【文章內(nèi)容簡介】 電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性又要增加維修工作量。但是這種混合系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能有效回收主機(jī)的排氣廢熱。根據(jù)主機(jī)功率的大小，廢氣溫度高低和流量大小，通常5%15%燃料熱量能加以回收并轉(zhuǎn)化為電能。特別對于營運(yùn)時(shí)間長、主機(jī)功率較大的大型船舶，更宜采用廢氣汽輪發(fā)電系統(tǒng)，以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。主機(jī)軸帶混合電站由軸帶發(fā)電機(jī)組（見圖25所示）及柴油發(fā)電機(jī)組所組成。軸帶發(fā)電機(jī)組從主機(jī)的自由端,或直接從推進(jìn)軸上取得一部分的輸出功率來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。作為功率取出裝置除齒輪、鏈輪和皮帶輪外，還有直接傳動(dòng)，即在卞機(jī)后部及中間軸之間直接安裝軸帶發(fā)電機(jī)，由一根短形中間軸作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子來進(jìn)行直接的功率傳動(dòng)。軸帶發(fā)電機(jī)組主要提供船舶正常航行中全船電力，取代航行柴油發(fā)電機(jī)組。同樣需設(shè)置輔助柴油發(fā)電機(jī)組作為備用，以滿足非航行工況時(shí)的電力需要。圖3 船用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組 圖4 TFZH系列船用軸帶交流發(fā)電機(jī)組全船電力負(fù)荷的電力負(fù)荷計(jì)算來確定的。根據(jù)計(jì)算所得的總功率再考慮其他因素，如電網(wǎng)損耗、同時(shí)利用電力系數(shù)等，最后才能確定發(fā)電機(jī)組的容量和所配置的數(shù)量。電力負(fù)荷計(jì)算通常采用負(fù)荷表格法，用的更多的是三類負(fù)荷表格法。用電設(shè)備作為電站負(fù)荷，根據(jù)使用的特點(diǎn)，可分為如下的三類：第一類負(fù)荷—在船舶某一運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)使用的負(fù)荷。例如：航行時(shí)的主機(jī)冷卻水泵，燃油供給泵等：裝卸貨狀態(tài)下的起貨機(jī)等。第二類負(fù)荷—在船舶某一運(yùn)行狀態(tài)下短時(shí)或者重復(fù)使用的負(fù)荷。例如：航行狀態(tài)時(shí)的燃油、滑油輸送泵，衛(wèi)生水泵，空調(diào)壓縮機(jī)組等。第三類負(fù)荷—在某一運(yùn)行狀態(tài)下偶然短時(shí)使用的負(fù)荷。例如，靠離碼頭狀態(tài)下的電動(dòng)旋梯起吊機(jī)，航行狀態(tài)下的機(jī)修機(jī)械等。電力負(fù)荷表的編制就是就要上述負(fù)荷的名稱、數(shù)量、類別、負(fù)荷的額定數(shù)據(jù)以及所配電動(dòng)機(jī)的額定功率，額定轉(zhuǎn)速n，額定功率因數(shù)，和額定效率η等。由于電動(dòng)機(jī)輸出的額定功率不一定恰和機(jī)械軸上所需的額定功率相符，通常電動(dòng)機(jī)額定功率往往選的較大，電動(dòng)機(jī)未能充分利用，故用電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)來表示：某一運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)械軸上實(shí)際功率，此時(shí)可用機(jī)械負(fù)荷系數(shù)表示: 由此得電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)：在某一運(yùn)行狀態(tài)，同類機(jī)械不一定同時(shí)使用。因此可用一組同功率用電設(shè)備的同時(shí)利用系數(shù)表示：上式中N為改組同時(shí)工作的用電設(shè)備數(shù)目；M為改組用電設(shè)備的總數(shù)。，因此，同組用電設(shè)備所需有功功率可確定為：式中：η為電動(dòng)機(jī)效率在確定一臺電動(dòng)機(jī)需要電網(wǎng)供給的功率時(shí)，就需要考慮到效率η和cosφ（計(jì)算無功功率時(shí)使用）。對于交流設(shè)備，還需計(jì)算其無功功率：，φ為用電設(shè)備的實(shí)際功率因數(shù)角，由實(shí)際負(fù)荷的cosφ求得，cosφ可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的，n，和負(fù)荷程度查得。在計(jì)算完各組用電設(shè)備的所需有功功率和無功功率后，便可確定各運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)電機(jī)應(yīng)供給的用電設(shè)備總功率。此時(shí)尚應(yīng)考慮各組用電設(shè)備之間的同時(shí)使用系數(shù)K0Ⅰ(第一類負(fù)荷)和K0Ⅱ第二類負(fù)荷。因?yàn)椴豢赡芡活愗?fù)荷的所有用電設(shè)備都在該狀態(tài)下自始自終的工作著。一般K0Ⅰ, K0Ⅱ。在發(fā)電機(jī)供給的總功率中，還需計(jì)入5%的電網(wǎng)損耗。因此在某狀態(tài)下需要發(fā)電機(jī)供給的總功率為：總有功功率：P∑=(K0ⅠPⅠ+K0ⅡPⅡ)總無功功率：Q∑=(K0ⅠQⅠ+K0ⅡQⅡ)PⅠ, PⅡ?yàn)樵摖顟B(tài)下第Ⅰ和第Ⅱ類負(fù)荷的總有功功率；QⅠ, QⅡ?yàn)樵摖顟B(tài)下第Ι和第Π類負(fù)荷的總無功功率。該狀態(tài)下負(fù)荷的平均功率因數(shù)cosφβ可用下式求得：。該狀態(tài)下可能需要的短時(shí)最大負(fù)荷為：Pmax=P∑+PⅢ，PⅢ為該狀態(tài)下第三類負(fù)荷的總有功功率。3 船舶電站系統(tǒng)的典型故障分析 船舶電站由發(fā)電裝置和配電裝置組成，一般設(shè)有24臺同容量、同型號的發(fā)電機(jī)組，通常僅有一臺或兩臺發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)供電，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓的變化及負(fù)載的投人和切除都直接對電網(wǎng)的頻率和電壓產(chǎn)生影響，特別是突加和突卸負(fù)載時(shí)會引起電網(wǎng)頻率和電壓較大的波動(dòng)，因此要求船舶發(fā)電機(jī)組要有較高品質(zhì)的調(diào)速和調(diào)壓裝置。此外，誤操作或局部故障都容易導(dǎo)致全船停電，威脅船舶航行的安全，因此系統(tǒng)應(yīng)合理配置安全可靠的保護(hù)裝置。船舶電站系統(tǒng)的故障現(xiàn)象主要以“主開關(guān)跳閘”作為其代表性特征。船舶電站的“主開關(guān)”采用的是一種帶有保護(hù)裝置的開關(guān)電器—萬能式自動(dòng)空氣斷路器。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為主開關(guān)來接通和斷開主電路，在故障發(fā)生時(shí)它又作為保護(hù)裝置對主電路的短路、過載以及欠壓等故障進(jìn)行保護(hù)，自動(dòng)斷開主電路。另外，當(dāng)兩臺以上發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)時(shí)，有可能因某種原因造成同步發(fā)電機(jī)不但不發(fā)出有功功率，而且還從電網(wǎng)吸收有功功率(即出現(xiàn)逆功率)，使電網(wǎng)上其他未處于逆功率狀態(tài)工作的發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增加，可能造成發(fā)電機(jī)因過載運(yùn)行而跳閘，故還應(yīng)設(shè)置逆功率繼電保護(hù)裝置，通過“主開關(guān)”的脫扣裝置將處于逆功率運(yùn)動(dòng)的發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)上切除。盡管引發(fā)“主開關(guān)跳閘”的直接原因無外乎過載、短路、欠壓或逆功四種，但造成過載、短路、欠壓或逆功的原因卻很多，現(xiàn)對幾種典型的故障分析如下: 逆功率繼電保護(hù)裝置故障故障現(xiàn)象：一艘處于較佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的船舶，在某次航行中，該的2發(fā)電機(jī)組在與3發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)動(dòng)時(shí)突然發(fā)生跳閘，警報(bào)顯示為逆功率故障，船上值班人員及主要負(fù)責(zé)人員立即對2發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了全面系統(tǒng)的檢查，發(fā)現(xiàn)2發(fā)電機(jī)組的原動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)良好，且2發(fā)電機(jī)組空載可運(yùn)行，空載運(yùn)行時(shí)各儀表顯示也完全正常，在對其它與之有關(guān)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查時(shí)也未發(fā)現(xiàn)問