【正文】 電系統(tǒng)，均不應(yīng)采用利用船體作回路的配電系統(tǒng)。 中國船級社 《 鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范 》 規(guī)定： 對于油船、化學(xué)品船等液貨船及其他特殊船舶，必須注意其配電系統(tǒng)的特殊要求，如油船可以采用的配電系統(tǒng)只限制在： 直流雙線絕緣系統(tǒng)； 交流單相雙線絕緣系統(tǒng)； 交流三相三線絕緣系統(tǒng)。 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。這時(shí)，如果有人站在該設(shè)備旁邊，手觸及帶電外殼，那么手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓Ｕ tou。 離接地點(diǎn)達(dá) 20m時(shí)，跨步電壓通常為零。 電氣設(shè)備上與帶電部分相絕緣的金屬外殼，通常因絕緣損壞或其他原因而導(dǎo)致意外帶電，容易造成人身觸電事故。 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。 （ 2）當(dāng)電氣設(shè)備直接緊固在船體的金屬結(jié)構(gòu)上或緊固在船體金屬結(jié)構(gòu)有可靠電氣連接的底座（或支架）上時(shí)，可不另設(shè)置專用導(dǎo)體接地。 （ 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。 例如，電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）的中性點(diǎn)直接（或經(jīng)消弧線圈）接地，能維持非故障相對地電壓不變，電壓互感器一次側(cè)線圈的中性點(diǎn)接地，能保證一次系統(tǒng)中相對地電壓測量的準(zhǔn)確度。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。 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） 凡航行設(shè)備的電纜和進(jìn)入無線電室的所有電纜均應(yīng)連續(xù)屏蔽 。 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 。 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）內(nèi)燃機(jī)（包括安裝在救生艇上的內(nèi)燃機(jī)）的點(diǎn)火系統(tǒng)和啟動(dòng)裝置應(yīng)連續(xù)屏蔽。 （ 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。 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 正常情況下由主發(fā)電機(jī)供電給主配電板匯流排和應(yīng)急配電板匯流排。 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。結(jié)束試驗(yàn)，將試驗(yàn)開關(guān)轉(zhuǎn)至零位，自動(dòng)應(yīng)急控制系統(tǒng)檢測到主電網(wǎng)有電，控制船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān) EACB先跳閘，應(yīng)急配電聯(lián)鎖開關(guān) EMCB再合閘，恢復(fù)由船舶主電站向應(yīng)急配電板供電。 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 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 某種類型艦艇的多主電站電力系統(tǒng)。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)可長期并聯(lián)運(yùn)行。 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 在非戰(zhàn)斗時(shí)，全艦負(fù)載輕，跨接線的自動(dòng)開關(guān)（聯(lián)絡(luò)開關(guān)）接通，這時(shí)可只由一個(gè)電站向全艦供電。對重要負(fù)載，可以由兩個(gè)電站供電。 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 節(jié)能型船舶軸帶發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng) 節(jié)能型船舶軸帶發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種利用主機(jī)余能發(fā)電的節(jié)能型電力系統(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。船舶電力系統(tǒng)一般是作為輔助能源，與船舶推進(jìn)并沒有直接關(guān)聯(lián)。 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)。 以 2022年底新建成的“泰安口”半潛式電力推進(jìn)特種運(yùn)輸船的中壓電力系統(tǒng)為例，簡單介紹中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式特點(diǎn)。 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)。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組發(fā)生故障或檢修時(shí)，以及在碼頭沒有載貨物時(shí)，電源來自 1臺(tái) 1125KVA， 900rpm， 60Hz的輔助發(fā)電機(jī)組，柴油機(jī)是 Warsila 6L20， 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 “ 泰安口 ” 半潛式電力推進(jìn)船電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式 航行模式； 裝載 50Hz貨物的模式； 機(jī)動(dòng)操縱模式； 動(dòng)態(tài)定位模式 1； 動(dòng)態(tài)定位模式 2； 港內(nèi)停泊模式 1（不需要 50Hz中壓貨物電源）； 港內(nèi)停泊模式 2（需要 50Hz中壓貨物電源）； 應(yīng)急工況； 港內(nèi)停泊模式 3(功率回饋模式 )。 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。 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 船舶電站的主接線主要有下列形式： ① 單母線不分段 ② 單母線分段 ③ 雙母線不分段 ④ 雙母線分段 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 單母線不分段的主接線 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 單電站母線分段主接線 母線分成兩段以后，形成兩個(gè)獨(dú)立的電網(wǎng)，有兩個(gè)母線電壓，許多控制電路要作相應(yīng)的處理。 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 。 船舶電站的主接線的母聯(lián)開關(guān)，通常 采用隔離開關(guān) 形式。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。 有的船舶如大型游輪和軍艦，設(shè)置兩個(gè)電站。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。 擔(dān)任聯(lián)絡(luò)任務(wù)的開關(guān)通常采用 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) 。 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 有兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)的電站 由于轉(zhuǎn)速與頻率的嚴(yán)格關(guān)系，兩臺(tái)主機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)不能并聯(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。不同的是，每段母線上設(shè)一臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)和一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)。兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)可以通過 Q3（合閘）并聯(lián)運(yùn)行。 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 主母線在一側(cè)的三段母線電站主接線 某種工作船舶的電站，由兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組成。 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。 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 在正常航行狀態(tài)，合上 Q5和 Q6把母線連成一段，由任一臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)向全船負(fù)載供電。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。 主母線 MB與兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī) G1和 G2相連接。 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 。 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 確定船舶電站容量和機(jī)組數(shù)量的方法 為了確定船舶電站的容量和發(fā)電機(jī)組的功率及數(shù)量，首先要計(jì)算出全船電力負(fù)載所需的總功率，也就是全船用電設(shè)備的實(shí)際功率需要量。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? 由于所用負(fù)載功率的不同，連續(xù)負(fù)載與間斷負(fù)載的相加方式不同，引出了 三類負(fù)載法、需要系數(shù)法、晝夜航行圖表法、概率論法、軟件仿真法 等，每種方法里又分有很多公式和模型。 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。 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 三類負(fù)荷法、需要系數(shù)法 應(yīng)用最多。 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 船舶運(yùn)行工況一般可劃分成以下幾類： （ 1） 航行工況 ：船舶全速、滿載航行狀態(tài)； （ 2） 進(jìn)出港工況 ：港內(nèi)低速航行或靠離碼頭等機(jī)動(dòng)狀態(tài)； （ 3） 裝卸貨工況 ：貨船的裝卸貨或油船的裝卸油狀態(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 （ 4） 水上作業(yè)工況 ：調(diào)查船的海上作業(yè)、工程船舶的水上作業(yè)等； （ 5） 停泊工況 ：船舶?？吭诖a頭或錨地上，無裝卸作業(yè)狀態(tài)； （ 6） 應(yīng)急工況 ：指船舶在火災(zāi)或海損時(shí)的狀態(tài)。例如：冬天和夏天、白天和黑夜、早晨和傍晚等。 例如對客船就不需要考慮裝卸貨工況，而根據(jù)其照明負(fù)荷的使用情況將其正常航行工況分為晝夜兩種工況進(jìn)行計(jì)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 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)。 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 選擇發(fā)電機(jī)容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，必須遵循的一般原則 （ 1）發(fā)電機(jī)容量和臺(tái)數(shù)的選擇應(yīng)滿足船舶各使用工況下的用電量； （ 2）主發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)一般選 2～ 3臺(tái)（至少 2臺(tái)），盡可能采用同容量，同型號(hào)機(jī)組，從便于維護(hù)、保養(yǎng)和管理，有利于并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性和減少備件； 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）發(fā)電機(jī)及其原動(dòng)機(jī)，在不超過額定值而在額定值附近運(yùn)行時(shí)效率最高。長期運(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 5 需要系數(shù)法 確定電站容量 負(fù)載實(shí)際需要功率是由各設(shè)備的種類及其使用方法決定的，其值可用需要系數(shù)來計(jì)算。 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