應(yīng)頻率為額定頻率fN。1#發(fā)電機(jī)與2#發(fā)電機(jī)承擔(dān)的有功功率分別為P1和P2，且P1=P2。當(dāng)電網(wǎng)所需有功功率增加△P時，1#發(fā)電機(jī)輸出有功功率增加到,2#發(fā)電機(jī)輸出有功功率增加到

，分別工作在A1點(diǎn)與A2點(diǎn)，且

，頻率有fN下降到f1。由圖5-6（a）可知，具有有差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時，隨電網(wǎng)負(fù)荷變化，發(fā)電機(jī)能自動穩(wěn)定的分配有功功率，兩機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行；但是由于兩機(jī)組的調(diào)節(jié)特性曲線不一致（斜率不等），因此有功功率的分配不能按容量成比例分配。通過調(diào)速器的二次調(diào)節(jié)和兩機(jī)組油門調(diào)節(jié)，使曲線1和曲線2均適當(dāng)向上平移，負(fù)荷達(dá)到均分，頻率f=fN。圖中兩臺并聯(lián)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性有無數(shù)個交點(diǎn)，且電網(wǎng)頻率只有一個fN。負(fù)載總功率在兩臺發(fā)電機(jī)之間的分配找不到穩(wěn)定的平衡點(diǎn)，只要一有擾動，會使得某一臺機(jī)組有功功率增加，油門加大；另一臺發(fā)電機(jī)，有功功率減少，油門減小。容易導(dǎo)致有功功率增加的這臺發(fā)動機(jī)過載，而有功功率減少的發(fā)電機(jī)逆功率，因此不能穩(wěn)定的并聯(lián)運(yùn)行。圖5-6（c）中1#發(fā)電機(jī)具有無差特性，2#具有差特性。但負(fù)荷變化時，兩臺發(fā)電機(jī)調(diào)速特性不變，即都不做任何調(diào)節(jié)，那么系統(tǒng)的頻率保持不變，1#發(fā)電機(jī)的有功P2保持不變，因?yàn)橹荒苡稍瓉韮汕€交點(diǎn)A來決定，因此系統(tǒng)負(fù)載功率的增加量全都由具有無差調(diào)節(jié)特性的2#發(fā)電機(jī)承擔(dān)。中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，當(dāng)負(fù)載在總額定功率的20％～100％范圍內(nèi)變化時，應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行。其功率分配的誤差應(yīng)符合下列要求：各發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的有功功率與實(shí)際總有功負(fù)載按機(jī)組定額比例分配值之差，在發(fā)電機(jī)組額定功率不相同時，應(yīng)不超過最大發(fā)電機(jī)組額定有功功率的±15％或最小發(fā)電機(jī)組額定有功功率的±25％（取其較小者）；當(dāng)發(fā)電機(jī)組額定功率相同時，則應(yīng)不超過額定有功功率的±15％。一、同步發(fā)電機(jī)的自動調(diào)壓裝置船舶電網(wǎng)是一個獨(dú)立的電網(wǎng)，電站容量較小，電網(wǎng)負(fù)荷變化時，由于發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)，將引起發(fā)電機(jī)端電壓波動較大。船舶同步發(fā)電機(jī)電壓的變化，不論對發(fā)電機(jī)本身還是負(fù)載,甚至對整個電力系統(tǒng)都是很不利的。若電壓偏低,將使電機(jī)電流增大，電機(jī)發(fā)熱；電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。若電壓下降10%，則轉(zhuǎn)矩下降至大約80%，燈的光通量下降至大約70%。若電壓偏高,將使設(shè)備壽命下降，電動機(jī)電流增大等。電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定取決于發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)整節(jié)裝置的性能。第三節(jié)

同步發(fā)電機(jī)自動調(diào)壓裝置及無功功率的分配由同步發(fā)電機(jī)原理可知，負(fù)載電流的大小和性質(zhì)對發(fā)電機(jī)輸出電壓有一定的影響。負(fù)載電流的變化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出電壓隨之變化。為了保持輸出電壓恒定，難以通過人工進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，故通常采用自動調(diào)壓裝置。所謂自動調(diào)壓，實(shí)質(zhì)是自動調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵磁電流。因此，同步發(fā)電機(jī)的自動電壓調(diào)整裝置又稱自動勵磁調(diào)節(jié)裝置。自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的主要作用如下：（1）在船舶發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時，合理分配并聯(lián)機(jī)組之間的無功功率；（2）船舶電力系統(tǒng)正常運(yùn)行工況下，使電網(wǎng)電壓穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)；（3）船舶電網(wǎng)短路故障時，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定，保證各種保護(hù)裝置動作可靠。（1）發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）電壓變化率中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》中規(guī)定：交流發(fā)電機(jī)連同勵磁系統(tǒng)，應(yīng)能在負(fù)載從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，且功率因數(shù)為額定值情況下，保持其穩(wěn)態(tài)電壓的變化值在額定電壓的±2.5%以內(nèi)。應(yīng)急發(fā)電機(jī)允許范圍為±3.5%。穩(wěn)態(tài)電壓變化率計算公式為：2.技術(shù)指標(biāo)及要求電網(wǎng)負(fù)載突變后電壓的最大波動值與額定電壓的差值與額定電壓之比，即：中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》中規(guī)定：交流發(fā)電機(jī)在空載、轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速、電壓為額定值狀態(tài)下，突增或突減60%額定電流及功率因數(shù)不超過0.4（滯后）的對稱負(fù)載時，如電壓跌落，瞬態(tài)電壓值應(yīng)不低于額定值的85%；電壓上升，瞬態(tài)電壓不應(yīng)超過額定值的120%。（2）動態(tài)特性指標(biāo)電網(wǎng)負(fù)載突變后，電壓波動開始到電壓恢復(fù)至穩(wěn)定值允許差值范圍內(nèi)所需要的時間。中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》中規(guī)定：負(fù)載突變電壓波動后，電壓恢復(fù)到與穩(wěn)定值之間的差值在3%以內(nèi)所需要的時間應(yīng)不超過1.5s。2）電壓波動恢復(fù)時間負(fù)荷突然大幅度增加或出現(xiàn)短路故障時，發(fā)電機(jī)輸出電壓會大大降低，且過渡時間非常短，這都將將影響給電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，甚至?xí)斐扇娏ο到y(tǒng)癱瘓。強(qiáng)行勵磁是有效方法之一，即要求自動調(diào)壓裝置能迅速反應(yīng)，在最短時間內(nèi)升高勵磁電流到超過額定狀態(tài)時的最大值，提高電壓的上升速度，使發(fā)電機(jī)輸出電壓迅速得到恢復(fù)。3）具備一定的強(qiáng)行勵磁能力為了確保并聯(lián)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，并聯(lián)機(jī)組的無功功率通過自動調(diào)壓裝置按發(fā)電機(jī)的容量比進(jìn)行分配，防止機(jī)組過載。中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定，并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，當(dāng)負(fù)載在總額定功率的20％～100％范圍內(nèi)變化時，應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行。其功率分配的誤差應(yīng)符合下列要求：各發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的無功功率與實(shí)際總無功負(fù)載按機(jī)組定額比例分配值之差，在發(fā)電機(jī)組額定功率不相同時，應(yīng)不超過最大發(fā)電機(jī)組額定無功功率的±10％或最小發(fā)電機(jī)組額定無功功率的±25％（取其較小者）；當(dāng)發(fā)電機(jī)組額定功率相同時，則應(yīng)不超過額定無功功率的±10％。4）合理分配無功功率船用自動調(diào)壓裝置種類多，分類方法各不相同。大致經(jīng)歷了帶直流勵磁機(jī)的勵磁系統(tǒng)、不帶勵磁機(jī)的相復(fù)勵恒壓勵磁系統(tǒng)、晶閘管勵磁、同軸交流勵磁機(jī)的無刷勵磁等幾個發(fā)展歷程。目前船舶同步發(fā)電機(jī)多采用自勵恒壓裝置，通常是把自身輸出的交流電整流成直流后進(jìn)行勵磁。調(diào)壓原理通常是采用檢測發(fā)電機(jī)端電壓、負(fù)載電流或功率因數(shù)等參數(shù)的變化情況來調(diào)整勵磁電流。根據(jù)被檢測參數(shù)，自勵恒壓裝置可分為如下三類：3.自勵恒壓裝置的分類及工作原理發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，由于船舶負(fù)載變化等會使得發(fā)電機(jī)端電壓偏離額定電壓值，出現(xiàn)電壓偏差值△U，調(diào)節(jié)器會根據(jù)這個偏差電壓△U的大小以及極性輸出校正信號，對發(fā)電機(jī)勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減小電壓偏差△U。因?yàn)楸粰z測參數(shù)和被調(diào)量都是發(fā)電機(jī)端電壓，恒壓裝置與發(fā)電機(jī)一起構(gòu)成了一個閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)形式的特點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)特性好，動態(tài)特性欠佳。晶閘管自勵恒壓裝置屬于這種類型（1）按電壓偏差△U調(diào)節(jié)晶閘管自勵恒壓裝置的勵磁系統(tǒng)，是按發(fā)電機(jī)電壓偏差來進(jìn)行自動調(diào)壓。圖5-10所示是晶閘管自勵恒壓裝置原理圖。它利用晶閘管整流器，將發(fā)電機(jī)G輸出的部分功率，反饋到發(fā)電機(jī)的勵磁回路中，以作為發(fā)電機(jī)的勵磁功率。該系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)自勵建壓過程中，應(yīng)具有正反饋特性，而在發(fā)電機(jī)恒壓過程中，應(yīng)具有負(fù)反饋特性。這一特性由測量比較橋路1來實(shí)現(xiàn)，其特征如圖b所示，OA段為起勵工作區(qū)，具有正反饋特性，AB為負(fù)反饋區(qū)為恒壓工作區(qū)，Vc與UG成反比關(guān)系,測量比較橋的輸出Vc去控制觸發(fā)脈沖移相4，使其發(fā)出一個與偏差電壓有關(guān)的觸發(fā)脈沖電壓，去觸發(fā)主電路晶閘管導(dǎo)通，以獲得并調(diào)節(jié)勵磁電流，使其電壓恒定。這類系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)調(diào)壓性能好，其缺點(diǎn)是可靠性比較差。負(fù)載大小以及負(fù)載性質(zhì)、電路故障都會引起發(fā)電機(jī)電壓波動。如被測參數(shù)是負(fù)載電流IL和功率因數(shù)cos?，再通過調(diào)壓器調(diào)整勵磁電流穩(wěn)定發(fā)電機(jī)端電壓，這種情況下被測參數(shù)和被調(diào)量不同，是開環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是靜態(tài)特性較差，但動態(tài)特性好。不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置屬于這種類型。（2）按負(fù)載擾動（電流IL和功率因數(shù)cos?）調(diào)節(jié)不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置是目前交流船舶上主發(fā)電機(jī)較普遍采用的恒壓裝置。它是利用發(fā)電機(jī)輸出端電壓產(chǎn)生一個勵磁電流分量u，以便使發(fā)電機(jī)能夠利用剩磁電壓來實(shí)現(xiàn)自勵起壓，而發(fā)電機(jī)端電壓的恒壓則是通過勵磁電流中的電流分量i；(正比于發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，u與i疊加時反映了發(fā)電機(jī)負(fù)載的功率因數(shù))來調(diào)整。根據(jù)u與i疊加形式不同，不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置又可分為電流疊加和電磁疊加兩種。圖5-11是電流疊加不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置原理圖這種調(diào)節(jié)方式是以上兩種方式的結(jié)合，特點(diǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性都比較好，是一種比較理想的勵磁調(diào)節(jié)裝置?？煽叵鄰?fù)勵自勵恒壓裝置屬于這種類型。（3）按負(fù)載電流IL、cos?以及△U調(diào)節(jié)圖5-12所示為晶閘管直流側(cè)分流自勵恒壓裝置原理圖，在該圖中晶閘管作為交流開關(guān)并聯(lián)在勵磁裝置交流側(cè)起分流作用，或是將晶閘管作為直流開關(guān)并聯(lián)在橋式整流器的直流側(cè)進(jìn)行分流。自動調(diào)壓器根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓UG的大小輸出相應(yīng)的觸發(fā)脈沖來控制晶閘管的導(dǎo)通，起分流作用。當(dāng)UG升高時，自動調(diào)壓器輸出脈沖超前，晶閘管U1導(dǎo)通時間長，則分流大使勵磁電流減小，從而使發(fā)電機(jī)端電壓下降，反之，U1導(dǎo)通時間短，調(diào)整作用相反當(dāng)兩臺并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的電壓不相等，而頻率、相位相等時,在兩機(jī)組之間將產(chǎn)生一個無功性質(zhì)的環(huán)流,其結(jié)果將使電壓較高的發(fā)電機(jī)輸出無功功率增大，而電壓較低的發(fā)電機(jī)輸出的無功功率減少(發(fā)電機(jī)負(fù)載電流功率因數(shù)低的,無功功率大;功率因數(shù)高的，無功功率小)。由此可見,當(dāng)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時,通過改變發(fā)電機(jī)的勵磁電流來調(diào)節(jié)其電勢,即能調(diào)整無功輸出,實(shí)現(xiàn)無功功率轉(zhuǎn)移。具體調(diào)節(jié)方法是:必須同時調(diào)節(jié)兩臺發(fā)電機(jī)的勵磁電流,將功率因數(shù)低的發(fā)電機(jī)勵磁電流減小，與此同時將功率因數(shù)高的發(fā)電機(jī)勵磁電流增大，這樣就可以使兩臺發(fā)電機(jī)功率因數(shù)趨于一致，即無功功率相等二、并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的無功功率自動分配同步發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)具備自動調(diào)壓能力，通常配有自勵恒壓裝置，且具有一定的電壓調(diào)節(jié)規(guī)律，也稱為電壓調(diào)整特性，即發(fā)電機(jī)端電壓Uo與無功電流Iq之間的變化規(guī)律，即Uo=f（Iq）如圖5-13所示。并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)無功功率的分配與電壓調(diào)整特性曲線有關(guān)，即通過調(diào)節(jié)勵磁電流，實(shí)現(xiàn)調(diào)整電勢的目的。并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整特性曲線呈向下的趨勢，有利于并聯(lián)發(fā)電機(jī)工作的穩(wěn)定。如圖5-14所示，當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的兩臺發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整特性不同，即皆為有差調(diào)節(jié)且斜率不一致時，無功功率不均分，特性曲線平坦的機(jī)組承擔(dān)的無功功率變化大，特性曲線陡的承擔(dān)的無功功率變化小，因此希望并聯(lián)機(jī)組應(yīng)有相同的電壓調(diào)整特性。對采用不可控相復(fù)自勵恒壓裝置的發(fā)電機(jī)組，常采用均壓線實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)組無功功率均勻分配適用于同容量發(fā)電機(jī)組并聯(lián)時的無功功率均分。在勵磁繞組之間采用兩根直流均壓線并聯(lián)起來，如圖5-15所示，均壓線的接通和斷開與發(fā)電機(jī)主開關(guān)互鎖。圖中KM1和KM2為接觸器，分別由對應(yīng)發(fā)電機(jī)的主開關(guān)輔助觸頭控制。當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時，對應(yīng)勵磁繞組的勵磁電壓相同，確保了兩臺發(fā)電機(jī)勵磁電流相同，實(shí)現(xiàn)了兩臺發(fā)電機(jī)無功功率均分。如果兩臺發(fā)電機(jī)勵磁電流不等，均壓線將產(chǎn)生均衡電流，均衡電流從勵磁電流大的發(fā)電機(jī)流向勵磁電流小的發(fā)電機(jī)，使勵磁電流大的適當(dāng)減小，使勵磁電流小的適當(dāng)增加，最終接近相等。適用于不同容量發(fā)電機(jī)并聯(lián)時無功功率的均分。如圖5-16所示。當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)電勢不等時，通過交流均壓線可使兩臺發(fā)電機(jī)輸出電網(wǎng)均衡，確保無功功率均分采用均壓線并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組，一旦均壓線連接不可靠或者中斷，其結(jié)果是各機(jī)組無功功率嚴(yán)重不均，主要表現(xiàn)在兩臺并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的功率表指示相同而電流表指示相差甚大，亦或兩臺并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的功率表指示相同而功率因數(shù)表指示相差甚大；檢查的內(nèi)容包括均壓接觸器是否通電動作，如果動作了，其動靜觸頭的接觸是否良好，并及時排出。2.交流均壓線船舶電力系統(tǒng)中的重要負(fù)載主要是指與人命安全、船舶安全、船舶航行以及貨物保存有關(guān)的電氣設(shè)備。主要包括主機(jī)滑油泵、冷卻水泵、燃油輸送泵、燃油分油機(jī)、空壓機(jī)、循環(huán)水泵、給水泵、鍋爐風(fēng)機(jī)、舵機(jī)、錨機(jī)、冷凍裝置、主機(jī)控制裝置、導(dǎo)航設(shè)備、無線電通信設(shè)備以及各種報警裝置等。對這些電氣設(shè)備必須要求有足夠的可靠性和較強(qiáng)的生命力，因此在配電方面常采取如下形式：第四節(jié)

船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)1．重要負(fù)載不經(jīng)過分配電板由主配電板直接供電，如舵機(jī)、錨機(jī)、消防泵、消防自動噴淋系統(tǒng)、航行燈控制箱、無線電電源板、電羅經(jīng)、電航儀電源箱、探照燈等重要負(fù)載。2．由兩個或兩個以上完全獨(dú)立的電源供電。對某些特別重要的負(fù)載，采用雙（或多）電源雙（或多）饋線電路獨(dú)立供電，提高供電可靠性。兩舷制的雙重供電被認(rèn)為是船舶最常用、最基本的供電方式。如舵機(jī)、航行燈控制箱等。3．按船舶負(fù)載的重要性實(shí)行分級供電。當(dāng)船舶電源由于某些原因出現(xiàn)過載時，為了保證重要負(fù)載的安全和供電連續(xù)性，采用自動分級卸載裝置，出現(xiàn)過載時自動將次要負(fù)載從電網(wǎng)中切除。4．匯流排（母線）分段供電。重要負(fù)載通常設(shè)有兩套（一工一備：一套機(jī)組工作另一套機(jī)組做備用），可將這些重要負(fù)載分成兩組，并分別由配電板上兩段獨(dú)立的匯流排供電（兩段匯流排之間用分段開關(guān)連接），從而可提高供電的可靠性。當(dāng)某段匯流排上的線路發(fā)生故障而未得到迅速排除時，匯流排的分段開關(guān)將自動斷開，使得這些重要負(fù)載中的一半能可靠工作（1）保護(hù)的任務(wù)和作用根據(jù)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》，船舶電站供電的基本要求包括保證船舶安全可靠的供電、保證船舶電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。船舶電力系統(tǒng)的異常運(yùn)行情況主要有過載、欠壓過壓、欠頻、過頻、逆功率以及三相三線制中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)發(fā)生單相接地等，而最常見最嚴(yán)重的故障是各種形式的短路。解決這些異常狀況的主要方法就是在主要電氣設(shè)備上裝設(shè)保護(hù)裝置,自動且迅速地切除或隔離故障?；诖耍半娏ο到y(tǒng)保護(hù)的任務(wù)可歸納為:(1)當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障或足以造成故障發(fā)生時，保護(hù)裝置將自動迅速并有選擇性地切除發(fā)生故障的電氣設(shè)備，保證非故障部分正常安全運(yùn)行。(2)當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生異常運(yùn)行情況時,保護(hù)裝置應(yīng)自動發(fā)出報警信號,或自動切除異常運(yùn)行的設(shè)備,防止事故的擴(kuò)大。(3)配合自動控制裝置自動消除或減少事故及不正常運(yùn)行情況。所以，船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的作用就是保證船舶電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,保護(hù)重要設(shè)備,保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)主要包括:船舶發(fā)電機(jī)的保護(hù)、船舶變壓器的保護(hù)，船舶電網(wǎng)的保護(hù)和船舶電動機(jī)的保護(hù)等。二、船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)基于船舶保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)和作用,根據(jù)船舶規(guī)范，要求船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)具有以下四個要求：（1）選擇性保護(hù)的選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,保護(hù)裝置應(yīng)能僅把故障元件切除,使停電范圍盡量縮小，從而保證電力系統(tǒng)中其他非故障部分仍然能夠繼續(xù)安全地運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性有兩個基本原則：時間原則和電流原則。（2）快速性保護(hù)的快速性就是保護(hù)裝置的動作時限應(yīng)力求短。迅速切除故障可減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度;防止故障蔓延,縮小破壞范圍;減少對非故障部分的影響，保證其正常安全運(yùn)行。（3）靈敏性保護(hù)裝置的靈敏性是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。就是說，在保護(hù)范圍內(nèi),不管運(yùn)行情況、短路性質(zhì)和位置如何,對屬于保護(hù)范圍內(nèi)的故障，都應(yīng)反應(yīng)靈敏。靈敏性越高,故障發(fā)現(xiàn)和切除得就越早,從而對系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就越小。（4）可靠性保護(hù)裝置的可靠性是指裝置本身要能可靠地工作,對它保護(hù)范圍之內(nèi)的故障,應(yīng)根據(jù)設(shè)定要求動作;正常運(yùn)行或不在它保護(hù)范圍內(nèi)的故障,不應(yīng)誤動作,否則，它本身就可能成為產(chǎn)生和擴(kuò)大事故的根源。因此,保證保護(hù)裝置的可靠性是很重要的。保護(hù)裝置的可靠性主要取決于裝置本身的結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量接線和安裝以及整定等。2.保護(hù)裝置的要求船舶電網(wǎng)輸電線路短，大都采用有保護(hù)的電纜，對電網(wǎng)的保護(hù)較陸上系統(tǒng)簡單，一般只設(shè)置電網(wǎng)的過載保護(hù)和短路保護(hù)。船舶電網(wǎng)的檢測與保養(yǎng)亦是安全用電的一個重要方面，電氣線路在運(yùn)行和使用、故障檢修、大修、小修過程中，都要求按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行定期和不定期的檢測工作，其目的是檢測船舶電網(wǎng)的工作狀態(tài)及可靠程度，從而保證安全用電。作為輪機(jī)員，應(yīng)能分析和處理船舶電網(wǎng)的故障，掌握船舶電網(wǎng)絕緣檢測標(biāo)準(zhǔn)、方法和日常保養(yǎng)內(nèi)容。3.船舶電網(wǎng)的保護(hù)船舶電網(wǎng)的短路保護(hù)就是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路時，能自動將短路故障切除，從而保證電網(wǎng)不受破壞。為避免船舶電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障時造成不必要的大范圍停電，對短路保護(hù)裝置最基本的要求是具有良好的選擇性，即：故障時只切斷故障部分，其他無故障的設(shè)備應(yīng)繼續(xù)正常工作，前一級保護(hù)裝置不應(yīng)搶先動作（除非短路保護(hù)裝置失靈）。為此，應(yīng)合理的整定各級自動開關(guān)或保護(hù)裝置的動作值，通常按以下兩種原則方式進(jìn)行整定：1）時間原則：以各級保護(hù)裝置動作時間整定值的不同來實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，整定的原則是各級開關(guān)或保護(hù)裝置的整定值朝發(fā)電機(jī)的方向逐級增大。2）電流原則：以各級保護(hù)裝置動作電流整定值的不同來實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，動作電流的整定值也應(yīng)保證自負(fù)載向發(fā)電機(jī)的方向逐漸遞增。（1）船舶電網(wǎng)的短路保護(hù)船舶電網(wǎng)一般不單獨(dú)設(shè)置過載保護(hù)裝置，電網(wǎng)過載保護(hù)通常與用電設(shè)備共用一套過載保護(hù)裝置?！安粏为?dú)設(shè)置過載保護(hù)”并非“不保護(hù)”，而是由負(fù)載的過載保護(hù)進(jìn)行共同保護(hù)。特別說明，為了保證舵機(jī)緊急狀態(tài)時可用，對于舵機(jī)的供電線路，無論舵機(jī)本身還是線路均不設(shè)過載保護(hù)裝置。（2）船舶電網(wǎng)的過載保護(hù)船舶電網(wǎng)通常采用中性點(diǎn)絕緣的三相三線制接線，雖然單相接地并未破壞三相電壓的對稱性，電網(wǎng)上的用電設(shè)備也能夠正常工作，但提高了人員觸電的電壓等級，存在較大的安全隱患；且若再有一相接地則會造成兩相短路的故障。所以，船舶電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時潛在危險性大，須及時檢測和排除故障。（3）單相接地保護(hù)及電網(wǎng)絕緣監(jiān)測船舶電網(wǎng)是否單相接地，常采用絕緣指示燈（又稱地氣燈）進(jìn)行監(jiān)測，接線圖如圖5-11（a）所示。三盞燈泡（指示燈）星形連接，每盞燈泡兩端的電壓均為相電壓。正常工作時，三燈亮且亮度相同。當(dāng)某一相接地（如A相），則燈（L1）兩端的電壓為零，燈熄滅。另兩盞燈泡L2、L3兩端的電壓升為線電壓，亮度增強(qiáng)。因此，值班人員可以根據(jù)三個指示燈的亮度情況判斷船舶電網(wǎng)是否單相接地故障。圖5-11（b）為直流電網(wǎng)的接線。兩盞燈分別接在電源的正、負(fù)極線路上，亦由燈泡的亮度來判斷電路的絕緣情況。實(shí)際使用中，常于負(fù)極側(cè)發(fā)生接地，這多是由機(jī)艙報警系統(tǒng)中的傳感器引起的。接地?zé)羲玫臒襞荼仨氁?guī)格相同（不大于15W），更換時必須三盞（兩盞）同時換。但當(dāng)電網(wǎng)三相絕緣同幅度降低時，接地?zé)羧灾甘緸槿K亮度相同，會使操作人員誤認(rèn)為對地絕緣很好。常采用配電板式兆歐表（裝在配電板上）對船舶電網(wǎng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測，能在線實(shí)時監(jiān)測船舶電網(wǎng)的絕緣電阻。這種兆歐表是由兆歐表頭與整流電源組成的。其接線圖如圖5-12所示。當(dāng)測量電網(wǎng)對地絕緣時，從整流電源正端流出的電流流到動力電網(wǎng)，再經(jīng)電網(wǎng)對地的絕緣電阻流到船殼，再經(jīng)船殼流回測量表頭的正端，最后經(jīng)儀表線圈流回電源的負(fù)端。電網(wǎng)對地絕緣電阻越低，表頭指針偏轉(zhuǎn)就越大，當(dāng)一相接地時，表頭指針偏轉(zhuǎn)最大，指示絕緣電阻值為零。雖然兆歐表的一端接電網(wǎng)的其中一相，但所測的絕緣電阻卻是三相電網(wǎng)總的絕緣電阻，三相的接地電阻在測量時是并聯(lián)的關(guān)系2）船舶電網(wǎng)絕緣檢測發(fā)電機(jī)是船舶電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，保護(hù)發(fā)電機(jī)不受損壞對于船舶、貨物和船上人員的安全具有非常重要的意義。船舶低壓同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)主要有過載保護(hù)、外部短路保護(hù)、欠壓保護(hù)以及逆功率保護(hù)。4.同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)發(fā)電機(jī)的外部短路是指發(fā)電機(jī)的輸出電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其額定電流。大電流產(chǎn)生的熱和電動力是發(fā)電機(jī)受損的主要原因。長時間過電流運(yùn)行產(chǎn)生熱量的積累會使得絕緣層老化，甚至燒壞。發(fā)電機(jī)發(fā)熱與電流的大小和電流的持續(xù)時間有關(guān)，即由發(fā)電機(jī)的熱容量決定。單機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的保護(hù)主要是短路保護(hù)。發(fā)電機(jī)的短路或過流保護(hù)原則是既要保護(hù)發(fā)電機(jī)，又要盡可能保證電網(wǎng)連續(xù)供電。保護(hù)裝置的動作應(yīng)兼顧到選擇性、快速性和可靠性，通常采用電流原則與時間原則相結(jié)合的方式進(jìn)行整定。其整定值應(yīng)滿足規(guī)范要求（1）外部短路保護(hù)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：容量大于24kW（或kVA）的發(fā)電機(jī)應(yīng)采用能同時分?jǐn)嗨薪^緣極的斷路器進(jìn)行過載保護(hù)，其保護(hù)裝置應(yīng)能滿足:當(dāng)船舶同步發(fā)電機(jī)電流大于發(fā)電機(jī)額定電流的150％，但小于發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路電流時，短路保護(hù)裝置應(yīng)能使斷路器短延時分?jǐn)?，并同時應(yīng)與系統(tǒng)的選擇性保護(hù)相協(xié)調(diào)。建議整定值為發(fā)電機(jī)額定電流的200％～300％，延時時間對直流最長為0.2s，對交流最長為0.6s。容量小于或等于24kW（或kVA）且不并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，可采用多極聯(lián)動開關(guān)，并在每一絕緣極上設(shè)置熔斷器進(jìn)行保護(hù)。船舶同步發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)通常由自動空氣斷路器中的過電流脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管過電流繼電器來實(shí)現(xiàn)。發(fā)電機(jī)的過載是指發(fā)電機(jī)輸出的功率或電流超過了額定值。發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)的原則是：首先保證發(fā)電機(jī)不受損壞；其次是避開短暫的過載，盡量不中斷供電。發(fā)電機(jī)具有短時過載能力，所以大負(fù)載或多個負(fù)載同時起動時保護(hù)裝置不會發(fā)生過載跳閘，過載保護(hù)具有一定的時限性。船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)裝置可分為自動分級卸載裝置和非自動分級卸載裝置。（2）過載保護(hù)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：容量大于24kW（或kVA）的發(fā)電機(jī)應(yīng)采用能同時分?jǐn)嗨薪^緣極的斷路器進(jìn)行過載保護(hù)，其保護(hù)裝置應(yīng)能滿足:非自動分級卸載裝置的船舶發(fā)電機(jī)，當(dāng)電流在發(fā)電機(jī)額定電流的110％～150％之間時，斷路器應(yīng)能延時分?jǐn)啵溲訒r時間應(yīng)不超過2min。建議過電流保護(hù)整定值為發(fā)電機(jī)額定電流的125％～135％，延時15～30s斷路器分?jǐn)?。對于動力操舵裝置、為主機(jī)服務(wù)的各種輔機(jī)、消防泵、艙底泵等，以及船舶安全航行所必須的設(shè)備均為電力拖動和供電情況下，則在發(fā)電機(jī)過載時應(yīng)能自動卸除非重要負(fù)載，此種負(fù)載的卸除可按一級或多級進(jìn)行。具有自動分級卸載裝置的船舶發(fā)電機(jī)，當(dāng)過載達(dá)150%額定電流時，保護(hù)裝置延時10~20s動作。欠壓是指發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓低于額定值的不正常電壓；失壓是指電壓等于零，即無電壓。習(xí)慣上把兩者統(tǒng)稱為失壓。當(dāng)自動勵磁調(diào)壓裝置發(fā)生故障使得發(fā)電機(jī)輸出電壓降低時，將導(dǎo)致負(fù)載不能正常運(yùn)行，電動機(jī)可能會降速、堵轉(zhuǎn)、發(fā)熱，這些都對發(fā)電機(jī)和電動機(jī)不利。發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)就是當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時，確保發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)中脫開或者合不上閘，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)與電動機(jī)的保護(hù)。（3）欠壓/失壓保護(hù)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：電壓降低到額定值70%-35%時，延時1~3s動作跳閘；用于防止發(fā)電機(jī)電壓不足時或并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)不發(fā)電時閉合斷路器應(yīng)瞬時動作跳閘。船舶發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)通常是由空氣斷路器中的失壓脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管低壓繼電器來實(shí)現(xiàn)。發(fā)電機(jī)逆功率是指當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運(yùn)行，從系統(tǒng)中吸取有功功率。發(fā)電機(jī)逆功率會造成原動機(jī)損壞，也會使電網(wǎng)上其他正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)輸出功率增加，甚至過載跳閘。因此，當(dāng)出現(xiàn)逆功率時，應(yīng)采用保護(hù)裝置將處于逆功狀態(tài)的發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)中脫開，實(shí)現(xiàn)逆功率保護(hù)。（4）逆功率保護(hù)《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》規(guī)定：并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)設(shè)有延時3~10s動作的逆功率保護(hù)，逆功率值整定為額定功率的8%~15%（原動機(jī)為柴油機(jī)）或2%~8%（原動機(jī)為渦輪機(jī)）。與蓄電池組并聯(lián)供電的直流發(fā)電機(jī)應(yīng)具有一不帶延時的逆電流保護(hù)，保護(hù)裝置的選擇和整定值應(yīng)與原動機(jī)特性相適應(yīng)，其整定值為發(fā)電機(jī)額定電流的4％～10％。1.設(shè)備發(fā)生故障（1）發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路或斷路等故障;（2）發(fā)電機(jī)勵磁裝置故障;（3）發(fā)電機(jī)的原動機(jī)發(fā)生原動機(jī)調(diào)速器失靈、氣缸體過熱等故障;（4）發(fā)電機(jī)主開關(guān)故障;（5）電網(wǎng)絕緣破壞，絕緣值低于規(guī)定值。第五節(jié)船舶電力系統(tǒng)常見故障分析及處理2.操作不當(dāng)而引起的故障（1）并車合閘操作不當(dāng);（2）發(fā)電機(jī)負(fù)荷分配不均;（3）由于觀測錯誤而引起的不當(dāng)操作。3.惡劣環(huán)境條件影響而引起的故障（1）環(huán)境溫度高,通風(fēng)條件不足，導(dǎo)致設(shè)備溫度過高;（2）潮濕和霉菌造成設(shè)備、電力線路絕緣降低,引發(fā)接地、短路故障。4.意外事故導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)的故障（1）包括短路、撞船等，這些事故發(fā)生概率較低,其出現(xiàn)次數(shù)與電站設(shè)備的質(zhì)量、操作人員的熟練程度等因索都有關(guān)。（2）在一般情況下，故障總是首先出現(xiàn)在某個或一部分設(shè)備上，這種設(shè)備或器械的故障稱為一次事故。雖然故障可以各種形式發(fā)生在系統(tǒng)的任何部位上，但因電站設(shè)備大部分具有單項(xiàng)保護(hù)措施，一般可在一定時間內(nèi)可靠地將故障設(shè)備切除，因而這種故障并不會給系統(tǒng)帶來很大的危害,不過當(dāng)遇到以下幾種情形:1）單項(xiàng)保護(hù)設(shè)備的斷路器失靈，沒有及時切斷故障設(shè)備，讓一些比較嚴(yán)重的故障在電網(wǎng)上延續(xù)了較長時間；2）保護(hù)裝置的整定數(shù)值不恰當(dāng)，以致不能按設(shè)計要求完成保護(hù)動作；3）保護(hù)設(shè)備發(fā)生誤動作；4）故障發(fā)生在系統(tǒng)的保護(hù)死區(qū)。此時，一部分設(shè)備的故障就可能發(fā)展并迫使電力系統(tǒng)設(shè)備處于多重故障的嚴(yán)重條件之下，從而進(jìn)一步引起電網(wǎng)頻率異常,大范圍電壓異常，系統(tǒng)失效和發(fā)電設(shè)備過載。這種擴(kuò)大到系統(tǒng)的事故稱之為系統(tǒng)性故障(即二次事故)。如果發(fā)生系統(tǒng)性故障，就會接連不斷地引起事故，最終導(dǎo)致大范圍的停電。如果船舶發(fā)電機(jī)無法正常建壓，如基本沒有電壓或電壓很低處于嚴(yán)重失（欠）壓狀態(tài)，一般處理步驟是:1.充磁，以保證足夠的剩磁和正確的極性。2.檢查、調(diào)整自勵回路阻抗。如果電刷接觸不良或滑環(huán)不清潔，可能造成自勵回路阻抗偏大；3.檢查勵磁回路是否出現(xiàn)故障。如硅整流器被擊穿，勵磁回路某連接點(diǎn)發(fā)生開路故障等。4.檢查調(diào)壓器。二、船舶同步發(fā)電機(jī)失（欠）壓故障分析與排除由于種種機(jī)械和電氣故障或操作不當(dāng)?shù)仍蚓赡芤鸢l(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘，造成主配電盤失電,后果很嚴(yán)重。作為船舶機(jī)電管理人員，當(dāng)發(fā)生全船失電情況后應(yīng)能迅速采取措施,盡快恢復(fù)供電，以事態(tài)擴(kuò)大。發(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘后，應(yīng)根據(jù)主開關(guān)跳閘前的具體情況，采取相應(yīng)措施恢復(fù)供電。三、常規(guī)電站主開關(guān)跳閘的應(yīng)急處理在船舶航行中，發(fā)生發(fā)電機(jī)主開關(guān)突然跳閘，其主要原因可能有:（1）負(fù)載太大或電網(wǎng)發(fā)生短路如果發(fā)生故障時機(jī)組仍在運(yùn)行且電壓正常，說明可能是過載或短路保護(hù)造成跳閘。此時應(yīng)仔細(xì)檢查主配電盤匯流排是否短路，排除短路故障后或確信主配電盤匯流排沒有發(fā)生短路故障時，才可合閘供電，負(fù)載從零逐漸增加，并限制負(fù)載。（2）電站設(shè)備本身故障如果負(fù)荷不大，又沒有發(fā)生短路現(xiàn)象，則有可能是電站設(shè)備本身故障引起的跳閘。發(fā)如果故障表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)組仍在運(yùn)行但電壓很低或基本沒有電壓，則主開關(guān)的跳閘是由其欠壓或失壓保護(hù)造成的。此時，即使重合閘也不能成功，應(yīng)將該故障發(fā)電機(jī)組停止,啟動備用發(fā)電機(jī)組投入電網(wǎng)運(yùn)行，再檢查故障機(jī)組發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)壓系統(tǒng)。如果故障表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，電壓也正常，多數(shù)是主開關(guān)自身故障引起。例如主開關(guān)失壓脫扣機(jī)構(gòu)松動，加上船舶振動引起失壓脫扣器動作，使主開關(guān)跳閘；如果失壓線圈絕緣老化，被擊穿短路燒壞，也可使主開關(guān)跳閘等等。1.航行中主開關(guān)突然跳閘（3）運(yùn)行機(jī)組的機(jī)械故障運(yùn)行機(jī)組的機(jī)械故障引起主開關(guān)跳閘的故障通常會自動停機(jī)。聲光報警裝置會指示滑油失壓或發(fā)動機(jī)超速等機(jī)械故障的種類。應(yīng)答警報后，啟動備用機(jī)組，待發(fā)電機(jī)參數(shù)正常后合閘供電，再按負(fù)載重要性及功率大小逐級啟動。故障機(jī)組的檢修應(yīng)及時完成。若故障發(fā)生前毫無征兆，發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速大幅下降造成其主開關(guān)跳閘且停機(jī)，則燃油供給系統(tǒng)故障(如調(diào)速器失靈、斷燃油等)的可能性最大。假如發(fā)電機(jī)組的原動機(jī)調(diào)速器故障導(dǎo)致噴油量的大小不能隨負(fù)載的改變而改變，這會導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組產(chǎn)生逆功等故障而引起主開關(guān)跳閘，跳閘前后發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。燃油系統(tǒng)檢查，確定系統(tǒng)故障排除后方可啟動備用機(jī)組合閘供電。如果并車時引起跳閘,應(yīng)該是合閘時沒有滿足并車條件，導(dǎo)致沖擊電流太大，過流保護(hù)裝置或逆功率保護(hù)裝置動作，主開關(guān)跳閘。該故障發(fā)生的原因主要是操作不當(dāng)引起的，所以應(yīng)盡快檢查和確認(rèn)各發(fā)電機(jī)組的原動機(jī)運(yùn)行狀況，并將逆功率繼電器復(fù)位或過流繼電器復(fù)位(視具體船舶電站而定，有些不需要復(fù)位)，將任一臺發(fā)電機(jī)主開關(guān)試合閘，若各參數(shù)皆正常，再按照負(fù)荷的重要性和功率大小逐級加載，再對待并機(jī)組進(jìn)行各參數(shù)調(diào)節(jié)使其滿足并車條件后合閘并車、負(fù)載均分以保證兩臺發(fā)電機(jī)穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行。2.并車時跳閘1.交流同步發(fā)電機(jī)手動準(zhǔn)同步并電時，電壓之間的相位差應(yīng)在（

）。A、±15°B、±10°C、±5°D、±2°2.在航行期間，兩臺同步發(fā)電機(jī)并車，不必檢測的并車條件是（

）。A、頻率相同B、相位相同C、電壓有效值相同D、相序一致3.航行期間，兩臺同步發(fā)電機(jī)并車時，需滿足的條件是（

）。A、相序一致，電壓相等，頻率相等B、電壓相等，頻率相等，相位一致C、電壓相等，相序一致D、功率相等，電壓極性一致4.同步發(fā)電機(jī)并電時，調(diào)節(jié)2#發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其頻率略高于電網(wǎng)頻率，要求同步指示燈明暗一次的時間在（

）時，才可以進(jìn)行并電。A、1sB、3-5sC、10sD、20s5.使用燈光明暗法并車時，燈光（

）時按并車按鈕進(jìn)行并車。A、最亮B、最暗C、半明半暗D、一亮一暗6.粗同步并車是將2#發(fā)電機(jī)先（

）一只三相電抗器接入電網(wǎng)，待拉入同步后合上主開關(guān)的并車方法。A、串入B、并入C、切除D、解列7.相同容量的發(fā)電機(jī)并聯(lián)使用時，一般使用（

）來達(dá)到平衡無功的目的。A、直流均壓線B、交流均壓線C、不使用均壓線D、匯流排8.交流同步發(fā)電機(jī)并電后發(fā)現(xiàn)有功功率分配不能穩(wěn)定下來，二臺發(fā)電機(jī)的負(fù)荷急劇波動，下列可能原因中不正確的是（

）。A、均壓接觸器未吸合B、均壓線回路斷路C、自動電壓調(diào)節(jié)器故障D、功率表壞了11.同步表在表盤上時鐘（

）點(diǎn)的位置為同相位點(diǎn)。A、12B、3C、6D、912.船舶同步發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置長延時的整定電流為額定電流的百分比及延時時間分別為（

）及（

）秒。A、110～135%，15～30B、200～300%，0.2～1C、135～150%，20～30D、110～135%，1～313.對具有優(yōu)先脫扣功能的發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，其動作值一般整定在發(fā)電機(jī)額定電流的（

）。A、100～150%B、110～150%C、100～110%D、125～135%14.船舶同步發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)用的繼電器，主要是用于檢查功率（

）的器件。A、大小B、方向C、相位D、整定15.船檢規(guī)范規(guī)定，當(dāng)原動機(jī)為柴油機(jī)并車運(yùn)行時，逆功率的整定值為發(fā)電機(jī)額定功率的（

）動作。A、5%～10%B、8%～15%C、15%～20%D、1%～3%16.一同步發(fā)電機(jī)與另一臺并聯(lián)運(yùn)行，運(yùn)行于感性負(fù)載狀態(tài)，在有功功率不變時，僅增大該機(jī)激磁，則（

）。A、U上升，cos?下降B、U上升，cos?上升C、U下降，cos?上升D、U下降，cos?下降17.為使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)按比例承擔(dān)有功功率，其方法是（

）。A、將有功功率大的發(fā)電機(jī)供油量減小，同時增大有功功率小的一臺發(fā)電機(jī)油量B、將有功功率大的發(fā)電機(jī)供油量減小，同時減小有功功率小的一臺發(fā)電機(jī)油量C、將有功功率大的發(fā)電機(jī)供油量增大，同時增大有功功率小的一臺發(fā)電機(jī)油量D、將有功功率大的發(fā)電機(jī)供油量增大，同時減小有功功率小的一臺發(fā)電機(jī)油量18.為使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)按比例承擔(dān)無功功率，其方法是（