【正文】 AaaxAX UUU 、測(cè)量： 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 A X a x u說明 A 與 a 或 X 與 x 為同 極性端。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （ 4）為了保證精度，副邊所接負(fù)載阻抗不應(yīng)超出其額定容量。 通過轉(zhuǎn)換開關(guān)測(cè)量不同相電流的轉(zhuǎn)換過程中或安裝拆卸時(shí)，都應(yīng)保證電流互感器的次級(jí)回路處于短路狀態(tài)。 被測(cè)電流 =電流表讀數(shù) ? N2/N1 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 使用電流互感器應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 1）電流互感器的二次側(cè)在工作時(shí)不得開路。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （ 4）為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，接在電壓互感器副邊的負(fù)載功率不應(yīng)超過其額定容量，即接在同一互感器副邊的儀表或自動(dòng)裝置不允許太多，否則會(huì)使測(cè)量誤差增大，并使自動(dòng)裝置及保護(hù)裝置誤動(dòng)作。 三相變壓器按照相序，一次線圈端子分別標(biāo)以 A、B、 C，或 X、 Y、 Z，二次線圈端子分別標(biāo)以 a、b、 c，或 x、 y、 z。 避免主電路的高壓直接引人儀表、繼電器的電路中，又可避免儀表、繼電器的故障影響主電路，提高了主電路和控制、測(cè)量及保護(hù)電路工作的安全性和可靠性，從而也保證了操作人員的人身安全。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 互感器的主要作用如下 : 1)將大電壓、大電流按比例變換成小電壓、小電流，使測(cè)量?jī)x表消耗的功率大幅減少； 2)使儀表、繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，且擴(kuò)大了儀表的使用范圍。 （ 4）頻率表及其轉(zhuǎn)換開關(guān)（每臺(tái)發(fā)電機(jī)一套），通過轉(zhuǎn)換開關(guān)測(cè)量電網(wǎng)（匯流排）頻率或發(fā)電機(jī)頻率。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3） 檢測(cè)裝置 主要由各種儀表、互感器組成。 發(fā)電機(jī)控制屏上裝設(shè)的萬能式空氣斷路器（又稱主開關(guān)），是發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)的操作和保護(hù)電器。另外需設(shè)有充磁按鈕，充磁按鈕是當(dāng)發(fā)電機(jī)剩磁消失時(shí)進(jìn)行充磁之用，通常必須在勵(lì)磁變阻器調(diào)到零位才能充磁，電源可由蓄電池提供。上面板安裝有測(cè)量?jī)x表、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈等； 中間板上安裝有發(fā)電機(jī)主開關(guān)、按鈕、指示燈等； 下面板內(nèi)一般安裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置中的相復(fù)勵(lì)變壓器，移相電抗器等較重的設(shè)備。 它由多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的落地式箱、盤或柜組裝而成，每一箱或柜稱為一個(gè)屏，屏與屏之間以螺釘固緊，每一屏的面板上裝有各種必須的配電電器和測(cè)量?jī)x表。 （ 5）主匯流排分段 ,與主匯流排相連的發(fā)電機(jī)總?cè)萘砍^ 1000kw時(shí)，主匯流排至少應(yīng)分為兩部分，這兩部分之間可用負(fù)荷開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)連接起來。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 (1）匯流排及其連接件應(yīng)為銅質(zhì)的，一般采用紫銅，匯流排的連接處應(yīng)作防腐和氧化處理，匯流排的允許最大溫升為 45℃ 。 （ 6）電工試驗(yàn)板 TP（ test Panel） 裝于電工間，接有全船各種電源和必要的檢測(cè)儀表，專供船上檢修和校驗(yàn)各種用電設(shè)備的配電板。 (2) 應(yīng)急配電盤 ESB（ emergency switch board） 用來控制、監(jiān)視和保護(hù)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的工作，并在船舶應(yīng)急狀況下，對(duì)人員和船舶安全所必需的電力負(fù)載進(jìn)行配電的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的組合裝置。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 (4）測(cè)量和顯示電力系統(tǒng)運(yùn)行中的各種電氣參數(shù)，例如電壓、頻率、電流、功率、功率因數(shù)、絕緣電阻等。 由各種開關(guān)、自動(dòng)控制與保護(hù)裝置、測(cè)量?jī)x表及互感器、調(diào)節(jié)和信號(hào)指示等電器設(shè)備按一定要求組合而成的一個(gè)整體。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （ 5）考慮 5％的網(wǎng)絡(luò)損耗，確定出所需的總功率。 （ 2）根據(jù)船舶類型選定所需計(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)行負(fù)荷分類。 （ 2）對(duì)第 Ⅱ 類負(fù)荷，同時(shí)系數(shù)可按該負(fù)荷的平均工作時(shí)間和工作周期之比來估算。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 6． 3 負(fù)荷系數(shù)的確定 1）負(fù)荷系數(shù)的確定 當(dāng)數(shù)據(jù)充分時(shí)，一般機(jī)械的軸功率可由產(chǎn)品樣本查得，機(jī)械負(fù)荷系數(shù)可根據(jù)輪機(jī)部門提供的設(shè)備實(shí)際使用數(shù)據(jù)來確定。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 6． 2 電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)計(jì)算 電氣設(shè)備負(fù)荷系數(shù)，用某一期間內(nèi)的負(fù)荷平均需要功率與同一期間內(nèi)的負(fù)荷最大需要功率的比值來表征，即： %1 0 0?? 要功率同一期間負(fù)荷的最大需 要功率某一期間負(fù)荷的平均需負(fù)荷系數(shù)船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 1）電動(dòng)機(jī)利用系數(shù) K1 對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，每臺(tái)輔機(jī)選配的電動(dòng)機(jī)有一額定功率 P1，每臺(tái)輔機(jī)有一最大軸功率 P2，所以可求得電動(dòng)機(jī)的利用系數(shù) K1為 1K ? 21PP船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2）機(jī)械負(fù)荷系數(shù) K2 對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，每臺(tái)輔機(jī)選配的電動(dòng)機(jī)有一額定功率 P1，每臺(tái)輔機(jī)有一最大軸功率 P2，所以可求得電動(dòng)機(jī)的利用系數(shù) K1為 2K ? 32PP船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3）電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù) K3 由 K K2兩式可求得電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù) K3 3 1 2K K K??? ? ?2 3 31 2 1P P PP P P船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 4）電動(dòng)機(jī)以額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從電網(wǎng)所吸收的功率 P4 ePP?14 ?式中 ?e為電動(dòng)機(jī)在額定功率時(shí)的效率 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 5）電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率 P5 電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率 P5為電動(dòng)機(jī)實(shí)際從電網(wǎng)取得的功率，它是負(fù)荷計(jì)算的目標(biāo)值。 例如：航行工況下的燃油離心分油機(jī)，燃油輸送泵、滑油輸送泵、衛(wèi)生水泵和空壓機(jī)等。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 它的主要特點(diǎn)是借助各種數(shù)據(jù)，求得各用電設(shè)備的幾種負(fù)荷系數(shù)，再確定每臺(tái)用電設(shè)備的實(shí)際需要功率。 作為計(jì)算實(shí)例，見下表。 ? ? ???G i c i 2 i I iP = K P + K K P船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （ 4）選用間斷負(fù)載的同時(shí)系數(shù)，計(jì)算總需要功率。 seshC PPK ?Psh:用電設(shè)備實(shí)際所需要的功率 Pse:額定負(fù)載所需功率 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 需要系數(shù)的大小綜合考慮了該用電設(shè)備的 負(fù)荷狀態(tài)、工作制、同時(shí)工作的概率等各方面的因素 ，一般是根據(jù)多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)后取其平均值。長(zhǎng)期運(yùn)行（如航行）工況下，盡可能采用單機(jī)供電，其最高負(fù)荷率（發(fā)電機(jī)負(fù)荷功率 / 發(fā)電機(jī)額定功率）最好在 80％左右 ； （ 4）必須設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組，其功率應(yīng)等于電站中最大一臺(tái)機(jī)組的功率，保證當(dāng)最大一臺(tái)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組損壞時(shí)，仍能滿足各種工況下船舶電能用戶的需要。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 4 發(fā)電機(jī)容量和臺(tái)數(shù)的選擇原則 為了滿足船舶各運(yùn)行工況的用電，必須正確地選擇主發(fā)電機(jī)的容量和臺(tái)數(shù)。例如：冬天和夏天、白天和黑夜、早晨和傍晚等。 船舶電站容量的計(jì)算結(jié)果用表格的形式表示，稱作船舶電力負(fù)荷計(jì)算書 。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 概率論法 適用于同類型的船舶，它是根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，找到發(fā)電機(jī)功率與主機(jī)功率之間的關(guān)系，利用回歸分析方法，推導(dǎo)出一些公式，就可以在用電設(shè)備未確定前，預(yù)先確定發(fā)電機(jī)的容量。然后再考慮其它因素，如電網(wǎng)損耗、同時(shí)系數(shù)等，最后才能確定發(fā)電機(jī)組的功率及數(shù)量，從而決定船舶電站的總?cè)萘俊? 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第四節(jié) 船舶主電站容量確定和發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的選擇 1 確定船舶電站容量的目的 船舶在各種狀態(tài)下的用電量不盡相同， 船舶主電站的容量并不是全船各用電設(shè)備功率之總和 。不同的是軸帶發(fā)電機(jī)和側(cè)推電動(dòng)機(jī)在主母線的兩側(cè)，它可以斷開一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器，用一臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)供自己母線的大功率電動(dòng)機(jī)，合上另一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器，用另一臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)向全船負(fù)載供電，但一側(cè)的軸帶發(fā)電機(jī)不能向另一側(cè)的大功率電動(dòng)機(jī)供電。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 電力負(fù)載有 兩臺(tái)大功率側(cè)推電動(dòng)機(jī) 和其他大功率機(jī)械電動(dòng)機(jī)，分別接在兩段軸帶發(fā)電機(jī)母線上。兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)可以通過 Q3（合閘）并聯(lián)運(yùn)行。在這里 隔離開關(guān) Q3是必須設(shè)置的，而且必須采用斷路器。 還有由主機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)的透平發(fā)電機(jī)，稱為 廢氣透平發(fā)電機(jī) 。一個(gè)電站可以向另一個(gè)電站供電，兩個(gè)電站也可以并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)一個(gè)電站不能供電時(shí)，由另一個(gè)維持電網(wǎng)供電。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 母聯(lián)開關(guān) 一般采用如下形式： 三個(gè)各相獨(dú)立的隔離器 ；三相隔離開關(guān) ； 三相斷路器 。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第三節(jié) 船舶電站的主接線 船舶電站的主接線是指發(fā)電機(jī)通過開關(guān)設(shè)備和連接導(dǎo)線所組成的受電和配電的電路 把發(fā)電機(jī)和配電設(shè)備等用單線連接成的電路圖稱為電氣主接線圖 船舶電站的主接線在主配電板中表現(xiàn)為主匯流排（以下稱母線）的連接方式。 其中 50Hz中壓電源供應(yīng)的貨物時(shí)，可以切換為 2030KVA， 600rpm， 50Hz的模式運(yùn)轉(zhuǎn)，單獨(dú)為 50Hz的貨物負(fù)載電源供電 ，圖中用于中壓匯流排連接的斷路器 KS1應(yīng)該處于分閘狀態(tài)。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 船舶中壓電力系統(tǒng) 常用的 IEEE標(biāo)準(zhǔn) 100規(guī)定中壓交流電力系統(tǒng)的定義是指額定電壓大于 1000V，小于 10000V的電力系統(tǒng)。當(dāng)主機(jī)持續(xù)工作時(shí)，主要依靠軸帶發(fā)電機(jī)組提供全船所需的用電，運(yùn)行十分經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用也日趨廣泛。對(duì)重要負(fù)載，可以由兩個(gè)電站供電。每個(gè)電站各裝有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組，同一電站發(fā)電機(jī)可長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行。 這些電站分散布置在船舶比較安全的部位，保證電力系統(tǒng)具有較高的供電可靠性。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 另外，當(dāng)船舶?？看a頭時(shí)，如果不使用通導(dǎo)設(shè)備，在船舶主電站正常供電的同時(shí)，可將應(yīng)急配電板上的試驗(yàn)開關(guān)由零位轉(zhuǎn)至試驗(yàn)位，自動(dòng)應(yīng)急控制系統(tǒng)立即發(fā)出使應(yīng)急配電板上的 應(yīng)急配電聯(lián)鎖開關(guān) EMCB跳閘指令 ，應(yīng)急配電板立即失電，船舶應(yīng)急主發(fā)電機(jī) EG自動(dòng)起動(dòng)建壓后，船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān) EACB合閘向應(yīng)急電網(wǎng)供電。 （ 5）所有電氣設(shè)備、濾波器的金屬外殼、電纜的金屬屏蔽護(hù)套及敷設(shè)電纜的金屬管道，均應(yīng)可靠接地。 若必須經(jīng)過時(shí) ， 應(yīng)將電纜敷設(shè)在金屬管道內(nèi) ， 該管道進(jìn) 、 出無線電室均應(yīng)可靠接地 。工作接地線應(yīng)盡量短，并妥為固定，接地電阻不大于 ； 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3） . 屏蔽接地 屏蔽接地是為了防止電磁干擾，在屏蔽體與地或干擾源的金屬機(jī)殼之間所做的良好電氣連接。 （ 5）接地導(dǎo)體應(yīng)用銅或耐腐蝕的良導(dǎo)體制成，接地導(dǎo)體的截面積須符合規(guī)定的要求。 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 保護(hù)接地 根據(jù) 《 鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范 2022》 規(guī)定，電氣設(shè)備保護(hù)接地的要求有： （ 1）電氣設(shè)備的金屬外殼均需要進(jìn)行保護(hù)接地。 離接地點(diǎn)達(dá) 20m時(shí)，跨步電壓通常為零。 電氣設(shè)備的接地方式分三種： 工作接地 保護(hù)接地 重復(fù)接地 船舶電站及其自動(dòng)化系統(tǒng) 2022/6/4 課 件 輪機(jī)工程學(xué)院船電系 接觸電壓 和 跨步電壓 當(dāng)電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)，人站在地面上接觸該電氣設(shè)備，人體所承受的電位差稱接觸電壓Ｕ tou。 船舶電站及其自動(dòng)