船舶电力系统
第六章船舶电力系统
§6—1 船舶电力系统概述
一、船舶电力系统的组成及特点
1．船舶电力系统的组成
船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。其结构简图如图6—1所示。
图6—1典型船舶系统简图
1）电源装置。将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。
2）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。
3）船舶电力网。是全船电缆电线的总称，也是电能的生产者(各种电源)和电能的消耗者(各类用电设备)的中间传递环节。船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。
4）负载。即用电设备。船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机(为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等)、舱室辅机(生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等)、电力推进设备(主电力推进装置、首尾侧推装置等)、机修机械(车床、钻床、电焊机等)、冷藏通风(冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等)、照明设备、船舶通信导航设备(无线电通信设备、导航和船内通信设备)等。
2．船舶电力系统的特点
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。从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。
船舶电站单机容量一般不超过l 000kW，装机总功率不超过5 000 kW(电力推进船和特种船除外)，相比陆上要小得多。船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船
舶安全运行。船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。短路电流所产生的电磁机械应力和热效应易使开关、汇流排等设备遭受损伤和破坏。因此，船舶输电电缆采用沿舱壁或舱顶走线，电缆的分支和转接均在配电板(箱)或专设的分线盒内完成，不允许外部有连接点。
二、船舶电力系统的基本参数
船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。
1．电流种类(电制)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、并联运行等一系列难点，使交流电制占据了主要地位。除了采用直流电力系统或交直流混合电力系统的特殊工程船舶外，几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。
2．额定电压等级
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。世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一致，使船舶电气设备具有通用性。例如美国和日本采用450V、60Hz的电制，而我国和前苏联等均采用400V、50Hz的电制。随着船舶发展大型化，目前采用电力推进的商船、滚装船和一些工程船舶电站的容量都比较大(高达几万千瓦)，出现了6 kV、3．3 kV以上中压等级的船舶电站。
我国用电设备的额定电压有24V、110V、220V、380V、1kV、3kV、6kV、10kV等。根据电源电压的额定值比同级电力系统用电设备的额定电压高5％左右的原则，发电机的额定电压为115V、230V、400V、1.05kV、3.15 kV、6.3kV、10.5kV等。我国(钢质海船入级与建造规范》规定：非电力推进船舶的限制电压为500V，动力负载、具有固定敷设电缆的电热装置等的额定电压为380V，照明、生活居室的电热器限制电压为250V，额定电压为220V。
3．额定频率
交流船舶电力系统的额定频率一般沿用各国陆地上的频率标准，我国采用50 Hz，西欧、美国采用60Hz。这里不包括弱电设备所需的特殊频率以及海上平台等特殊设备的电源频率。
三、发电机容量及台数确定的原则
船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，并保证船舶的安全性和经济性而确定的。船舶电站容量既不等于全船所有用电设备的标称电功率的总和，也不等于船舶某一运行工况下所用全部用电设备标称电功率的总和。因为船舶在不同运行工况下投入运行的用电设备不同，用电量也不同；即便在同一运行工况下各用电设备的运行时间长短不同，负荷变化的情况也不同；每一用电设备实际所需的电功率大多小于其标称电功率。电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既与电站容量有关，也与各工况的用电量大小和相对运行周期的长短有关。
1．船舶的运行工况
船舶营运中有航行工况(货船的全速满载航行时间约占船舶运行周期的41％，油船占64％)、进出港工况(船舶进出港低速航行、靠离码头等机动时间约占运行周期的1％)、装卸货工况(货船装卸所载货物期间约占运行周期的18％，油船占7％)、停泊工况(货船的无装卸作业停泊时间约占运行周期的40％，油船占28％)、应急工况(发生进水、火灾等海损引起主发电机失效而启用应急发电机的工况)。
2．确定电站容量的基本原则
电站容量应能满足船舶在各种运行工况下的用电量，并有适当的裕量，确保连续可靠的供电。但从经济性考虑，冗余功率又不能太大。
3．发电机组容量和数量的选择原则
发电机组的总容量决定于电站的总容量，确定发电机组的单机容量和机组数量的基本原则是：单机组容量以最高负荷率为80％来确定为宜；船舶电站必须有备用机组，其容量要能满足船舶各运行工况的用电需求；确定单机组容量和机组数量时，要考虑各机组的使用寿
命应与主机寿命相当，维修管理方便。
若以高效率经济运行为原则，针对电站容量和各工况的用电量及其相对运行周期等具体情况，可选择小功率多机组，或大功率少机组，或不同功率的机组。一般船舶电站设置2至3台(包括备用机组)同型号、同容量的机组，最多为4台。有些船舶在无作业停泊期间用电量少，常设1台小容量的系泊发电机。船舶电站的实际容量综合考虑了船舶电动机的利用系数、负荷系数、同时性系数等因素。
四、应急发电机容量的确定
1．目的和原则
一般规范都规定客船和500总吨以上的货船应设有独立的应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。作为应急电源使用的发电机称为应急发电机。
应急发电机应该具有独立的冷却装置和燃油供给单元，并设有满足规则要求的起动装置。当船舶发生火灾或其他灾害引起主电源供电失效时它应能自动起动和自动连接于应急配电板，尽快地承载额定负载，最长时间不得超过45s。应急发电机的容量应确保海上人命安全公约(SOLAS)和主管机关有关规定的供电范围和供电时间，并应考虑到这些用电设备可能同时工作。
2．容量确定
不同种类、吨位的船舶，其应急发电机供电的电气设备范围也略有不同。确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号装置、火灾探测和报警装置及防火门的固定和释放系统；在紧急状态下所需要的船内通信设备、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时使用的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器，以及其他需要应急发电机供电的用电设备，如船员或船员提升至甲板上以便逃脱的电梯应急装置、应急用无线电设备和导航设备等。
一般应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电，在确定其容量时，应考虑到最大电动机起动时瞬态电压降的影响。
§6—2 船舶配电装置
配电装置是接收和分配电能，并对电网实现保护的设备。有些配电装置(例如主配电板、应急配电板和蓄电池充放电板等)还具有对电源装置、用电设备进行测量、保护和控制的功能。
一、配电装置分类
船用配电装置种类很多，如面向主发电机的控制和监测的主配电板，面向应急发电机控制和监测的应急配电板，面向蓄电池组控制和监测的蓄电池充放电板。此外还有区域分配电板、岸电箱和交流配电板等。
二、主配电板的构成及功能
船舶主配电板是船舶电力系统的中枢，担负着对主发电机和用电设备的控制、保护、监测和配电等多种功能。一般由发电机控制屏、并车屏、负载屏和连接母线四部分组成。
1．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。控制屏面板大体分上、中、下三部分，上部装有电压表、电流表及转换开关、频率表、功率表、功率因数表以及原动机的调速开关和按钮等；中部安装有发电机主开关；下部一般安装有发电机励磁控制装置，控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。
2．并车屏。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。有的还设有汇流排分段隔离开关、粗同步并车电抗器、自动并车装置等。并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。
3．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。各用电设备或分电箱的电能通过装置空气开关供给。有些动力负载屏上还装有重要泵的组合起动装置。
4．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℃。
交流汇流排按从上到下(垂直排列)、从左到右、从前到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或紫色，中线为浅蓝色(若有接地线则接地线为黄绿相间颜色)。直流汇流排按从上到下(垂直排列)、从左到右、从前到后(水平布置)的顺序依次为正极、中线、负极。其正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间色。
三、分配电板
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。
四、应急配电板
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。它与应急发电机组安装在同一舱室内，一般位于艇甲板上。应急配电板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其上面安装的仪器仪表与主配电板基本相同。应急发电机总是单机运行，所以不需要并车屏、逆功率继电器和同步表。
应急电网平时可由主配电板供电，惟当主发电机发生故障或检修时才由应急发电机组供电。主配电板连通应急配电板有供电联络开关，它与应急配电板的主开关之间设有电气连锁，以保证主发电机向电网供电(即主网不失电)时，应急发电机组不工作。一旦主发电机开关跳闸，经应急发电机组的自动起动装置确认后，自动起动应急发电机组，并合闸向应急电网供电。平时需要检查和试验应急发电机组时，可把应急发电机工作方式选择开关置于试验位置，使应急发电机脱离电网。有些采用自动管理的应急电站，只有在应急发电机工作后应急电网才允许转换为由应急发电机供电，以免与主电网发生冲击。
五、充放电板
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。常用充放电板的接线原理如图6—2所示，主要由两个部分组成。
1．电源部分
目前采用交流电的船舶大都采用整流装置把交流电变为直流电。图中SA1为整流电源开关，SA2为整流后的电源开关，电源回路中设置有熔断器、电压表和电流表。新造交流电制船舶已采用晶闸管整流器，组成三相或单相可控整流装置。
2．充放电回路
在每一个充电回路应设有防止逆流的逆电流继电器或二极管，图6—2中，因电源是硅整流器，本身有防止逆流作用，故充电回路不再设置逆电流继电器。当主、应急电网都失电时，接触器KMl线圈失电，常闭触头闭合，直接向小应急用电设备供电，其余用电设备分别利用开关送电。
图6—2 用整流器充电的充放电板原理图
六、蓄电池
1．蓄电池在船舶上的应用
蓄电池是任何类型的机动船舶都无法离开的可靠电源设备，其用途之一是作为应急电源或备用电源，一般商船都把蓄电池作为船舶小应急电源，在船舶主电网失电而应急发电机组尚未正常供电的时间内，蓄电池组则供电给小应急负载；用途之二是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)。此外，蓄电池也用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。
2．船用蓄电池的类别
船用蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类。酸性蓄电池也称为铅酸蓄电池，船用历史最久，常用于柴油机的起动和应急照明。碱性蓄电池包括镉—镍蓄电池、铁—镍蓄电池、锌—银蓄电池和镉—银蓄电池等，主要用于无线电通信设备。但价格较高，民用船舶较少采用。
3．蓄电池的主要性能
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。酸性蓄电池中每个小电池的电动势为2.0—2.1V。放电时，电压逐渐下降，到达某一电压(称放电终止电压)时，则急剧下降，当低至放电终止电压时不再放电。10h放电率的每个小电池放电终止电压为1.8 V。充电时，电压变化在2.05—2.8V范围，充电终期电压每个小电池为2.5—2.8 V。充电设备的电压应考虑能调节到每个小电池2.8V
的数值。
碱性蓄电池中每个小电池的电动势为1.3 V左右，在额定放电率时平均放电电压为
1.2V。根据不同结构形式，充放电特性是不同的。
4．蓄电池的结构及工作原理
1）酸性蓄电池
酸性蓄电池的结构如图6—3所示，主要由容器、极板和隔板三部分组成。
盛装电解液和支撑极板的容器，具有防止酸液泄漏、耐腐蚀和坚固等特性。铅酸蓄电池容器有玻璃槽、铅衬槽、塑料槽、硬橡胶槽等，船上多数使用后两种。
船用酸性电池的极板常采用铅锑合金制成栅格式，栅格中压人活性物质，正极的活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极的活性物质是海绵状纯铅(Pb)。为增加容量，蓄电池的正极板和负极板制成许多片，分别并联在一起接成两组，构成蓄电池的正负极。隔板用橡胶、塑料或木板等绝缘材料制成。为保证电解液的自由流通，同时又不致使极板脱落的活性物质经隔板与相邻隔板相通，隔板上开有大小适中的孔。
酸性蓄电池的电解液的质量分数为27％一37％的稀疏酸溶液，相对密度为1.28—1.31。酸性电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反应来储存电能和释放电能的，其工作原理由下
面的化学反应方程式表示：
PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+PbSO4
(正极) (电解液) (正极)(电解液)(负极)
图6—3酸性蓄电池的结构图
当蓄电池的正负极板插入硫酸溶液时，极板之间将产生2V左右的电动势，一旦外电路接通则形成放电电流，同时在电池内部正负极板与硫酸发生化学反应，逐渐变成硫酸铅，当正、负极板都变成同样的硫酸铅后，蓄电池便不能再放电了，必须通过充电来恢复成原来的PbO2和Pb。显然蓄电池的充电和放电是可逆的。
由式(6—1)可知，充电时电解液稀硫酸的相对密度会增加；放电时由于生成水，相对密度降低。实际工程中采用比重计来测量电解液的相对密度，从而估计出蓄电池电动势的大小。酸性蓄电池的电动势，主要与电解液相对密度d有关。相对密度高，电动势也高，E与d之间的关系可由经验公式来表示，即
E=0.84+d (6—1) 如在蓄电池充电完毕将外电路断开后，测得的相对密度为1.28时，则根据上式可估算出其电动势为2.12V。
2）碱性蓄电池
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，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。碱性蓄电池可分为镉—镍(Cd—Ni)、铁—镍(Fe—Ni)、锌—银(Zn—Ag)、镉—银(Cd—Ag)等系列。船舶主要采用镉—镍、铁—镍蓄电池，下面以镉—镍碱性蓄电池为例作介绍。
碱性蓄电池主要由容器、极板和活性物质构成。容器用镀镍钢板制成，直接与电解液或一组极板接触，所以碱性蓄电池的外壳带电：正极由氧化镍粉、石墨粉组成，石墨粉主要用来增强导电性，不参与化学反应；负极由氧化镉和氧化铁粉组成，掺人氧化铁粉的目的是使氧化镉粉具有较强的扩散性，防止氧化镉结块，增加极板的容量；正负极上的这些活性物质分别包在穿孔的钢带中，加压成型后构成电池的正负极，两极之间用耐碱的硬橡胶隔开。
碱性蓄电池电解液的质量分数为20％的氢氧化钾(KOH)水溶液(或纯氢氧化钠溶液)，相对密度为1.2—1.27。蓄电池充电时将电能变为化学能储存起来，放电时将化学能变为电能输送给用电设备，两电极所发生的化学反应是可逆的。在充放电过程中总的化学反应方程式Cd+2KOH+2Ni(OH)3=Cd(OH)2+2KOH+2Ni(OH)2 (6—2)
(负极)(电解液)(正极) (负极) (电解液) (正极)
从上式可知，电解液在充放电过程中只作电流的传导体，不参与化学反应，其浓度不变，因而不能根据相对密度来判断充放电的程度，只能采取测量电压的方法来判断碱性蓄电池的充放电的程度。碱性蓄电池中每个电池的电动势为1.25V。放电时，电压变化在12~1V范围内，电流增大时可达到0.7V，低于0.7V就不应再放电。充电时，电压变化在1.4—1.8V范围内。
3）蓄电池的容量
容量是描述蓄电池储存电能能力的物理量，单位为安培小时(A·h)。它用充足电的蓄电池放电到规定终了电压(一般为额定电压的90％)时所放出的能量来表示，以放电电流I与放电时间t的乘积描述，即Q=I·t(A·h)。
酸性蓄电池通常以10h的放电电流为标准放电电流(即经过10h使蓄电池放完电的放电电流)，因此，额定容量被定义为在电解液温度为25℃，以10h放电电流连续放电至终止电
压时所输出的容量。例如200A·h容量的酸性蓄电池是指能以20A的电流放电10h。
蓄电池的容量与放电电流的大小及电解液的温度有关，因此如果超过标准放电电流进行放电，不但会降低容量，而且会严重影响蓄电池的寿命。关于碱性蓄电池一般是以8h作为标准放电电流。
5．船用蓄电池的充放电方式
1）充电的方法和种类
蓄电池的充电方法和类型有多种，应根据蓄电池的用途和经济性来选用。
（1）充电方法
恒电流充电——以恒电流充电至放电结束；
恒电压充电——给蓄电池加以恒定电压进行充电(由于充电初期通过电流大，应根据该电流选定整流器的容量)；
恒电流恒电压充电——在充电初期通以适当的恒定大电流，达到某一电压时，保持恒定电压进行连续充电；
连续补充充电——给无负载的蓄电池自行放电进行补充充电的方法；
分段充电——按2段~3段变化恒电压或恒电流充电电流进行充电。
（2）充电种类
初次充电——使用铅酸蓄电池时，初次向电池内加入电解液进行充电，充电的第一阶段电流为额定容量的0.07，充到单格电压上升到2.4V为止；第二阶段电流为额定容量的0.04，充到单格电压上升到2.5V，且相对密度和电压在3h内稳定。
正常充电——对已经放过电的蓄电池，为了使其恢复到原来规定容量而进行的充电，充电分两阶段进行，第一阶段按标准充电制的电流(额定容量的0．1)充电6—7h；第二阶段用第一阶段充电电流的一半充电2—3h。
均衡充电——多个小电池组合使用的蓄电池在长时间使用后，各小电池往往产生相对密度、容量的不均衡现象，为此需要每月进行一次均衡充电，其方法是先进行正常充电；静置1 h后，用初次充电第二阶段的电流充到有剧烈气泡产生为止；再静置1 h，反复上述充电过程，直到电压和相对密度保持稳定才完成。
（3）蓄电池充放电方式
目前，船舶上采用的充放电方式有交互充放电方式、浮充方式以及交互充放电和浮充相组合的方式。各种充放电方式的特点如表6—1所示。
6．船用蓄电池的维护保养
1）酸性蓄电池
（1）电解液应每半个月检查液面高度，每年进行化验检查。要及时补充电解液，注液孔螺帽应旋紧，以防电解液溅出。
（2）应保持蓄电池表面清洁，为防止极柱夹头生锈，其表面应涂上一层凡士林油膜。
（3）蓄电池室应保持良好的通风，并严禁烟火。
（4）过充电——酸性蓄电池在运行中往往因长时间充电不足或过放电等原因造成极板硫化，这时要对蓄电池进行过充电，使蓄电池恢复到良好的运行状态。过充电是指在正常充电后，再用10 h放电率的1／2或3／4的小电流进行充电1 h，然后停1 h，如此反复进行，直至刚一接通充电电源就发生强烈气泡为止。
2）碱性蓄电池
（1）每半个月检查一次电压、电解液密度和高度，及时补充电解液。
（2）保持气塞透气或定期打开气塞放气。
（3）碱性蓄电池的外壳带电(正极)，存放时须防金属将负极与外壳接触，引起短路。
（4）一般工作10—12次充放电循环或每月进行一次过充电。
（5）每年或使用50—100次时，应更换电解液。电解液的更换应在放电状态下进行，必要时可用纯水清洗，并及时注入更换的电解液。
六、岸电箱
船舶停泊码头或进坞修理时，一般接用岸电电源。在码头上设置有与岸电连接的装置，船舶一靠码头即可使用岸电。船上发电机组全部停机，既可减少靠岸时的值班人员，又便于对发电机组进行正常的维护或修理。
直流电制船舶进坞修理时，须接用直流岸电，船坞中可以安装直流岸电箱，也可以不安装直流岸电箱而将直流岸电电缆直接拉至机舱主配电板供电。由于码头上陆用电源多为交流电，考虑停泊码头时接用交流岸电的需要，设置了交流岸电箱。交流岸电的供电方式有两种：1．接用单相交流岸电，仅供船上照明电路使用，此时，配电板内照明汇流排与电力汇流排分开；
2．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。
设计岸电箱及接岸电的基本要求如下：
1）岸电箱应有下列设施
岸电箱内应设有能切断所有绝缘极(相)的断路器或开关加熔断器；指示端电压的指示灯或电表；用于连接软电缆的合适接线端子；对岸电为中性点接地的交流三相系统，应设有接地
接线柱，以便将船体接至岸上的接地装置或岸上电网的零点；应有监视岸电极性(直流时)和相对船舶配电系统的相序(三相交流时)是否相符的设施；标明船电系统的配电系统的形式、额定电压和频率(对于交流)的铭牌；有时根据船东要求还应装设电度表。
2）接岸电箱时应注意的问题
岸电箱应安装在便于连接来自外部电源软电缆的场所，根据安装的处所，选择合适的外壳防护等级。岸电箱与主配电板间应以固定敷设的电缆连接，该电缆应有足够的的定额。当岸电或(和)船电系统为中性点接地的交流三相系统时，应将船体与岸地相连接。利用船体作导电回路的船舶，在接岸电时，不能以陆地或海水作岸电回路，而应以绝缘的岸电相线将船
体与岸电网络的零点或接地的相线或接地的负极相连。岸电箱内应有连接此电缆的接线柱。
三相交流岸电箱上常采用指示灯组成相序指示器。其接线方式有多种，如图6—4所示。选用2个指示灯时，亮的指示灯表示超前相，暗的指示灯表示滞后相；采用1个指示灯时，灯亮表示超前相。
图6—4 相序指示灯电路图
2个指示灯HL的电阻应该相等，或指示灯HL的电阻和电阻R的阻值相等，并满足uCR=1。根据计算所得的指示灯和电容的参数列入表6—2。
电网电容器C／PF 指示灯HL 电阻R／kΩ
110 V，50 Hz 6~7 110 V，25 W
36
220 V，50 Hz 1~2 220 V, 25 W
380 V，50 Hz 0．1 XD4型
§6—3 船舶应急电源
一般规范都规定客船和500总吨以上的货船应设有独立的应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。作为应急电源使用的发电机称为应急发电机。
应急发电机应该具有独立的冷却装置和燃油供给单元，并设有满足规则要求的起动装置。当船舶发生火灾或其他灾害引起主电源供电失效时它应能自动起动和自动连接于应急配电板，尽快地承载额定负载，最长时间不得超过45s。应急发电机的容量应确保海上人命安全公约(SOLAS)和主管机关有关规定的供电范围和供电时间，并应考虑到这些用电设备可能同时工作。
不同种类、吨位的船舶，其应急发电机供电的电气设备范围也略有不同。确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号装置、火灾探测和报警装置及防火门的固定和释放系统；在紧急状态下所需要的船内通信设备、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时使用的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器，以及其他需要应急发电机供电的用电设备，如船员或船员提升至甲板上以便逃脱的电梯应急装置、应急用无线电设备和导航设备等。
一般应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电，在确定其容量时，应考虑到最大电动机起动时瞬态电压降的影响。
§6—4 发电机主开关
船舶发电机主开关常采用万能式自动空气断路器，自动空气断路器又称自动开关。船舶常用的有：框架式即万能式自动开关(如国产DW型)和装置式(如国产DZ型)自动开关。
发电机的主开关，是发电机投入电网的接人部件。在非正常运行情况下，如发生过载、电网短路、发电机欠压等，它能自动从电网上断开发电机。因此它既是开关电器，又是保护电器。装置式自动空气开关一般用作支路、负载屏、照明屏等的开关电器，不同型号产品具有不同的保护功能，一般都具有短路保护和过载保护功能。
国内外制造的船用发电机主开关的形式很多，结构不尽相同，但基本原理大同小异，一般都是由触头单片、灭弧装置、自由脱扣机构、操作机构和保护装置组成。其结构框图
见图6—5。
图6—5万能式自动空气断路器的框图
一、触头和灭弧系统
触头在切断时电流很大会产生电弧，因此必须具有完善的触头系统：由主触头、副触头和弧触头组成。主触头承担电路的正常工作电流，弧触头是为了防止主触头断开电路时产生的电弧烧坏主触头而设置的。在合闸时弧触头先接通，然后依次是副触头和主触头。而分闸时，主触头先断开，然后是副触头和弧触头，断开电路产生的电弧在弧触头中熄灭。
自动空气断路器大多采用灭弧栅进行灭弧。
二、自由脱扣机构
自由脱扣机构的作用是使触头保持完好闭合或迅速断开。图6—6所示是一个四连杆机构，它是触头系统和操作传动装置之间的联系机构。正常触头闭合状态见图6—6(a)所示，而图6—6(b)为分闸位置。由于衔铁动作，使顶杆向上逆动，撞击连杆接点，四连杆刚性连接被破坏，脱扣机构动作，使主触头处于断开状态。图6—6(c)为准备合闸位置。当脱扣后，需再次合闸时，应先将手柄向下拉，使四连杆机构成刚性连接状态，做好合闸准备，一旦需要合闸，只需将手柄往上推即可。
(a)合闸位置(b)分闸位置(c)准备合闸位置
图6—6 自由脱扣机构示意图
三、操作机构
操作机构用于控制自由脱扣机构的动作，实现触头闭合或断开。自动空气断路器的操作传动装置常见的有手柄式、连杆式、电磁式、电动式等。但无论哪一种操作方式，合闸前都必须先将储能弹簧储能，使自由脱扣机构处于“再扣”位置，然后利用储能弹簧释放能量实现合闸。使用弹簧加载以闭合和断开断路器是由在现场的制动操作装置执行的，通过安装有关的附件，也可以用电气遥控操作。
1．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，通常有转动和上下扳动两种形式。几种常见的国产自动空气断路器的手动操作方法如下：
早期国产的DW—94型自动空气断路器合闸时，先将手柄摇38圈左右，通过蜗轮、蜗杆传动将储能弹簧拉长储能，自由脱扣机构“再扣”，然后再摇2—4圈，使储能弹簧释放，以实现合闸。
DW-95型和DW—98型主开关合闸时，需先将手柄逆时针转110°和90°，然后再顺时针转一定角度，使储能弹簧储能，自由脱扣机构“再扣”，再继续顺时针转一定角度即实现合闸。AH型主开关合闸时首先将手柄向下扳，使储能弹簧储能，自由脱扣机构“再扣”，再将手柄扳向上方，即实现合闸。
各类自动开关都有手动机械脱扣按钮，分闸时，只要按下“分闸”按钮即可实现分闸操作。尚有一些自动开关，利用扳动手柄储能，使用手动机械合闸按钮合闸。
2．电磁或电动合闸
DW—94型电动合闸主开关采用电动操作时，其合闸操作线路原理如图6—7所示。当
发电机建立电压后，红色指示灯亮，失压脱扣线圈获电，操作电动机M通电转动，使弹簧储能，直至凸轮将储能开关中的常开触点闭合、常闭触点断开，此时黄色指示灯亮，表明储能弹簧已储能，自由脱扣机构已处于“再扣”位置。合闸时，按一下合闸按钮SB1，电动机再次转动，使储能弹簧释放，主开关合闸，此时绿色指示灯亮，表示合闸完毕。
图6—7 DW—94电动合闸原理图
DW—95、DW—98型电动合闸采用电磁操作，其合，闸操作线路原理图如图6—8所示。发电机建立电压1后，交流电压经二极管VD整流向电容C充电。合闸时，按下按钮SB，电容C就会对继电器KA放电，使KA的常开触点KA4和KA5闭合，接通合闸电磁铁线圈KM，在电磁吸力的作用下储能弹簧拉长储能，自由脱扣机构已处于“再扣”位置。由于电容两端的电压很快下降，因此当下降到继电器KA的释放电压时，KA的常开触点KA4和KA5断开，合闸电磁铁线圈KM断电，储能弹簧释放，自由脱扣机构动作实现合闸。合闸后，由于主开关副触点断开，此时再按下按钮SB，不会再有合闸动作。
图6—8 DW—98电磁合闸控制采用线图6—9 AH型电磁铁合闸原理图
AH型采用电磁铁直推式合闸，线路原理图如图6—9所示。发电机建立电压后，按下电磁控制开关，继电器KA1通电，其常开触点KAl闭合后继电器KA2有电，其常开触点KA2闭合，合闸线圈KM通电，快速将动衔铁吸上，利用动衔铁的质量和速度，通过电磁合闸柱销，对四连杆机构产生一较大的冲击，推动合闸机构合闸。合闸后，自动开关的辅助常开触点DW闭合，继电器KA3通电，其常闭触点KA3断开；继电器KA1断电，其常开触点KA1断开；控制继电器KA2失电，触点KA2断开，从而使合闸线圈KM断电，电磁吸力消失，合闸动衔铁恢复原样，为下次合闸作准备。
3．保护元件
万能式自动空气断路器通常设有电流脱扣器、失压脱扣器及分励脱扣器，通过它们对自由脱扣机构的作用来实现对主电路的短路、过载、失压、欠压等保护及遥控分励操作。其原理示意图如图6—10所示。
图6—10脱扣器原理示意图
过电流脱扣器一般有电磁式和半导体式，它被用作发电机的短路和过载保护，一般具有反时限延时动作、定时限动作和瞬时动作三种动作特性。当短路故障和过载现象发生时，瞬时或经短延时或经长延时后接通电磁铁使过电流脱扣器瞬时动作，开关自动跳闸。延时元件通常采用钟表机构或利用RC充放电回路等来实现。如DW—94型延时采用钟表和齿轮摆式时间继电器完成，DW—95型、DW—98型则采用电容充放电延时。
欠压脱扣器一般由一个瞬时动作的电压继电器组成，当线路电压低于规定的整定值时，由于电磁吸力的不足引起继电器释放，通过自由脱扣机构使开关自动跳闸。为避免电网电压瞬时波动产生误动作，可采用延时，延时时间一般为1～3s。
分励脱扣器主要用于远距离控制自动开关的断开，当按下分励脱扣按钮时，继电器吸合，通过自由脱扣机构将自动开关断开。
§6—5 船舶电网及电缆
船舶电网即船舶电力网，系指介于船舶电源和用电设备之间的传输、分配电能的传输线路。
一、船舶电网的分类
船舶电网根据供电电源的不同可分为：
1．主电网
由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。
2．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，它的供电范围见表6—3。
表6—3 应急电源供电的电气设备
序号供电系统
客船货船总吨
国际
航行
国内
航行
≥5 000 500~5 000
1 航行灯及信号灯* * * *仅对油船
2 通道、出入口、扶梯、应急出口的照明* * * *
3 登艇处的甲板和舷外放艇时所需的照明，救生筏、救生浮
件储放处的照明
* * * *
4 机舱、炉舱、主机操纵台、锅炉水位表及气(汽)压表、
总配电盘前后、应急发电机室、舵机舱等的照明
* * * *
5 驾驶室、海图室、无线电室、消防设备控制站照明* * * *
6 船员和旅客公共舱室、旅客超过16人居住舱室的照明* * * *
7 白昼信号探照灯* 建议* 大于150总吨的国际
航行船舶
8 无线电测向仪* 建议* 国际航行船舶
9 应急消防泵*
10 紧急集合报警装置* * * 建议
注：1）“*”标记表示必须由应急电源供电；
2）表内2、3、4、5、6等项所列设备同样也适用于由临时应急照明电源供电；
3）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。对装设应急发电机组但无自起动装置的船舶，要求安装临时应急照明电网，而且蓄电池的容量能满足连续供电30 min。
根据负载的性质和用途不同，船舶电网还有其他的分类。通常将由主配电板直接向区配电板、分配电板和负载供电的网络称为一次系统，由区配电板或分配电板向负载供电的网络称为二次系统。船舶电网中为动力设备供电的网络称为动力网络，向照明设备、电风扇及小容量电热设备供电的网络称为照明网络，而为各导航、通信无线电设备和监测报警系统等供电的网络称为弱电网络。
二、船舶电网的结线方式
1．船舶电网的结线方式
大多数船舶电压等级在500V以下，采用两种结线方式：放射式和环式，如图6—11结线示意图。
(a)放射式(b)环式
图6－11船舶电网结线方式
1）放射式特点
放射式结线的每一馈电线均由主配电板直接引出，并且各自独立，它只向一个分配电板或一个用电设备供电。其特点是：从总配电板引出的各馈电线路都安装有自动开关，便于集中控制。但是由于用电设备很多，主配电板需要集中大量的电缆端头和自动开关，不仅电缆耗量多，而且主配电板的尺寸也相应增大，一旦馈电线路发生故障，则该路的电气设备或分配电板将失电，可靠性较差。
2）环式特点
按环式结线的网络，其主馈电线是一个环形闭合回路，它经过串接在主馈电线路上的各个分线盒供电给用电设备或分配电板。其优点是：每一个用电设备均可以从线路的两个方向获得供电，当一路主馈电线路出现故障时，另一路仍可以保持供电；此外，减少了主馈电电缆的数量和长度及主配电板的尺寸。其缺点是不便于在主配电板上对各馈电线路实行集中控制。
目前，除了少数对供电可靠性要求特别高的商船和大型客船采用环状电网外，绝大部分船舶采用放射式结线方式。
2．重要负载的馈电方式
船舶重要负载是指那些与船舶航行、货物的保存、船舶及人身安全有关的设备。这些重要负载包括：主机滑油泵、冷却水泵、燃油输送泵、燃油分油机、空压机、循环水泵、锅炉给水泵以及风机、舵机、锚机、主机控制装置、导航及通信设备和各种报警装置，对这些设
备要求工作可靠，因此在配电时通常采取：
1）主配电板直接供电方式。如用于舵机、锚机、消防泵、消防自动喷淋系统、无线电电源板、陀螺罗经、航行灯控制箱、苏伊士运河灯等。
2）两路独立馈电线供电。如用于某些重要的负载如舵机、航行灯控制箱等。
3）采用自动分级卸载装置。当发电机出现过载时，自动分级卸载装置卸掉次要负载，从而使发电机恢复正常工作状态。
4）分段汇流排供电方式。它的供电方式参见图6—12，当某一段汇流排上的线路发生故障又未能及时排除时，汇流排上的自动开关动作将两段汇流排分开，保证重要设备的另一半仍能继续工作。
图6—12分段汇流排供电方式
4．主电网与应急电网的连接方式
船舶重要设备除在正常条件下由主电网供电外，还须备有在应急情况下的应急电源供电。例如舵机、航行灯和通信之类设备都分别有独立的馈电线与主电网及应急电网相连，通常有半数的电缆是不载流的，造成极大的浪费。实际上采用如图6—17的连接方式，在正常条件下联络开关闭合，重要负载经应急配电板由主电源供电，当主电源出现故障、主汇流排失电时，联络开关自动断开，应急电源则自动投入应急电网向这些重要设备供电。船舶电网这种连接方式是将应急电网视为主电网的一个组成部分。
三、船舶电网的线制
交流船舶的三相交流电力系统有中心点接地的三相四线、中心点接地的三相三线、三相三线绝缘电力系统等三种。最后一种方式安全可靠，即使在照明系统的绝缘电阻降低的情况下也不会影响动力系统，为目前大多数交流船舶所采用。
（a）三相三线(b) 中心点接地的三相四线(c) 中心点接地的三相三线
图6-13 船舶电网线制
四、船舶电缆
船舶电缆和电线在结构和用途上都有区别。
电线的芯线外层覆有保证电气绝缘用的绝缘
层，而电缆除了电气绝缘层外还有用以防止
外界各种因素(火、油水、机械等)危害的防
护套。船舶电网中采用的绝大部分是电缆，
而电线仅用于电气设备的内部接线和一部
分生活舱室的照明线路。
船用电缆主要由导电芯线、电气绝缘层
和防护套三部分组成，其构造见图6-14。图6-14 船用电缆构造1．导电芯线
导电芯线是电缆传输电能的部分，它是由不少于7根0．26—2．47mm的圆形软铜丝绞合而成的。船用电缆根据不同需要可作成单芯、双芯、三芯和多芯。芯线的截面根据不同载流量的需要有0．8—400mm2等各种不同规格。
有关电缆的导体根数和线径可由有关产品样本中查得。必须注意国外船用电缆的芯数和导体截面规格与我国的有所不同。
选择电缆时，必须根据使用条件，保证电缆实际通过的电流低于其允许电流。电缆的允许电流取决于电缆的绝缘材料，并以最高允许温度为基准决定的。
2．电气绝缘
绝缘层的作用是将各导电部分隔离以防止接地或相间短路。要延长电缆使用寿命，必须提高绝缘层的性能。各种绝缘材料的允许工作温度如表6-4所示。
表6-4 绝缘材料最高允许工作温度
绝缘材料最高允许工作温度／℃
聚氯乙烯(一般) 60
聚氯乙烯(耐热) 75
丁基橡胶80
无机物95
乙丙橡胶和交联聚氯乙烯85
硅橡胶95
选择电缆的型号和截面应根据实际用途、额定电流、敷设场所的温度和环境条件，以及用电设备的工作制等决定。
§6—6船舶电力系统保护及装置
船舶电气系统的保护包括船舶发电机外部短路保护；过载、欠压、逆功率保护；船舶电网的过载、短路保护；电网的绝缘监测；接用岸电时的相序保护等。船舶中采用继电器保护装置来实现。船舶在电力系统发生故障时，要求继电器保护装置的工作具有可靠性、选择性、准确性，既能适时切除故障以防止故障蔓延，又要尽量缩小停电区域，使非故障部分能继续正常运行，减轻损害程度。
一、电网的短路保护
船舶电网的短路保护要求良好的选择性，当发生短路故障时，仅允许切除有故障的线路部分。通常对各级保护装置的动作整定值按时间原则或电流原则予以整定。
如图6—15，若按时间原则整定，则应有t1>t2
>t3，即各级保护装置动作时间的整定值应从用电设备到发电机处逐级增大；如按电流原则整定，则应有I1>I2>I3，，即各级保护装置动作电流的整定值应从用电设备到发电机处逐级增大。实际应用时，常将两者结合起来综合考虑，
以满足选择性保护的要求。
短路保护装置通常采用万能式自动空气
开关、装置式自动空气开关及熔断器等。
装置式自动空气开关装有电磁脱扣器，大量
应用于各种配电装置，熔断器一般用作电网
的末级保护。在船舶电网中，发电机和用电
设备的短路保护装置通常设在靠近电源侧的
出线端，所以电网不设专门的短路保护装置，
而是与发电机及负载的短路保护共用一套
保护装置。图6—15 船舶电网短路保护示意图
二、电网的过载保护
船舶电网大多为辐射型馈线式配电网络，馈线的截面积又都与发电机及用电设备的容量相配合的。由于发电机和用电设备的过载保护装置同时保护了电网，所以，电网中不设专门的过载保护装置。应指出的是，舵机电动机和它的供电线路根据规范要求均不设过载保护，只设短路保护和过载报警装置。
三、单相接地及电网的绝缘监测
1．单相接地监视
船舶电网一般采用三相三线绝缘制系统，电网中的任何一相接地，将造成另外两相对地均为线电压，严重影响人身安全，若再有一相接地，就会引起两相短路的故障。这类潜在的危险性必须及时发现，予以排除。
船舶配电板上大多装有绝缘指示灯(亦称地气灯)以监视电网的单相接地。图6—16是绝缘指示灯的电气工作原理图
例如三相交流系统正常
工作时，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
(如图中的A相)出现接地故障，
则灯HL1熄灭，而HL2、HL3 (a)三相交流(b)直流
两端的电压上升为线电压，灯泡图6—16 绝缘指示灯电路图
亮度增强。这样，值班人员就方便地判断哪一相发生接地故障。
2．电网绝缘监测
配电板式兆欧表安装在主配电板上，它能在线随时监测船舶电网的绝缘电阻。兆欧表的工作原理如图6—17所示。
图6—17 配电板兆欧表电气原理图
配电板式兆欧表由测量机构(表头)和附加装置(整流电源)组成。当电网绝缘电阻下降时，漏电电流增大，表头指针偏转就大，如一相接地，表头指针偏转最大，绝缘电阻指示值为零。表头上可直接读出电网的绝缘电阻值，配电板兆欧表可以通过转换开关分别测量动力电网和照明电网的绝缘电阻值。船舶要求该值大于1MΩ。
§6—7 船舶轴带发电机系统
船舶轴带发电装置是由船舶主机驱动发电机供电的装置，它利用主机富裕功率来达到节
能的目的。最近几年来新造的定期集装箱船、矿砂船、散装液货船大多数安装了轴带发电机系统。其主要优点体现在以下几个面：
1．节省燃料和燃料费用。由于主机燃用劣质燃料油作为燃料，热效率高、经济性好。
2．降低辅助柴油机组的运行时间和消耗，减少了相应的维修工作量和维修费用。
3．减少滑油消耗。船舶在航行中不使用辅助柴油发动机组，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。降低机舱的噪声，同时也减少了机舱的热源。
轴带发电机系统也存在一些缺点：
1．船舶在港作业时，不能用轴带发电机供电，仍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。
一、船舶轴带发电机的主要类型
轴带发电机装置的类型大致可分为以下几种：
1．频率变动型轴带发电机装置，它包括变距桨普通式和定距桨普通式。
2．频率稳定型轴带发电机装置，它又分为：定速类，包括蜗轮联轴节式、油压驱动式、油类多板离合器式、无级调速齿轮箱式；晶闸管逆变器式；跨轴式；旋转变流机类，包括直流式和交流式；感应恒频式、分为旋转式、静止式，晶闸管逆变器式。
3．复合轴带发电机装置，它包括：高经济轴带发电机装置、超经济轴带发电机装置、轴带发电机电动装置、多功能齿轮箱式轴带发电机组合装置、废气涡轮轴带发电组合装置。常用轴带发电机装置系统框图如图6—18所示。
图6—18轴带发电机装置系统框图
1一轴带发电机；2一晶闸管整流器；3一电抗器；4一晶闸管逆变器；5一短路电抗器；6一同步调相机；7一励磁变换器；8一控制装置；9一励磁变压器；10一负载
二、变螺距桨船舶的轴带发电机
船舶轴带发电机由主机驱动，其转速随主机的转速而变化，因此根据主机的运行条件，对主机转速的变化需进行补偿，以便获得恒频、恒压的电力是问题的关键。按照其有无补偿，则补偿方式可以分为：
1．无频率补偿型S／G系统
这种轴带发电机系统是由主机和定距螺旋桨的推进系统驱动，主机转速未采取机械或电气的措施进行调节，由于轴带发电机的频率随主机转速而变化，这种轴带发电机系统只能在其频率不超出船舶规范允许范围时才可使用。
2．频率补偿型S／G系统
在这种系统中，采用机械或电气的控制手段保持船舶电网的频率，轴带发电机装置
组成的(CPP+S／G)属于这种系统。
3．变距桨和轴带发电机装置组成(CPP+S／G)
在该系统中，主机和轴带发电机之间装有减速齿轮装置。船速取决于变距桨的螺距
大小，主机转速及轴带发电机的频率大致恒定。
在CPP十S／G系统中，只在切换发电机时，才可以和其他发电机并联运行，因为长时间并联运行是非常困难的。例如在主机运行于额定转速，可变螺距不处于最佳螺距工况，将会导致动力装置效率迅速递减。
4．变距桨船舶轴带发电机装置的工作原理
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)，而且主机的转向是一定的，不需要换向，航速是靠调节桨叶的角度来实现的，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。
在船舶机动航行或进出港时，由于主机负荷变化比较大，为了安全起见，采用系泊发电机供电；在船舶定速航行时切换为轴带发电机供电，整个系统操作方便，维护较其他几种类型工作量要小得多。
这种类型轴带发电机系统存在的缺点是：
1）轴带发电机的输出电源频率受到主机负荷变化的影响，一旦工况不好或负荷幅度波动较大，则轴带发电机输出电源频率也将发生较大变化，显然对电网上的负载、设备是很不利的。
2）轴带发电机可以和其他发电机并联运行，但时间不宜过长，这主要是因为主机与副机的工作特性有差别，两者很难做到机械特性一致。因此在船舶自动电站的管理装置的设计上，就应考虑到这个问题。只允许在相互转换的过程中短时间的并联运行，确保电站安全运行。
3）轴带发电机输出功率的大小还要受到主机允许输出功率的限制。当主机负荷较大或由于各种因素的影响使主机带负荷的能力下降时，轴带发电机的输出功率就不能增大，否则会引起主机超负荷运行，这时为了保证主机的正常工作，需要切除轴带发电机变换为系泊发电机向电网供电。
三、定距桨船舶的轴带发电机
1．定距螺旋桨、定速装置和轴带发电机装置组成(FPP+CS＋S／G)
在这种系统中，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，而且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，在100％额定转速时，总体效率％万＝0．93；当70％额定转速时，总体效率，9＝0．83，故其应用受到限制。
2．定距螺旋桨、轴带发电机和恒定频率装置组成(FPP+S／G+CF)
在这种系统中，轴带发电机的转速是可变的，但由于采取了电气控制方式，使得供给船舶电网的电源频率保持恒定。这种系统不但在换接时可以与其他发电机并联运行，而且可以长期持续并联运行。
目前，由于电力电子元件在电气控制领域中的应用，这种轴带发电机系统被采用得越来越多。如"AGE"晶闸管轴带发电机系统就属于(FPP+S／G+CF)类型。但是，这种轴带发电机系统的构成比较复杂，涉及的控制元件也比较多，一旦出现故障，检修工作难度很大。
§6—8 船舶中压系统简介
一、船舶中压电力系统简介
有关中压电力系统的定义，各个国家以及在不同领域的标准是不完全一致的。常用的IEEE标准100规定：中压交流电力系统是指额定电压大于1 000V、小于10 000 V的电力系统；在此之上，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2.3、4.16、6.6kV等级；而额定频率为50Hz的电力系统，中压的额定值有3.3、6.0、10kV等级。目前国内外建造的船舶大多数是440V或380V低压交流电力系统。随着船舶用电量的增加，发电机容量的增加，特别是一些特种用途船舶所装备的大功率中压用电设备，使中压开始进入船舶电力系统和供配电装置领域，而且前景良好。例如，一些大型集装箱船舶侧推器的中压电动机、变频控制装置和配电网络，电力推进船舶的中压发电、配电、用电设备和网络。本节以2002年底新建成的“泰安口”半潜式电力推进特种运输船的中压电力系统为例，简单介绍中压电力系统的结构和运行模式的特点。
图6—19 “泰安口”半潜式电力推进船的电力系统单线原理图1．“泰安口”半潜式电力推进船中压电力系统的结构
“泰安口”半潜船载重量为18 000t，总长156 m，可以装载海洋钻井平台。船上安装了先进的卫星动态定位系统(DP)，船尾左舷和右舷安装了SIEMENS公司和SCHOTTEL公司联合生产的吊舱式电力推进系统(Siemens Schottel Propeller，简称SSP)，其螺旋桨可以360°回转，船舶在行驶时可以在极小的范围内灵活活动。图6—19是该船的电力系统单线原理图。图中，电网由三个层次组成：一是6.6 kV的中压主系统；二是450 V的辅助低压系统；三是450 V的应急系统。
1）6.6kV中压主电力系统的组成
中压主电力系统的电源：3台5 200kV A、720r／min、60Hz的主发电机组，柴油机为War-sila 9L32，可以单独或者并联向中压电网供电。其中No．1主发电机在装载需要50Hz 中压电源供应的货物时，可以切换为2 030kV A、600r／min、50Hz的模式运转，单独为50Hz 的货物负载电源供电，此时，图中用于中压汇流排连接的断路器KS1应该处于分闸状态。
中压主电力系统的负载：船尾左右舷各1台吊舱式电力推进器SSP的4.7 MW永磁同步电动机及为其变频调速服务的变压器组、晶闸管装置；左右舷各1台侧推器的800kW电动机及为其变频调速服务的变压器组、晶闸管装置；可以为450 V的辅助低压系统供电的2台900kVA、将电压从6.6kV转变为450V的旋转变流器(在此没有采用变压器变压的原因，是因为带有大量变频调速负载的中压主电网的波形不好)。
它的供配电装置：在中压开关柜控制室共有12屏中压控制屏，分别用于3台主发电机的控制(PMA 71电力自动管理系统通过电流互感器、电压互感器、中压断路器等对发电机组进行控制)，2台电力推进装置SSP的供电，2台侧推器的供电，2台旋转变流器(机组)中压接线端的供电，2个汇流排连接断路器的控制，以及50 Hz／60 Hz货物负载中压电源供电的控制。另外，2台24VDC UPS控制柜也安装在中压开关柜控制室内。
2）450V／60Hz低压辅助电力系统
低压辅助电力系统的电源由三个来源提供：航行时，电源来自中压系统的旋转变流器(机组)，此时图6—19中旋转变流机组两端的断路器KS3、KS4、KS5、KS6都处于合闸位置。当旋转变流机组发生故障或检修时，以及在码头没有装载货物时，电源来自1台1 125 kV A、
900r／min、60Hz的辅助发电机组，柴油机是Warsila 6L20，此时图6—19中旋转变流机组两端的断路器KS3、KS4、KS5、KS6都处于分闸位置。另外，在港内还可以连接岸电。
低压辅助电力系统的负载包括：常规船舶运行时需要供电的各种设备，例如淡水循环泵、燃油传输泵、滑油传输泵、低温淡水泵、高温水循环泵、中央冷却海水泵、通风机、燃油锅炉、空压机、锚机、消防泵、甲板液压起货机、照明电力配电板、助航仪器供电、机舱监控系统的供电等。也包括电力推进装置的方位控制泵，电力推进装置变压器、变频器的冷却泵，货物起重机，半潜船的压载水空压机，用于3台主发电机、辅助发电机、旋转变流机组、电力推进驱动装置的保温装置，动态定位(DP)系统的供电。
它的配电装置：在低压配电板控制室共有17屏低压控制屏，分别用于1台辅助发电机的控制，2台旋转变流器低压端的连接，1个汇流排连接断路器的控制，4个电动机组合起动屏，6个输出负载屏，以及为中压变频驱动器服务的低压负载的供电屏。
3）450 V／60Hz应急电力系统
（1）应急电力系统的电源有两个来源：通常，电源来自450V的辅助供配电系统，此时图6—25中连接辅助电力系统和应急电力系统的断路器KS7、KS8都处于合闸位置。应急时，电源来自1台250kV A(300kV A)、900r／min、60Hz应急发电机组。
应急电力系统的负载包括：常规船舶应急时需要供电的各种设备，例如电池充放电板、应急照明、航行灯、雷达、陀螺罗经、机舱通风机、消防系统、应急消防泵、电话、总报警系统、机舱监控系统等的供电。也包括半潜船的压载水控制台、SSP控制台、动态定位(DP)控制台的供电。
应急电力系统的配电装置：在应急发电机控制室共有3屏低压配电板分别用于应急发电机的控制，与450V辅助供配电系统的连接，电动机起动和输出负载的分配。
（2）“泰安口”半潜式电力推进船电力系统的运行模式
①根据船舶不同运行状态对功率的不同需求，提供经济可靠的供电，“泰安口”半潜式电力推进船电力系统可以提供如表6—5中所示的几种运行模式(表中所涉及的设备的连接关系，请参见图6—19)。
②从图6—19的系统布置可以看出，图中不同运行模式的设置，是靠电力系统中发电机组、汇流排的不同连接组合实现的。中、低压断路器带有灭弧装置，是实施电气设备带负载分合闸，并能对系统进行保护的开关设备。图中各种运行模式的设置是在控制屏上通过人工操作PMA 71液晶显示单元的键盘(或者在驾驶台的IMAC 55型集中监测控制系统的显示界面上，使用鼠标轨迹球输入命令，通过光纤网络)，实现断路器分合闸的控制。中压、低压、应急发电机断路器、汇流排连接断路器的分合闸动作都是由PMA 71电力自动管理系统的PLC单元进行控制的(在图6—19电力系统单线原理图中没有画出)。当断路器两侧都有电源时，断路器的合闸命令，将先由PMA 71系统的PLC单元发出同步并联指令到PMA 71系统中的GENOP 71发电机保护／并车智能单元，经后者判断同步并车的条件之后，再由GENOP 71单元向断路器发出合闸控制信号。
（3）中压电力系统的隔离开关和接地开关
电工材料的绝缘是相对的，当电压足够高时，绝缘体也会被击穿。在中高压电力系统，操作人员即使没有直接接触带电部分，如果不慎，相距带电部分过近，小于规定的安全操作距离，也可能受到严重的触电伤害。因此，中压电气设备，例如变压器、电流互感器、电压互感器、断路器都安装在完全封闭的开关柜中。输电电缆采用的是绝缘性能极高的材料制成的。当需要带电操作接触带电部分时，要严格按照安全操作规程，使用合格的绝缘工具进行。维修清洁时，必须停电进行；同时，在电力系统的设计中也安装了必要的隔离开关和接地开关，以保证操作人员的安全。
船舶综合电力系统
浅析船舶综合电力系统 1.引言 船舶综合电力系统是船舶动力的发展方向，是造船技术发展史上的又一个革命性的跨越，其主要特点是将推进动力与电站动力合二为一。该项技术正在逐步成熟、完善。以美、英、法为代表的发达国家率先引入综合电力系统这一概念，并积极开展研究、试验和应用到船艇。 2.综合电力系统概述 综合电力系统的思想基础是降低未来船舶的总成本，优化船舶总体、系统和设备的组成。其设计理念是突出系统化、集成化和模块化。在船舶平台上的具体实现途径是将全船所需的能源以电力的形式集中提供，统一调度、分配和管理。 美国海军提出的综合电力系统主要包括发电、配电、电力变换、电力控制、平台负载、推进电机、能量储存等七个模块。其中，发电模块将其它形式的能量转化为电能，经全船环形电网向各区域配电系统供电；电力控制模块对配电模块实行电能分配和监控；配电模块将电力输送到电力负荷中心，再分配到各用电设备；电力变换模块将一种形式的配电模块转化为另一种形式的配电模块；推进电机模块用于船舶推进；平台负载模块是一个或多个配电模块的用户；能量储存模块用于储存电能，维持整个供电系统的稳定。 采用综合电力系统的船舶与传统船舶比较，具有的主要优势为： 便于采用分段和模块化建造，使用维护费用低，经济性好；噪音低，可提高船舶的安静性和舒适性，提高舰艇的战斗力和生命力；调速性能好，控制方便，倒车简便、迅速，提高船舶的机动性；布置灵活、设计方便、可靠性高，可维修性好、生命力强；便于实现自动化，减少船员；适用性强，可广泛采用各种电子设备和先进的推进技术，对于舰艇而言，可以使用诸如激光武器、电磁炮等高能武器。 3.综合电力系统的发展现状 近十来年，船舶的电力推进技术已进入应用阶段。目前，不同类型的船舶，如一些科考船、破冰船以及邮轮采用了电力推进系统。推进电机采用直流、交流同步电动机或交流感应电动机。研究报告显示，虽然商船的综合电力推进系统提高了船的建造费用，但其运行和支持费用，及其生命周期里的整个费用却降低了。上世纪九十年代，一些商船业公司，如ALSTOM、ABB、SIEMENS等，已形成了企业内部的商船业电力推进标准。有人统计，八十年代后期建造的1000吨以上的商船中采用柴－电推进的约占25％，到九十年代中期，此类船舶中有35％以上采用电力推进，且该比例正在呈逐年上升的趋势。据统计，到2000年，全世界商船电力推进的装机总容量约为4200MW。 美国海军于1980年建立了综合电力驱动计划，希望通过将船舶日用电力系统和推进电力系统合而为一，进一步提高战船的性能。1990年后，美国海军将注意力转到提高船舶的能购性上，研究计划转为综合电力系统(IPS：Integrated Power System)项目。针对当时水面战斗舰艇(SC-21，现转型为DD（X）)的概念设计，美海军完成了费用和效能评估。2002年4月29日，美国海军宣布英格尔斯造船公司、诺斯罗普格鲁曼船舶系统公司为DD(X)的设计主承包商，设计承包合同总价款为28亿多美元，执行期至2005财政年度。DD(X)设计合同的签署意味着美国海军水面舰艇革命性变革的开始。综合电力系统强调的主要技术目标为增加可操作性和支持柔性设计。美海军计划2003年开始，用3年多时间完成11个工程开发模块的建造和试验，并通过充分的陆试和海试去降低技术风险，争取2005年技术定型，2012
大型船舶电站考试大全
第七章船舶电站 第一节船舶电力系统 1308.船舶电力系统是由______组成的。 A．控制屏、负载屏、分配电盘、应急配电盘B．电源设备、调压器、电力网 C．电源设备、负载D．电源设备、配电装置、电力网、负载 1309.船舶电力系统是由______组成的。 A．主电源、应急电源、电网、负载B．电源设备、调压器、电力网 C．电源设备、负载D．电源设备、配电装置、电力网、负载 1310.船舶电力系统是由______组成的。 A．控制屏、负载屏、分配电盘、应急配电盘B．电源设备、配电装置、电力网、负载 C．电源设备、负载D．动力电源、照明电源、应急电源 1311.船舶电力系统是由______组成的。 A．电站（电源设备和配电装置）、电力网、负载B．电站、负载 C．电源设备、负载D．动力电源、照明电源、应急电源 1312.下列不可作为船舶主电源的是______。 A．轴带发电机组B．蓄电池C．柴油发电机组D．汽轮发电机组 1313.我国民用运输船舶多采用______作为船舶主电源。 A．轴带发电机组B．蓄电池C．柴油发电机组D．汽轮发电机组 1314.下列关于发电机组容量和数量的选择原则的论述错误的是______。 A．船舶电站必须有备用机组，其容量要能满足船舶各运行工况的用电需求 B．确定单机组容量和机组数量时，要考虑各机组的使用寿命与主机寿命相当 C．船舶最少要有两台发电机组 D．单机组容量以最高负荷率为100%来确定为宜 1315.将船舶电网与陆地电网相比，下列说法错误的是______。 A．船舶电网的频率、电压易波动B．船舶电网的容量很小 C．船舶电网的电流小D．我国船舶电网额定频率为50 Hz 1316.船上的配电装置是接受和分配电能的装置，也是对______进行保护、监视测量和控制的装置。 A．电源、电力网B．电力网、负载 C．电源、负载D．电源、电力网和负载 1317.配电装置是对电源、电力网和负载进行______的装置。 A．保护、控制B．监视测量C．控制、测量D．保护、监视测量、控制1318.对于船舶电站中配电装置，下列说法错误的是______。 A．是接受和分配电能的装置B．是电源和负载之间的简单导线的连接 C．是对电源、电力网、负载进行保护的装置 D．是对电源、电力网、负载进行测量、监视和控制的装置 1319.将我国船舶电网与陆地电网相比较，下列说法错误的是______。 A．船舶电网与陆地电网的频率都是50 Hz B．船舶电网的电压与频率易波动 C．船舶电网的容量小D．船舶电网电站单机容量大 1320.船舶电力系统的基本参数是______。 A．额定功率、额定电压、额定频率B．电压等级、电流大小、功率大小 C．电流种类、额定电压、额定频率D．额定功率、频定电压、额定电流
大型船舶电站系统的组成及应用设计
模块七船舶电站 教学目标： 1、具备根据图纸说明书等资料看懂电站各电力系统的组成、制定维护计划能力。 2、具备船舶电力系统操作、故障分析、故障判断和排除的能力。 第一单元船舶电力系统 一、船舶电力系统的组成 船舶电力系统是指由一个或几个在统一监控之下运行的船舶电源及与之相连接的船舶电网组成并向负载供电的整体。换句话说，船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载按照一定方式连接的整体，是船舶上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。 其电力系统单线图如图7—1所示。 1．船舶电源装置 电源装置是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。船舶常用的电源装置是发电机组和蓄电池组。 2船舶配电装置 配电装置是对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护、分配、转换、控制和检测的装置。根据供电范围和对象的不同，它可分为主配电板、应急配电板、动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。 3船舶电力网 它是全船电缆和电线的总称。其作用是将各种电源与各种负载接一定关系连
接起来。船舶电力网根据其所连接负载的性质，可分为动力电网、照明电网、应急电网和小应急电网等。 4负载 船舶电力负载即用电设备，按系统大体可分为以下几类： (1)动力装置用辅机：为主机和主锅炉等服务的辅机，如滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等。 (2)甲板机械：包括锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。 (3)舱室辅机：包括生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。 (4)机修机械：包括车床、钻床、电焊机和盘车机等。 (5)冷藏通风：包括空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。 (6)厨房设备：包括电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。 （7）照明设备：包括机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备和航行灯、信号灯以及电风扇等。 （8）弱电设备：包括无线电通信、导航和船内通信设备等。 （9）自动化设备及其他：例如，自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。 由上述不难看出，船舶电力系统的核心（电站）主要是主发电机和主配电板。这是因为船舶主发电机的控制和监测等功能均由主配电板完成的，这是船舶电站的特征之一。因为船舶配电的主要功能也是由主配电完成的，所以主配电板是电力系统的主要组成部分，是保证供电质量的关键。配电装置与电力网是密切相连的，其主要任务是根据各用电设备（负载）的性质和容量便是的选择供电方式、电缆和开关。 电力系统必须合理选择保护装置，对电源（发电机）和用电设备（负载）加以保护，提高电力系统的供电连续性。 二、船舶电力系统的基本参数 船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。选择合适的电气参数，可以保证船舶电力系统的可靠性和稳定性。
船舶电力系统概述
船舶电站 第一节舰船电力系统 一、船舶电力系统的组成 由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体称为电力系统.船舶电力系统也可分为船舶电站、船舶电网和用电设备。船舶电力系统的示意图如图1-1所示。 船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成。 船舶电网是全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来各种用(和电能的消费者)各种电源(的组合体，是联系电能的生产者．
电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。船舶电网按其所联系的负载性质分为动力电网、照明电网、应急电网、弱电电网等。 配电装置是用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。配电装置可以分为属于船舶电站的主配电板(Main Switch Board,简写为MSB )，船舶电网中间的分配电板(Section Switch Board，简写为SSB)；属于应急电力系统的应急配电板(Emergency Switch Board,简写为ESB)，蓄电池充放电板(Charging and Discharging Panel，简写为CDP )。分配电板又可分为动力配电板和照明配电板。 船舶用电设备即负载，分为四类： (1)船舶各种机械的电力拖动，包括甲板机械(舵机、锚机、绞缆机、起货机等)、舱室机械(各类油泵、水泵、空压机、通风机、空调设备等)、电力推进和工作船舶用的生产机械. (2)船舶照明设备，包括工作场所、生活舱室的各种照明灯具和航行、信号灯具等。 (3)船舶通讯和导航设备 (4)舰船上生活所需的其它用电设备，如电热器、冰箱、电视机等。 总之，船舶电站是船舶电力系统的核心，它在船舶整体设计中占有很重要的位置，特别是在现代自动化船舶上万显得尤为突出。 二、船舶电力系统特点 变配电装船舶电力系统由发电设备、和陆上电力系统一样， 置、输电网络、用电设备等，按一定的联接方式组成。但由于负荷特
船舶电力系统
第六章船舶电力系统 § 6— 1船舶电力系统概述 一、船舶电力系统的组成及特点 1?船舶电力系统的组成 船舶电力系统是由电源装置、 配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体， 是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。 其结构简图如图6 — 1所示。 "电冋賂嗜沪 电础机迥at 煤护 x 电花冃幘皆 -- \ ] ----------------- - ------- '/— ------------- \-? 图6—1典型船舶系统简图 1）电源装置。将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。船舶电源主要是指发电机 和蓄电池。 2） 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。 3） 船舶电力网。是全船电缆电线的总称，也是电能的生产者 （各种电源）和电能的消耗 者（各类用电设备）的中间传递环节。船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以分为动 力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。 4）负载。即用电设备。船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机 （为主机和 主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等 卜舱室辅机（生 活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等 卜电力推进设备（主电力推进装置、首 尾侧推装置等）、机修机械（车床、钻床、电焊机等）、冷藏通风（冷藏集装箱、空调装置、伙 食冷库和通风机等卜照明设备、船舶通信导航设备（无线电通信设备、导航和船内通信设备） 2. 船舶电力系统的特点 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。 从驱动发电机的原动机形式分类， 船舶发电机组有柴油发电 机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。 船舶电站单机容量一般不超过 I OOOkW ，装机总功率不超过 5 000 kW （电力推进船和特 种船除外），相比陆上要小得多。船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合 供配电的方式，以方便管理维护。正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电， 但是要求 船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、 在突发局部故障时也能保障船 舶安全运行。船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。 短路电流所产生的电 磁机械应力和热效应易使开关、 汇流排等设备遭受损伤和破坏。 因此， 船舶输电电缆采用沿 舱壁或舱 顶走MCD >-—鼻电 ACB A 二:观 电FUEG —应息址电机凶一匝胡机t 一#?<岗
大型船舶电力系统设计论文
摘要：为了保证船舶电力系统的供电连续性，及最大可能的缩短船舶停电时间，在分析了船舶电力系统 故障特点的基础上阐述了基于继电保护信息的船舶电力系统故障诊断专家系统的设计)根据故障现象的不同 将整个诊断系统划分为输电线路诊断和其他设备诊断两个模快)在知识表示上根据船舶电力系统的特点采用 了框架与产生式相结合的方式，同时为了处理故障识别过程中的不确定问题，引入了模糊规则)本系统在对哈 尔滨工程大学的船舶电力系统仿真装置诊断时，能够正确、快速的得出诊断结论)因此这种船舶电力系统的故 障诊断方法是行之有效和值得推广的 一．船舶电力系统的组成 1.1船舶电力系统的组成及特点 1）船舶电力系统的组成 船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连续的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。其单线图如图1所示。
（1）电源装置。将机械能、化学能等能源转化为电能的装置。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。 （2）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。（3）船舶电力网。是全船电缆电线的总称，也是电能的产生者（各种电源）和电能的消耗者（各类用电设备）的中间传递环节。船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。 （4）负载。即用电设备。船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机（为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等）、舱室辅机（生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等）、电力推进装置（主电力推进装置、首尾侧推装置等）、机修机械（车床、钻床、电焊机等）、冷藏通风（冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等）、照明装置、船舶通信导航设备（无线电通信设备、导航和船内通信设备）等。 2）船舶电力系统的特点 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。从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。船舶电站的单机容量一般不超过1000kw，装机总功率也不超过5000kw，相比陆上要小的多。船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶安全运行。船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。短路电流所产生的电磁机械应力和热效应应易使开关、汇流排等设备遭受损伤和破坏。因此，船舶输电电缆采用沿舱壁或舱顶走线，电缆的分支和转接均在配电板(箱)或专设的分线盒内完成，不允许外部有连接点。 1.2船舶电力系统的基本参数 船舶电力系统的基本参数是指电流种类（电制）、额定电压和额定频率的等级。
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船舶综合电力系统
精品资料 浅析船舶综合电力系统 1.引言 船舶综合电力系统是船舶动力的发展方向，是造船技术发展史上的又一个革命性的跨越，其主要特点是将推进动力与电站动力合二为一。该项技术正在逐步成熟、完善。以美、英、法为代表的发达国家率先引入综合电力系统这一概念，并积极开展研究、试验和应用到船艇。 2.综合电力系统概述 综合电力系统的思想基础是降低未来船舶的总成本，优化船舶总体、系统和设备的组成。其设计理念是突出系统化、集成化和模块化。在船舶平台上的具体实现途径是将全船所需的能源以电力的形式集中提供，统一调度、分配和管理。 美国海军提出的综合电力系统主要包括发电、配电、电力变换、电力控制、平台负载、推进电机、能量储存等七个模块。其中，发电模块将其它形式的能量转化为电能，经全船环形电网向各区域配电系统供电；电力控制模块对配电模块实行电能分配和监控；配电模块将电力输送到电力负荷中心，再分配到各用电设备；电力变换模块将一种形式的配电模块转化为另一种形式的配电模块；推进电机模块用于船舶推进；平台负载模块是一个或多个配电模块的用户；能量储存模块用于储存电能，维持整个供电系统的稳定。 采用综合电力系统的船舶与传统船舶比较，具有的主要优势为： 便于采用分段和模块化建造，使用维护费用低，经济性好；噪音低，可提高船舶的安静性和舒适性，提高舰艇的战斗力和生命力；调速性能好，控制方便，倒车简便、迅速，提高船舶的机动性；布置灵活、设计方便、可靠性高，可维修性好、生命力强；便于实现自动化，减少船员；适用性强，可广泛采用各种电子设备和先进的推进技术，对于舰艇而言，可以使用诸如激光武器、电磁炮等高能武器。 3.综合电力系统的发展现状 近十来年，船舶的电力推进技术已进入应用阶段。目前，不同类型的船舶，如一些科考船、破冰船以及邮轮采用了电力推进系统。推进电机采用直流、交流同步电动机或交流感应电动机。研究报告显示，虽然商船的综合电力推进系统提高了船的建造费用，但其运行和支持费用，及其生命周期里的整个费用却降低了。上世纪九十年代，一些商船业公司，如ALSTOM、ABB、SIEMENS等，已形成了企业内部的商船业电力推进标准。有人统计，八十年代后期建造的1000吨以上的商船中采用柴－电推进的约占25％，到九十年代中期，此类船舶中有35％以上采用电力推进，且该比例正在呈逐年上升的趋势。据统计，到2000年，全世界商船电力推进的装机总容量约为4200MW。 美国海军于1980年建立了综合电力驱动计划，希望通过将船舶日用电力系统和推进电力系统合而为一，进一步提高战船的性能。1990年后，美国海军将注意力转到提高船舶的能购性上，研究计划转为综合电力系统(IPS：Integrated Power System)项目。针对当时水面战斗舰艇(SC-21，现转型为DD（X）)的概念设计，美海军完成了费用和效能评估。2002年4月29日，美国海军宣布英格尔斯造船公司、诺斯罗普格鲁曼船舶系统公司为DD(X)的设计主承包商，设计承包合同总价款为28亿多美元，执行期至2005财政年度。DD(X)设计合同的签署意味着美国海军水面舰艇革命性变革的开始。综合电力系统强调的主要技术目标为增加可操作性和支持柔性设计。美海军计划2003年开始，用3年多时间完成11个工程 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
船舶电力系统的组成试题
船舶电器设备及系统试题五 船舶电力系统的组成 1、船舶电力系统的组成 船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。 ⑴电源装置：船舶电源主要是指发电机和蓄电池。从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有（）发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、（）发电机组等。 ⑵配电装置：对电源和用电设备进行保护、监测、分配、（）、控制的装置。 ⑶船舶电力网：是全船（）的总称。 ⑷负载：即用电设备。船舶负载有：动力装置用机舱辅机、舵机、甲板机械、舱室辅机、机修机械、冷藏通风、厨房设备、（）设备、通信（）设备、自动化设备及其他设备。 ①重要设备：是指推进、操舵和船舶安全所必需的设备，如舵机、动力装置用机舱辅机等，以及具有特殊（）船舶上的特殊设备。 ②次重要设备：是指为保持推进和操舵不必连续运转的设备，以及为保持船舶安全必需的设备，如（）、（）泵、压载泵等。 ③非重要设备：是指短时间不运转不会对船舶推进和操舵有损
害，也不危及乘客、船员、货物、船舶以及机械安全的设备，如舱室辅机、机修机械、（）设备等。 ④应急设备：是指在主电源失电后，需由应急电源供电的设备。 2、船舶电力系统的基本参数 船舶电力系统的基本参数是指（）种类、额定电压和额定频率的等级。当今，几乎所有大中型船舶均采用（）流电力系统。我国船舶交流低压用电设备的额定电压有110 V、220 V、380 V；我国船舶交流中压用电设备的额定电压有1kV、3kV、6kV、10kV。根据电源电压的额定值比同级电力系统用电设备的额定电压高（）%左右的原则，交流低压发电机的额定电压为（）V、230V、（）V；交流中压发电机的额定电压为（）kV、3.15kV、（）kV、10.5kV。我国《钢质海船入级与建造规范》规定：非电力推进船舶的限制电压为（）V，动力负载、具有固定敷设电缆的电热装置等的额定电压为380V，照明、生活、居室的电热器限制电压为（）V，额定电压为220V。我国交流船舶电力系统的额定频率采用（）Hz。 3、发电机容量及台数确定的原则 船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，并保证船舶的安全性和经济性而确定的。电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既与电站容量有关，也与各工况的用电量（）和相对运行周期的（）有关。 货船和油船的运行工况为：航行工况、（）工况、（）工况、停泊工况与（）工况。
船舶电力系统的安全管理(通用版)
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 船舶电力系统的安全管理(通用 版)
船舶电力系统的安全管理(通用版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 船舶电力供电系统的稳定性，不但直接影响到船舶的安全，也影响到公司这一工作方针的实施。所以必须从以下几个方面入手，管理好船舶电力系统，为安全生产做坚实的保障。 一、辅机的管理 辅机作为发电机的原动力，直接带动发电机运行，它的可靠性，从某种意义上讲，也就是电站的可靠性。据不完全统计，船舶跳电，80%左右是由于辅机原动机的故障引起的。确保辅机原动机的可靠运行，是工作的重中之重。主管轮机员不但要有扎实的轮机知识，还要掌握相当的电气自动化管理知识，随着专职电机员的逐渐取消，机电合一，是大势所趋。只有懂电气知识的轮机员才能真正管理好燃油发电机： ◎燃油系统保持燃油纯净，运行压力与温度正常、稳定；爆压、排气温度正常。 ◎滑油系统保持滑油纯净，运行压力与温度正常、稳定，安保系
船舶电力系统论文.doc
系统在运行的过程中，极易发生各类安全事故，且在任何条件下都可能出现故障，其中，短路问题最为突出。通常情况下，短路主要表现为两相短路、三相短路、单相接地短路、两相接地短路与发电机短路等[2]。导致短路问题出现的主要原因有机械设备被严重损伤、绝缘层被破坏与基本操作不科学等。电力系统多种故障的发生，过负荷问题较为突出，此类故障一旦出现问题，会让绝缘的温度逐步升高，也会加速绝缘层的老化，也会让设备受到严重破坏，最终会引发火灾问题。1.2继电保护的基本任务在各设备间，电与磁存在着密切的联系，不正常情况与故障问题的发生，会让电力系统出现一系列的事故，最终会严重威胁电力企业的实际发展。在继电保护时的主要任务为：若主配电板、输电线路、变压器、发电机等出现短路或过量负载问题时，应在最短时间内将存在
故障的设备借助断路器予以断开，以脱离电力系统，能保证不存在故障的部分正常运行，进而降低故障设备损坏度，还可降低对邻近设备供电系统所构成的影响，进而保证电力系统高效、稳定的运行。 1.3继电保护的基本组成 继电保护主要是由测量元件、执行回路与逻辑环节三个部分所组成的。若物理量出现突变，通过测量之后，及时确定好故障范围与基本类型，从逻辑判断来判断断路器跳开的次数与时间，然后让执行回路发出一定的信号与跳闸脉冲。 1.4继电保护的运行原理 电力系统继电保护装置的运行，其原理为借助被保护设备前期与后期一些物理量的突变情况，一旦突变量达到一定参数值，借助逻辑判断，能及时发出信号与跳闸脉冲。例如，借助被保护设备故障发生后期电流的不断增大，以达到电流保护的效果;借助降低电压来达到低电压保护效果;借助不对称短路发生负序电流与电压，以形成负序保护效果。 2船舶电力系统继电保护措施 2.1发电机继电保护 在发电机继电保护方面，所要保护的内容主要包括短路、
船舶电力系统基本参数
船舶电力系统的基本参数有电流种类、电压等级和频率标准。它们决定了船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。 一、电流种类的选择 电流有直流和交流两种。早期船舶多采用直流电力系统。30年代开始在军用舰船上采用交流电制，以后逐渐推广到各种船舶，50年代形成电制更替高潮。我国舰船在60-70年代完成了向交流电制过渡。然而舰船电力系统的电流种类，仍然会受到舰船能源类型或某种条件的限制，例如，采用蓄电池组为能源的常规潜艇，就很难推行交流电制；有较高调速要求的推进电力系统也往往采用直流电制。 交流电站与直流电站相比，前者设备成本和维护保养方面的费用及工作量比后者少得多；因为交流电动机没有整流子，结构简单、体积小、重量轻、运行可靠.鼠笼式电动机可以直接起动，控制设备少。此外，交流动力网络与照明网络之间可通过变压器实现电气隔离。使绝缘电阻低的照明电网基本上不影响动力电网。交流电制也有利于船舶电气化程度的提高和系统容量的增长。直流电站的优点是调压并车简单，电动机起动时冲击小。可实现大范圈平滑调速(这对电动起货机尤为有利)，蓄电池组充电毋须整流器等。然而，由于电力电子技术的发展，直流电制的优点越来越不明显，交流电制在国内外各种船舶中占了主要地位。 二、电压等级
确定电力系统及其负载的电压等级，是电力系统设计的一项重要内容。从减少导体电流的角度来看。提高电压是有利的，可以减小电器元件的导电截面，节约有色金属。如以电器在电压为127V时的重量为1，则当电压为220V、380V和500V时，电器的重量分别近似地等于0.58、0.33和0.25。 另一方面，电压的提高增加了电器灭弧的困难，为此对电气设备的绝缘和安全方面提出了更高的要求，需要加大灭弧间隙，这样又使电器的重量、尺寸增大，故在电压高于600V时，其重量、尺寸减小很少。 目前世界各国对电压等级的考虑，主要与本国陆上电制的参数能统一。我国发电设备具有230V(单相)、400V (三相)的额定电压。欧盟从1992年起规定低压发电没备的额定电压只允许使用230V/400V。由于船舶容量的增加，提高电压是必然趋势。在一些大型船舶、工锉船舶及舰船上，电站容量已达20 000-40 000kW以上，单机功率达3 000-5 000kW,这时仍采用400V电压等级已成为不可能。因为当三相400V和Cos=0.8，发电机额定相电流为5 700A时，就需要截面为电缆18根并联运行，这是不合理的。此外，这样大的电流使开关保护电器复杂化。 船舶电站额定电压有向中压发展的趋势。国际电工委员会建议采用3. 3kV电压；英美等国因为陆上有3.3，6. 6kV电压等级，所以这些国家在巨型船舶上采用 3.3，6.6kV；德国允许最高工作电源电压为11 000V。这是充分估计了船舶电压发展趋势的最高电压。我国电力
船舶电力系统设计
32,500DWT散货船电力系统的设计简介 李熙群 （广东省江门南洋船舶工程有限公司） 摘要：船舶电气设计的核心部分是电力系统的设计，主要包括：电站的负荷计算，发电机台数和容量选择，船舶电制的确定，电力一次单线图的绘制，短路电流的计算以及保护开关的选用等。 关健词：设计电力系统32,500DWT散货船 32,500 DWT Bulk Carrier Design in Power Systems Xi QUN Li (Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co., Ltd. Guangdong province) Abstract:The main part of electrical design is the design of power system in ship, including: Power load calculation, select the number of set and rated output of the generators, decide power system for shipping, mapping the primary power single-circuit, calculated short circuit current and selected protection Switch, etc.. Key words: design power system 32,500 DWT bulk carrier 前言 船舶电力系统是船舶动力和控制的核心部分，随着船舶日趋向大型化、电气化、电子化发展，电力系统担负着给船舶推力、控制、通讯导航等设备提供电源的任务，其电源的质量和选配的数量直接关系到船舶操纵性、节能、排污等方面，所以船舶电力系统的设计是船舶电气详细设计的主要部分，本文以江门南洋船舶工程有限公司建造的3,5000DWT灵便型散货船的电力系统为例，介绍船舶电力系统的设计过程。 一、船舶电站的设计 1、选配发电机的台数和容量 通常用采用三类负荷法对全船电气设备进行分类估算，并据此选配发电机的台数和容量。 （1）收集轮机、舾装专业提供的船舶辅机的功率、功率因数和机械负载系数、同时系数等，统计电气设备、通导设备的功率、功率因数。 （2）将全船的电气设备按使用的频率分类，一般地说，连续运行的设备为一类负荷，间歇使用的设备为二类负荷，偶尔使用的设备为三类负荷。 （3）按船舶设计手册的程序和公式进行计算，计算结果如下表：
船舶电力系统复习资料
船舶电力系统复习 一、填空 1.同步发电机并车方式分为：准同步并车和自同步并车。 2. 需要系数法适用于小型船舶的电力负荷计算。 3.船舶电站发电机单机容量以最高负荷率为 80% 来确定为宜。 4. 按电流种类的不同，船舶电力系统可分为直流电力系统和交流电力系统。 5. 规范规定容量大于 0.5 kW电动机均应装设独立的过载、短路和欠压保护。 6. 对电网的保护，是指系统出现过载或短路时对电缆的保护。 7. 小应急电网通常是由 24 V蓄电池供电。 8. 为了实现选择性保护，通常可以按时间整定原则和电流整定原则来达到。 9. 同步发电机组的并车方式分为准同步和自同步。 10. 为了维持发电机的端电压基本不变，发电机的端电压必须实时进行相应的调整。 11. 逆功率继电器是一个功率方向元件，它可判别同步发电机有功功率的方向。 12. 选择导线和电缆截面积时必须满足发热条件、电压损耗条件和机械 强度。 13. 目前，在世界范围内船舶交流电力系统现行的额定频率有 50Hz 和 60Hz 两种。 14. 空气断路器也称为空气断路器，有框架式空气断路器和装置式空气断路器 两种类型。 15. 电力系统基本参数是指电流种类、额定电压、额定频率和线制。 16. 舵机电动机不设过载保护，但有过载报警。 17. 船舶电力网是由船用船用电缆、导线和配电装置以一定的连 接方式组成的整体。 二、选择 1.我国民用运输船多采用（柴油发电机组）作为船舶主电源。 2.在装有主电源、大应急电源、小应急电源的船舶电站中，三者关系是（ C ）。 C、当主电源恢复供电后，大应急电源应自动退出运行 3.与主配电板直接相连的电网称为（动力）网络。 4.对于交流380V、220V动力线路，电缆的电压降应不大于额定电压的（ 6% ）。 5.船舶电网的线制，目前应用最为广泛的是（ A ）。 A．三相绝缘系统 B．中性点接地的三相四线制系统 C.利用船体做中线的三线系统 D．中性点不接地的三相四线制系统 6.所谓相复励恒压调节系统是指（ C ）。 C.既根据负载电流又根据负载功率因数的变化进行励磁调节的 7.对于手动准同步并车，其电压差、频率差、初相位差允许的范围是（ B ）。 B.△U≤±10％UN、△f≤土0．5Hz、△δ≤土15o 8.自动分级卸载的作用（A当发电机过载时，将次要负载分批从电网上自动切除，以
船舶电力系统设计
船舶电力系统设计 1.电力系统基本参数：电制、额定电压、额定频率 2.船舶电力系统的特点：1.独立系统，相对容量较小，易受影响；2.输电距离短，短路破坏大； 3.船舶环境恶劣。 3.利用系数：实际需要功率与配置功率之比；机械负荷系数：实际轴功率与最大轴功率之比；电动机负荷系数：考虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作。 4.船舶应急电源可采用应急发电机（大应急）和蓄电池组（小应急），或者两者都采用。1000总吨及以上货船应设应急电源。500总吨及以上客船应设应急电源小应急电源：应连续供电30min。应急发电机又称为：大应急电源。 5.主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成。 1）发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用。上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置； 2）并车屏：发电机进行并车、整步操作用。有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。 3）负载屏：分配电能并控制、监视、保护。包括：电力、照明屏。有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表、岸电开关等。 4）母线：注意排列顺序和颜色。顺序：上中下、左中右、前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；直流：红蓝、中线：绿黄相间。 6.应急配电板用来控制、监视应急发电机组，并向应急电设备供电。 注意：1.没有并车屏和逆功继电器；2.正常时，是主电网的一部分；应急时，才单独工作。 7.蓄电池容量单位：安时（Ah）。 容量Q=电流I×时间t。 其中，电流为标准放电电流，即经过标准放电时间使蓄电池放完电的电流。 标准放电时间——酸、碱性不同： 1.酸性：固定为10小时（在25oC下）； 2.碱性：通常为8小时。 8.船舶电力系统的设计采用分阶段设计： 初步设计（概念设计）总体概貌，总体设计成败的关键。 技术设计（详细设计）图纸和资料被船检局审查后作为施工设计的依据。 施工设计（生产设计）船舶建造的设计,生产细节的设计。 9.一次图是指包含有电力系统发电、输电设备以及主接线形式的图，也叫电力系统一次接线图。图中通常反映一次主接线形式，发电机、变压器的台数，接线形式，断路器、互感器、避雷器、熔断器的配置。 二次图是指电力系统二次设备接线图，主要指二次设备的测量、保护接线图。 10. 船舶专业标准（三级） ★国家标准GB 中华人民共和国国家标准 国家质量监督检验检疫总局发布 ★行业标准CB 中国船舶行业标准 船舶主管部门制定发布 ★企业标准Q 企业制定 11.国际标准化组织ISO 国际电工委员会IEC 国际海事组织IMO （ABS）美国船级社CCS中国船级社IEEE 美国电气与电子工程学会
船舶综合电力系统实验室电力系统设计简介
船舶综合电力系统实验室电力系统设计简介 【摘要】介绍了船舶综合电力系统实验室建设的必要性，说明了船舶综合电力系统的体系结构、组成及其可靠性，给出了监控体系结构以及基于VC++的部分监控界面。所建设的船舶综合电力系统实验室达到了预期目标，为师生进行相关学科的科学实验、研究提供了必要且较完善的平台。 【关键词】船舶;综合电力系统;可靠性;智能监控 引言 随着船舶电气化程度的不断提高，船舶电力系统的系统容量将不断上升，这使得传统的树型、放射型和混合型供配电网络形式成为影响船舶电力系统可靠性、稳定性和生命力的主要因素之一，同时使船舶建造成本上升，并会导致穿过隔舱壁的电缆数目增加，造成船舶耐压隔壁开孔密封问题。船舶综合电力系统可有效地解决这些问题[1]。 综合电力系统是国外舰船电气工程领域首先提出的新概念，是将舰船发供电与推进用电、舰载设备用电集成在一个统一的系统内，从而实现发电、配电与电力推进用电及其它设备用电统一调度和集中控制[2]。 综合电力系统可提高船舶电力系统的可靠性、稳定性和生命力，并可降低造船费用，提高造船效率。作为具有鲜明船舶行业特色的高校，为了更好地为船舶工业的发展提供人才保障和智力支撑，应紧跟时代的发展，不断地提高教学、科研水平。目前江苏科技大学的船舶电气类实验仅有船舶电站实验室，该实验室设备陈旧、简单，仅仅提供了简单的手动准同并车，其它方面完全与现代船舶上的电力系统相去甚远，所以船舶综合电力系统实验室的建设成为学校发展的必然选择。 1.船舶综合电力系统体系结构 为了紧跟船舶电力系统的发展趋势，切实保证船舶供电网络的可靠性和生命力。在参考文献[1-3]的基础上，提出了如图1所示的船舶综合电力系统体系结构。 图1 船舶综合电力系统体系结构示意图 船舶综合电力系统由两个电站和交流环网、直流环网等组成，交/直流电网均分成三个配电区域。 电站由三个10KW发电机组和一个30KW发电机组组成，三用一备;考虑到安全性和维护性，发电机组的原动机采用变频调速异步电动机来模拟。交流发电机组发出的交流电经整流后给直流电网供电。通过逆变器实现在重要交流负载失电时，保证其供电的持续性。
船舶电力系统
第六章船舶电力系统 §6—1 船舶电力系统概述 一、船舶电力系统的组成及特点 1．船舶电力系统的组成 船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。其结构简图如图6—1所示。 图6—1典型船舶系统简图 1）电源装置。将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。 2）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。 3）船舶电力网。是全船电缆电线的总称，也是电能的生产者(各种电源)和电能的消耗者(各类用电设备)的中间传递环节。船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。 4）负载。即用电设备。船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机(为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等)、舱室辅机(生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等)、电力推进设备(主电力推进装置、首尾侧推装置等)、机修机械(车床、钻床、电焊机等)、冷藏通风(冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等)、照明设备、船舶通信导航设备(无线电通信设备、导航和船内通信设备)等。 2．船舶电力系统的特点 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。从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。 船舶电站单机容量一般不超过l 000kW，装机总功率不超过5 000 kW(电力推进船和特种船除外)，相比陆上要小得多。船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船
船舶电力系统的安全管理简易版
The Daily Operation Mode, It Includes All Implementation Items, And Acts To Regulate Individual Actions, Regulate Or Limit All Their Behaviors, And Finally Simplify The Management Process. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 船舶电力系统的安全管理 简易版
船舶电力系统的安全管理简易版 温馨提示：本管理制度文件应用在日常的规则或运作模式中，包含所有的执行事项，并作用于规范个体行动，规范或限制其所有行为，最终实现简化管理过程，提高管理效率。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 船舶电力供电系统的稳定性，不但直接影响到船舶的安全，也影响到公司这一工作方针的实施。所以必须从以下几个方面入手，管理好船舶电力系统，为安全生产做坚实的保障。 一、辅机的管理 辅机作为发电机的原动力，直接带动发电机运行，它的可靠性，从某种意义上讲，也就是电站的可靠性。据不完全统计，船舶跳电，80%左右是由于辅机原动机的故障引起的。确保辅机原动机的可靠运行，是工作的重中之重。主管轮机员不但要有扎实的轮机知识，还要掌握相当的电气自动化管理知识，随着专职电机
员的逐渐取消，机电合一，是大势所趋。只有懂电气知识的轮机员才能真正管理好燃油发电机： ◎燃油系统保持燃油纯净，运行压力与温度正常、稳定；爆压、排气温度正常。 ◎滑油系统保持滑油纯净，运行压力与温度正常、稳定，安保系统正常工作。 ◎冷却系统保持冷却系统压力温度调节正常，无明显突变，安保系统正常工作。 ◎气路系统保持压缩空气干净、压力稳定，确保启动系统正常工作。 ◎调速系统做好调速器的保养与整定，使之运行准确、灵敏、可靠。 ◎安保系统做好各监控点的设置与各元器件的维护保养，使之动作灵敏、可靠。
第一章 船舶电力系统与配电装置
船舶电站及自动化 蔡红辉 湖北交通职业技术学院
第一章船舶电力系统与配电装臵第一节船舶电力系统基本知识
?一、船舶电力系统的组成
?一、船舶电力系统的组成 船舶电力系统主要由：电源、配电装置、电网、负载四部分组成。 电源∶电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装臵。 船上常用的电源装臵是：柴油发电机组和蓄电池。 配电装臵∶配电装臵是对电源和负荷进行分配、监视、 测量、保护、转换、控制的装臵。 电网∶电网是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷间的中间环节，是将电源的电能输送到负荷端的媒体。 是全船电缆电线的总称。 负载∶取用电能的装臵或设备。如：电动机、电加热器、照明等。
?二、船舶电力系统的特点及对其基本要求 1. 船舶电站容量较小 对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求 对自动控制装臵的可靠性也提出了较高的要求 2. 船舶电网输电线路短 输配电装臵较陆上系统简单且覆盖范围小。可省 掉一套对电网的过载、短路保护装臵。 3. 船舶电气设备工作环境恶劣 温度高（绝缘老化）、湿度大（绝缘性能下降）、海上 盐雾（设备腐蚀）、冲击和振动（接触不良、误动作） 需满足“船用条件”。
?三、船舶电力系统的基本参数 1. 电制的选择 2. 额定电压的选择 动力电网440V 、380V 照明电网220V 、110V 弱电电网24V 3. 额定频率的选择 与陆上标准相同：50Hz 、60Hz 基本参数是指： 电流种类（电制）、额定电压、额定频率等级。 20世纪50年代以前采用直流电力系统； 60年代以后主要是交流电力系统；70代以后主要是交流电力系统。交流电力系统：设备结构简单、体积小、重量轻、运行可靠、维护保养方便