1、第一章第一章 船舶電力系統概論船舶電力系統概論 o 第一節第一節 船舶電力系統船舶電力系統o 第二節第二節 船舶電力系統基本參數船舶電力系統基本參數o 第三節第三節 船舶電站船舶電站o 第四節第四節 船舶電網船舶電網o 第五節第五節 配電裝置配電裝置o 第六節第六節 船舶電力系統的可靠性及生命力概念船舶電力系統的可靠性及生命力概念第一節 船舶電力系統o 電力系統：n 由發電、變配電、輸電和用電四部分設備構成的統一整體。船舶電力系統o 分為船舶電站、船舶電網和用電設備。船舶電站o 由原動機、發電機和主配電裝置組成。船舶電網：n 全船電纜電線和配電裝置以一定方式連接起來的組合體，是聯系電能的生產者

2、(各種電源)和電能的消費者(各種用電設備)的中間環節，擔負分配和輸送電能的任務。n 分類：o 動力電網o 照明電網o 應急電網o 弱電電網配電裝置o 定義n 用來接收和分配電能，并對電力系統進行保護、監視、測量、指示、調整、變換和控制等工作的設備。o 配電裝置分類n 船舶電站：主配電板(MSB)n 船舶電網中間：分配電板(SSB)n 應急電力系統：應急配電板(ESB)n 蓄電池：充放電板(CDP)o 分配電板：可分為動力配電板和照明配電板。船舶用電設備分類o 船舶各種機械的電力拖動n 包括甲板機械、艙室機械、電力推進和工作船舶用的生產機械o 船舶照明設備o 船舶通訊和導航設備o 艦船上生活所需

3、的其它用電設備G-主發電機；EG-應急發電機；ACB-發電機主開關；EACB-應急發電機主開關；MSB-主配電板；ESB-應急配電板；MCB-配電開關；M-電動機；DSB-分配電板；RSB-無線電分配電板；EMCB-應急配電開關；ISW-隔離開關；ISB-照明配電板；EISB-應急照明配電板；IDSB-照明分配電板；EDSB-應急分配電板；Tr-照明變壓器；ETr-應急照明變壓器船舶電力系統示意圖船舶電力系統特點o船舶電站和電力系統容量較小；o船舶電氣設備比較集中，電網較小。o艦船電氣設備工作條件惡劣。序號工作條件要 求序號工作條件要 求1周圍溫度-25 +457傾斜周期橫傾22.52相對濕度

4、 95%長期橫傾15（應急設備22.5）3凝 露有 長期縱傾104鹽 霧有8 振 動有5油 霧有9 沖 擊有6霉 菌有 船舶電力系統的發展概況o 艦船電力系統的發電功率逐年增大。o 電力系統的設備性能和供電指標有了很大的提高。o 電力系統實現集中控制和自動化。o 在艦船電力系統中廣泛采用各種新技術。船舶電站自動化優點： 維持船舶電力系統供電的連續性和可靠性，增強船舶運行的生命力。 提高船舶電站供電質量，使各用電負載處于良好的工作狀態。 自動化技術的廣泛應用充分發揮了電力設備的潛在功能，并使船員的操作量大大下降，勞動強度減輕。 減少船員，提高勞動生產率和船舶運行的經濟指標。 自動化可以實現系統的

5、最佳運行方式，提高設備運行的效率、經濟性和安全性。第二節 船舶電力系統基本參數o 基本參數：n 電流種類n 電壓等級n 頻率標準o 功能n 決定船舶電站工作的可靠性和電氣設備的重量、價格和尺寸。電流種類o 分類：n 直流和交流。o 交流電站優點：n 設備成本和維護保養方面的費用及工作量少；n 交流動力網絡與照明網絡之間可通過變壓器實現電氣隔離；n 交流電制有利于船舶電氣化程度的提高和系統容量的增長。二、電壓等級o 提高電壓等級意義n 可以減小電器元件的導電截面，節約有色金屬。n 例如：以電器在電壓為127V時的重量為1， 則當電壓為220V時重量為0.58； 380V時重量為0.33； 500

6、V時重量為0.25。o 我國發電設備的額定電壓n 230V（單相）n 400V（三相）o 船舶電站額定電壓有向中壓發展的趨勢n 國際電工委員會建議采用3.3kV電壓；n 英美等國在巨型船舶上采用3.3、6.6kV；n 德國允許最高工作電源電壓為11000V。三、額定頻率o 船舶交流電力系統現行額定頻率有工頻和中頻兩種。n 工頻是船舶動力電氣設備使用的頻率，有50Hz和60Hz兩種。o 提高頻率，可以提高自動化系統動作的快速性，降低電氣設備的重量和尺寸。o 近年來，國外有些軍艦已開始采用400Hz頻率供電，我國艦船規范也推薦優先采用400Hz頻率。電源采用中頻400Hz的優點l 減少電氣設備重量

7、。l 用靜止整流器對直流用電設備供電時，濾波要求低。l 因短路電流近似與短路電路電抗成反比，電抗隨著頻率而增大，因此可限制短路電流。l 動態性能好。l 電動機在高頻輕載時， 高。cos第三節 船舶電站o 由原動機、發電機和主配電裝置組成。o 按原動機類型分類： 柴油發電機組 汽輪發電機組 燃氣輪機發電機組 蒸汽發電機組 軸帶發電機組 核能發電機組o 定義：船舶電力系統的中樞，其作用是用來控制和監視主發電機的工作，并將主發電機送出的電能向全船電網進行分配。o 軍用船舶：布置在船舶防護較好的地方。o 民用船舶：安裝于機艙控制室內。主配電裝置主配電裝置 發電機控制屏 并車屏 負載屏 連接母線發電機控

8、制屏組成 發電機主開關及其指示操作部分 發電機的保護 發電機的勵磁控制與調節 發電機頻率手動調節 測量部分發電機并車屏組成 分段母線的隔離開關 手動及自動并車時的檢查 測量儀表 轉換開關簡單的并車屏常與發電機控制屏合二為一。發電機負載屏組成 控制負載供電的自動開關 測量裝置 報警裝置o 分類n 動力負載屏n 照明負載屏連接母線o 從連接母線(匯流排)的連接上能直接反映出全船的供、配電情況。o 公共母線可為一整體，也可分兩段，中間用隔離開關連接。o 采用分段母線的方式，發電機組可以并聯供電，也可單獨分區供電。第四節 船舶電網o 船舶電網n 船舶電纜、導線和配電裝置，以一定的聯接方式組成的整體；n

9、 聯接電源和負載之間的橋梁。o 基本要求n 生命力強；n 經濟性好；n 安裝、使用和維護方便、靈活。船舶電網的線制o 直流電的船舶n 雙線絕緣系統n 負極接地雙線系統o 直流電的船舶n 以船體作為負極回路的單線系統o 交流單相的船舶n 雙線絕緣系統n 一線接地的雙線系統船舶電網的線制o 三相交流電的船舶n 有三線絕緣系統(三相三線系統)、n 中點接地的四線系統(三相四線系統)n 利用船體作為中性線回路的三線系統(中點接地的三線系統)。三相三線系統三相四線系統中點接地的三線系統供電網絡和配電網絡o 供電網絡n 指主發電機與主配電板之間、應急發電機與應急配電板之間、主配電板之間，以及主配電板與應急

10、配電板之間的電氣聯接網絡。o 配電網絡n 指主配電板及應急配電板到用電設備的網絡。主配電板與分配電板之間的網絡為一次配電網絡。一次配電網絡。分配電板到各用電負載之間的網絡為二次配電網絡。二次配電網絡。供電網絡o 單主電站供電網絡：多用于民用船舶12多主電站供電網絡：多用于軍用艦艇及大型客船MSB1配電網絡 動力電網：供電給電動機負載和600W以上的電熱裝置和1kW以上的探照燈。 正常照明電網：聯接到主配電板變壓器副邊，供電給照明分配電箱。 應急電網：正常電網失電，能自動接通。 小應急電網：24V蓄電池。 弱電電網：向全船無線電通訊設備、助航設備、通訊設備、信號報警系統供電。配電電網的結線方式

11、饋線式配電電網的結線方式 干線式混合式饋線式干線式混合式供電生命力供電生命力強，本饋線受到破壞不影響其它饋線工作供電生命力弱。干線中有一處損壞造成短路，使主配電板上的干線自動開關跳閘，整個干線失去電源供電生命力。介于饋線式和干線式之間使用維護可在主配電板上控制供電和檢測各負載與饋線式相反與饋線式相似對水密隔艙電纜多，穿過水密艙壁和甲板而降低了艙室的水密性與饋線式相反與饋線式相似安裝工作敷設復雜，工作量大方便，工作量小與饋線式相似適用范圍（1）近代艦船（2）重要負荷、大功率負荷（1）電氣設備少的輕型艦船（2）照明網絡（3）非重要負荷，小功率負荷（1）輕型及輔助艦艇（2）民用船舶配電系統圖和電力系

12、統圖o 配電系統圖：用來表示各電源裝置與各受電器之間的聯系。o 電力系統圖：分一次網絡系統圖和二次網絡系統圖。n 一次網絡系統圖：表示從電源、主配電板到各分配電箱(板)及從主配電板到由它直接供電的用電器間的聯系。n 二次網絡系統圖：表示從分配電箱到各用電器間的聯系。 第五節 配電裝置o 船舶配電裝置n 用來接收和分配電能的電氣裝置，對電力系統進行控制、保護、測量和調整。n 組成包括：開關電器保護及自動化設備測量儀表調節和信號裝置聯接母線船舶配電裝置o 功能：n 正常運行時接通和開斷電路。n 電力系統發生不正常運行時，保護裝置動作，進行報警或切斷故障電路。n 測量和顯示運行中的各種參數。n 調整

13、某些電氣參數或有關的其他參數。 信號指示正常和不正常工作狀態。配電裝置的分類按用途分類n (1)總配電板(主配電板)n (2)應急配電板n (3)充放電板n (4)岸電箱n (5)分配電板(分配電箱)按結構型式分3類:n(1)防護式n(2)防滴式n(3)防水式配電裝置結構設計和布置的要求o 配電裝置的骨架和箱體應有足夠強度，使用在振動和沖擊下不發生有害變形。o 配電裝置應在保證電氣性能的前提下，具有最小的尺寸和重量。o 配電裝置的電器布置應便于控制、觀看、調整、檢修和拆換。o 主配電板應布置在防護較好的地點。o 分配電板應安裝在靠近其供電的負荷集中區域，以縮短線路，方便操作。第六節 船舶電力系

14、統的可靠性及生命力概念o 可靠性：指研究對象在規定條件下和規定的時間內完成規定功能的能力。o 規定條件：指研究對象所處的環境、運行條件和工作方式。n 環境：可分為氣候、生化、機械和電磁等方面，如溫度、濕度、震動、噪音等。n 運行條件：指對象的工作電壓、電流、應力等。n 工作方式：指連續工作或斷續工作，以及狀態轉換等。o 可靠性分固有可靠性和使用可靠性兩種。o 可靠性用可靠度或故障率來衡量，均與概率有關。o 可靠性研究不能脫離具體研究對象。o 船舶電力系統的可靠性：在其所處的特定條件下，在船舶的生命期內，能保證不間斷供電且保證一定的電能質量的能力。保證可靠性的措施o組成系統的各元器件或設備應有足夠的可靠性。o系統設計時保證供電量、運行安全和維護方便。o制訂系統的操作和維護規章制度，盡可能減少或避免人為失誤。o通過檢測手段，在故障前兆時期及時報警，以避免故障發生。o把大系統劃分成多個不同功能的子系統，各個系統保持相對獨立性。o有必要的后備保障。應急電力系統o 應急電力系統n 船舶電力系統(稱為主系統) 的后備系統。n