船舶电气与通讯-第六章 船舶电力系统保护
船舶电力系统
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船舶电力系统:电源、配电装置、电力网、电力负载。
电源:将其他形式的能源转变成电能的装置(船上:柴油发电机和蓄电池)配电装置:接受和分配电能的装置,也是对电源、电力网和负载进行保护,监视,测量和控制的装置。
船舶电力网:全船电缆电线的总称。
电力负载(电力负荷):耗用电能的各种用电设备,将电能转化为其他形式能量的用电设备。
船舶电力系统的特性:1船舶电站容量小2船舶电网线路短船舶电气设备工作环境恶劣。
船舶电力系统的基本参数:电流种类(电制)、额定电压、额定功率、线制。
发电机额定电压400,动力用电设备380照明变压器400|230照明用电设备220.交流三相:三线绝缘系统、中性点接地的四线系统、以船体作为中性回路的三线系统。
电站:船舶电力系统的发电机和主配电板部分。
开关Q把母线分隔成二段,也可以说开关把二段母线连接起来故可以称为母联开关。
形式:1三个各相独立的隔离器2三相隔离开关3三相断路器(有灭弧功能)电站容量负荷计算方法:1三类负荷法-中国、前苏联;需要系数法-日本、西欧。
民用船舶的运行工况:1航行2进出港3离靠码头4停泊5装卸货水上作业6应急7应急8应急发电机工作工况。
三类负荷法:将全船各用电负荷按使用时间的长短分成三类,并且考虑负荷系数和同时系数来进行计算。
三类负荷法计算全船电力负荷时,需将设备负荷在某一运行工况下使用时间的长短。
--分成三类。
1连续使用类负荷2短时或重复短时使用类负荷3偶然短时使用类负荷。
DW-万能式(框架式)空气断路器,(也称自动空气开关)DZ-装置式(塑壳式)空气断路器。
9--船用。
框架式空气断路器组成:1触头系统2灭弧室3自由脱扣机构4过流、失压、分励脱扣器5操作机构6锁扣装置。
灭弧室靠电磁力,是通过电弧的拉长,冷却。
互感器是按一定比例和精度变换电压或电流大小的变换器。
电流互感器(升压)注意事项:1二次侧在工作时不得开路。
(击穿)且不允许设置熔断器保护。
2二侧有一端接地。
船舶电力系统继电保护
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• 任务7.1 继电保护概述 • 任务7.2 保护配置原则 • 任务7.3 船舶电力系统的常用电器 • 任务7.4 船舶电力系统保护分类 • 任务7.5 保护配合与协调 • 任务7.6 断路器选型
任务7.1 继电保护概述
• 船舶电力系统在实际运行当中,会由于维护不周、绝缘的损坏、检修 不良或操作等方面的原因,出现各种故障或非正常运行。最常见的故 障有:过载、短路、欠压、逆电流运行、电网断相等,这些故障会对 电力系统造成严重的后果。特别是短路,它是船舶电力系统中出现的 最严重的破坏性故障。例如,发生短路故障时,引起比正常电流大得 多的短路电流。其热效应可能损坏设备,导体也会受到很大的电动力 的冲击,致使导体变形,甚至损坏。
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任务7.3 船舶电力系统的常用电器
• 7.3.1 自动空气断路器
• 自动空气断路器也称为自动空气开关,具有框架式和塑壳式两种类型。 船舶发电机主开关大多采用框架式,配电开关大多采用塑壳式。
• 1. 框架式自动空气断路器 • 船舶发电机主开关常采用万能式自动空气断路器。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入部件。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。
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任务7.1 继电保护概述
• 船舶电力系统与陆上电力系统相比较,有其不同的特点,所以其保护 也有自身的特点。船舶发电机电压不高,对发电机保护要求相对比较 简单。船舶电力系统的电压较低,故障电流很大,正常运行状态下, 一般采用辐射状网络结构进行供电,其保护配置通常是阶段式的短路 和过负载保护;船舶电力系统的容量一般也比较小,通常在数兆瓦左 右,大电动机启动对电网影响大,相应对保护提出的要求就高。由于 船舶航行的特殊要求,需要尽可能地保持供电连续性,减小故障下的 停电区域,同时需要保证不因故障电流的存在对设备造成破坏,所以 在对保护性能的要求上,对保护动作选择性的要求要高于速动性可靠 性和灵敏性的要求;船舶空间有限,设备安装集中,对各种保护配合 的要求高、难度大。船舶系统中电气系统的保护应服从于船舶的全局 需要,当中断供电将会影响船舶航行安全或产生严重后果时,保护电 气设备安全就应让位于保护船舶安全。
船舶电气 电子教材
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第一章船舶常用电器第二章船舶电力拖动基本控制第三章船舶重要辅机的自动控制第四章甲板机械的电力拖动及自动控制第五章船舶舵机的电力拖动及自动控制第六章船舶电力系统第七章船舶同步发电机参数调节及运行控制第八章船舶电站自动化第九章船舶照明与通讯第十章机舱集中监视与报警系统第十一章船舶安全用电和安全管理第十二章船舶电气管理职责第一章船舶常用电器§1-1 电器基本知识现代商船大多采用内燃机作为主推进动力装置,所配备的绝大多数机械都采用电力拖动方式进行工作。
其电能供给由独立的船舶电力系统予以实现。
为了满足船舶正常运营的需要,该系统必须具备供电、配电、控制与保护等功能。
因此,船舶电力系统是一个电气线路十分复杂的系统。
任何复杂的电气线路都是由一些基本的单元电路组合而成,而基本单元电路又均为若干功能不同的电器元件的组合。
所以,了解各类电器元件的结构、功能及工作原理,是掌握一个控制线路乃至一个系统工作原理的必然要求。
所谓电器,即是根据外界的电信号或非电信号自动或手动地实现电路的接通、断开、控制、保护与调节的电路元件。
简言之,电器就是电的控制元件。
电力系统中所使用的电器,种类、数目非常之多,下面就扼要介绍一下它们的分类方法及相应类型。
1.按工作电压分类1)高压电器交流大于1200V,直流大于1500V的电器。
2)低压电器交流小于1200V,直流小于1500V的电器。
船舶电力系统中常用电器均为低压电器。
2.按用途分类1)控制电器用于各种电气传动系统中,对电路及系统进行控制的电器。
如接触器,各种控制继电器等。
2)保护电器用于电力系统中,对发电机电网与用电设备进行保护的电器。
如:熔断器、热继电器等。
3)主令电器在电器控制系统中,发出指令,改变系统工作状态的电器。
如:按钮、主令控制器等。
4)执行电器接受电信号以实现某种功能或完成某种动作的电器。
如:电磁铁、制动器等。
3.按动作方式分类1)手动控制电器依靠人工操作进行动作而执行指令的电器。
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
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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。
船舶电气设备与系统
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3 照明系统
3.2 照明灯具:
由于船上的环境条件比陆地上苛刻,因而对船舶灯具的结构 和型式有着更高的要求,设计中选用船舶灯具时,除了遵照规范及 有关标准的要求外,还应注意下列问题:
船用灯具的材料应该是坚固、轻巧、美观,并能满足使用环境的要求。
结构要牢固、零部件不易落下、防震性好; 防潮、防水性好,尤其是露
备,必须由有关主管机关专门认可。在每一船员处所的走廊等公
共扬所和通常有人在的工作处所,若无此附加照明则必须配备可
携式充电电池灯。规范还规定应急照明不可兼作正常照明,并规
定除驾驶室及救生艇、筏存放处的舷外照明外,应急照明电路中
不得设就地开关。应急照明灯具上应有明显的标志,或在结构造
型上与一般照明灯不同。但在具体的照明设计中,有的船东根据
消防员装备储放处所。
3 照明系统
3.1.2.2 应急照明系统
为增强旅客在应急状态下对脱险通道的识别,国
际海事组织IMO A.752 18 决议规定,对客船的梯道和
出口在内的脱险通道全线 包括转弯和叉路口处 ,距
甲板高度不超过0.3m 处要设置低处照明 简称为LLL
系统 ,该系统可以用供电照明 白炽灯、发光二极管
重要工作舱室,如驾驶室 包括海图和无线电作业区域 、消防站、各种控制室等。
各种机器处所,如机舱、舵机舱、应急发电机室等。
通道、逃口、梯道及乘人电梯内。
放艇、筏处及舷外空间,以及通往艇、筏处的灯光指路标。
众多船员、旅客可能聚集处所和超过16人的居住舱室。尤其是出口。
主配电板、应急配电板前后。
锅炉水位指示灯。
临时应急照明的设置地点与应急照明基本相同,但临时应 急照明只有在主照明和应急照明都失电时才会照亮。
船舶电力系统继电保护84页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
船舶电力系统继电保护
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
船舶电气设备与系统课件
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船舶导航与通信系统的应用与维护
应用
船舶导航与通信系统的应用广泛,包括 海上运输、渔业、海洋科学考察等领域 。在航行过程中,船员需要熟练掌握各 种设备的操作和维护方法,确保系统的 正常运行。
VS
维护
为了确保船舶导航与通信系统的长期稳定 运行,需要定期进行维护和保养。这包括 对设备的清洁、检查、更换磨损部件等措 施,以及定期进行软件更新和升级。同时 ,船员也需要接受相关培训,提高其维护 和管理能力。
船舶通信系统
船舶通信系统概述
船舶通信系统是确保船舶与外界有效沟 通的重要设备,包括无线电通信、卫星
通信等子系统。
卫星通信
卫星通信利用地球同步卫星作为中继 站,实现全球范围内的通信,包括电
话、传真、数据传输等。
无线电通信
无线电通信是船舶最基本的通信方式, 通过无线电波传输语音、数据和图像 信息。
船舶内部通信
船舶照明系统的设计与安装
船舶照明系统的设计
在船舶照明系统的设计中,需要考虑照明需求、照明效果、 节能环保等方面的因素。同时,还需要根据船只的结构、空 间布局等因素,进行合理的设计,确保照明系统能够满足实 际需求。
船舶照明系统的安装
在安装船舶照明系统时,需要考虑安全、稳定、可靠等方面 的因素。同时,还需要根据设计的方案,进行准确的安装, 确保照明系统能够正常运行,并达到预期的照明效果。
05 船舶自动化系统
船舶自动化系统的组成与功能
总结词:船舶自动化系统的组成与功能
船舶自动化系统主要由船舶自动控制系统、船舶自动监测系统、船舶自动导航系统 等组成,实现对船舶航行、推进、辅助机械等的自动化控制和监测。
船舶电力系统
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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。
船舶电气知识点总结
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船舶电气知识点总结船舶电气系统是船舶上非常重要的一部分,它涉及到船舶上所有电气设备的供电、配电和控制。
而船舶电气系统的设计和运行则需要掌握大量的知识点。
本文将对船舶电气知识点进行总结,以帮助读者深入了解船舶电气系统。
船舶电气系统的组成船舶电气系统主要包括发电机、配电系统、控制装置和电气设备。
发电机主要负责为船舶上的电气设备提供电能,配电系统则负责对电能进行合理的输送和分配,控制装置则用于控制和保护电气设备的运行,而电气设备则包括照明、通讯、导航等各种设备。
船舶电气系统的设计原则船舶电气系统的设计需要遵循一些基本原则,包括可靠性、安全性、经济性和可维护性。
可靠性是指船舶电气系统在各种恶劣条件下依然能够正常运行,安全性则是指在运行中不会对船员或者船舶造成危险,经济性是指在系统设计和运行中考虑成本和效益的平衡,可维护性是指系统的维护保养应当方便。
船舶电气系统的特点船舶电气系统与陆上的电气系统相比有一些特殊的地方,主要包括以下几点。
首先,船舶电气系统的环境条件往往比较恶劣,需要考虑防潮、防震、防腐等特殊要求;其次,船舶电气系统在运行中需要考虑船舶的运动和摇摆对系统的影响;另外,船舶电气系统的供电方式也有所不同,传统上船舶电气系统都采用的是交流电源。
船舶电气系统的主要设备船舶电气系统的主要设备包括发电机、发电机控制装置、变压器、配电盘等。
其中,发电机的主要作用是将机械能转化为电能,发电机控制装置则用于对发电机的运行进行监控和保护,变压器则用于对发电机输出的电能进行变压、升压或降压,配电盘的作用是将发电机输出的电能进行分配和控制。
船舶电气系统的配电船舶电气系统的配电是将发电机输出的电能按照一定的规则进行分配,以保证各个电气设备能够获得正常的供电。
配电系统一般包括主配电系统和应急配电系统。
主配电系统常用的传统方式是采用配电盘将电能分配给各个舱室,而应急配电系统则是为了在发生意外情况时保证船舶上必需的设备能够得到供电。
船舶电气设备及系统
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01
03
电力系统保护设备的维护保养对于保证其正常运行至 关重要,应定期检查、清洁、紧固和维修,确保其安
全可靠。
04
在选择电力系统保护设备时,需要考虑其类型、额定 电流、动作特性等因素,以确保其能够有效地保护船 舶电力系统的安全运行。
03 船舶电机与拖动设备
船舶电机
船舶电机概述 船舶电机是船舶电气设备中的重 要组成部分,用于提供动力和能 源,满足船舶航行、作业和生活 的需求。
船舶电机的发展趋势 随着科技的不断进步,船舶电机 也在不断发展和改进,未来将更 加注重节能、环保和智能化。
船舶电机的分类 船舶电机包括直流电机、交流电 机、同步电机、异步电机等类型, 不同类型的电机具有不同的特性 和应用场景。
船舶电机的维护与保养 为了确保船舶电机的正常运行, 需要定期进行维护和保养,包括 清洁、检查、润滑和维修等措施。
常见的发电机组包括柴油发电机组、 燃气轮机发电机组和蒸汽轮机发电机 组等,根据船舶类型和需求选择合适 的发电机组。
发电机组的维护保养对于保证其正常 运行至关重要,应定期检查、清洁、 润滑和维修,确保其可靠性和安全性。
配电板
配电板是船舶电力系统的关键 设备之一,负责接收发电机组 的电能,然后根据需要将其分
电缆与电线
根据用途和规格的不同,电缆与电线可分为多 种类型,如交联聚乙烯绝缘电缆、聚氯乙烯绝
缘电缆、裸线等。
电缆与电线的维护保养对于保证其正常运行至关重要 ,应定期检查、清洁、紧固和维修,防止出现老化、
破损等现象。
电缆与电线是船舶电力系统中用于传输电能的 线路,其质量直接影响船舶电力系统的稳定性 和安全性。
当灯泡损坏或老化时,应及时 更换,以保证照明效果和使用 安全。在更换灯泡时,应注意 选用与原来相同规格和类型的 灯泡,以保证良好的照明效果 和使用寿命。
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发电机的并联运行
一、并联运行的必要性 1.发电机容量合理利用:负载少开一台,负载多开两至三台。 发电机容量合理利用:负载少开一台,负载多开两至三台。 2.便于对发电机的维护管理:多台机可以轮流进行保养和维 护。 二、并联运行的条件:电压、频率、初相相同,相序一致。 并联运行的条件:电压、频率、初相相同,相序一致。
(2)性能 A.灯光很亮说明待并机与电网相位差很大、熄灭说明相位 差很小或为零,灯光明暗度说明相位差的大小; B.灯光明暗变化快说明频差大、慢说明频差小。 (3)合闸 调待并机的调速开关(即调油门),使灯光明暗变化慢 (周期为3 (周期为3~5秒),灯光熄灭后(接近灯暗区中心),合闸并 车。 (4)缺点 灯光明暗不能说明f2是快还是慢。 灯光明暗不能说明f2是快还是慢。
(1)原因:并联运行的发电机,若一台发电机的 原动机发生故障使转矩消失,则发电机进入电动 机状态,拖动原动机转动从电网吸收功率即逆功 率,另外并车操作未能满足并车条件也出现逆功 率。 (2)危害:正常运行的发电机严重过载跳闸。 危害:正常运行的发电机严重过载跳闸。 ( 3 ) 要求: P=-5 ~ -15%Pe、 延时 1 ~ 10s ( 防并 要求:P=15%Pe 、 延时1 10s 车时短暂逆功率)逆功率继电器跳闸。 车时短暂逆功率)逆功率继电器跳闸。
电站保护的任务:切除故障电气设备;发出报警信 电站保护的任务:切除故障电气设备;发出报警信 号。 要求保护元件具有可靠性、选择性、 要求保护元件具有可靠性、选择性、快速性 和灵敏性。 和灵敏性。 1.可靠性:保护装置本身必须工作可靠; 可靠性:保护装置本身必须工作可靠; 2.选择性:电力系统,从发电机到负载,应分级 选择性:电力系统,从发电机到负载, 设置保护装置, 设置保护装置,使保护具有选择性;系统发生故 障时使离故障电路最近的保护装置动作;其动作 电流或动作延时:短路保护动作整定电流逐级减 少、动作整定延时逐级减少。 动作整定延时逐级减少。
船舶电气设备维护与修理课件第6章
![船舶电气设备维护与修理课件第6章](https://img.taocdn.com/s3/m/907c6befee06eff9aff80797.png)
电气线路中,不论是主回路还是二次控制回路所发 生的故障可归结为短路、断路和通地三种情况。
1、线路短路故障的检查
短路故障检查:
检测线路有短路时,应首先切断电源,查出烧断的 熔断器。检测时,用万用表的电阻档测量电路两端点间的 电阻,若阻值为零,即为短路,如图6-3所示。若被测电 路为单回路,可沿着线路对所有接线柱,串联的电器线圈 或其它元件逐个检查。
2、线路断路故障的检查
(1)带电检查线路断路故障 带电检查断电故障可用万用表的电压档,但其量程应不低
于电源电压。另外也可以用校验灯检查。 检查前应确认电源电压正常,电源开关没有断路或接触不
良的现象。把电源开关闭合,测量电压正常后,即可进行检查。 由于线路断路,电路中没有电流,在电路中所连接的电阻、电 器线圈或电机绕组等都没有电压降,断路点两端的电压应等于 电源电压。因此,电压表在线路中各元件或接线两端测量时 , 若指示值为电源电压的数值, 则表明两试笔之间的线路或 元件有断路。
4、用500V兆欧表测量电气部分对地绝缘电阻应不小于2MΩ。
5、检查各保护电器的整定值,若电器须在负载下整定,可先投 入运行,然后再细致整定。热继电器、过流继电器、时间继电 器等的整定值应按技术要求进行检查。若原出厂整定值偏 差过 大,验收时应重新调整。
四、起动箱的调试
由于目前船舶大多数采用交流电制,所以我们在这里只讨 论交流起动箱的调试方法。
船舶电力系统基础知识
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1、船舶电力系统组成船舶电力系统主要是由电源、配电装置、电网、负载组成的。
电源:是将机械能、化学能、等能源转变成电能的装置。
船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。
配电装置:是对电源和负荷进行分配、监视、测量、保护、转换、控制的装置.配电装置可分为主配电板、应急配电板、分配电板、充放电板电网:是全船电缆电线的总称。
是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷见的中间环节,是将电源的电能输送到负荷端的媒介。
电网根据连接的负荷性质可分为:动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱电电网.负荷:船舶负荷大体可以分成舱室机械、甲板机械、船舶照明、通导设备及其他用点设施2.船舶电力系统与陆上电力系统相比的差异1)船舶电站的容量小由于船舶电站的容量小,而某些大负载容量可与单台发电机容量相比,当这样的负载启动时,对电网将造成很大的冲击,因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求。
2)船舶电网输电线路短因为船舶容积的限制,电气设备比较集中,电网长度不长并都采用电缆,所以对发电机和电网的保护比陆上系统的简单.3)船舶电气设备的工作环境恶劣环境温度高、震动大、相对湿度高等等,都能造成电气设备的损坏、接触不良或误动作由此可见,船用电气设备必须满足船用条件3.船舶电力系统的基本参数主要是电流的种类、额定电压、额定频率电流分为直流、交流;交流船舶的电气设备在维护、保养等方面工作量比直流船要少很多,且交流电机结构简单、体积小、重量轻、运行可靠,起相应的设备也简单。
交流船舶又分成单相交流电、三相三线绝缘系统、三相四线系统。
三相三线绝缘系统应用最普遍。
这种方式安全可靠,照明电网与动力电网间没有电的直接联系,互相影响小;电网对地绝缘好的时候,船员不小心碰到电网的任何一根线时,不至于造成触电伤亡事故;发生单相接地时,并不形成短路,仍可维持电气设备的正常运行。
三相四线系统,因不是绝缘系统,船员碰到任何一根电网线时,容易发生触电伤亡事故;当发生单相接地故障时,即形成短路,有可能会发生跳电试图,因而船舶较少采用。
船舶电气保护设计规范
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船舶电气保护设计规范1. 引言船舶电气保护设计是船舶电气系统中至关重要的一部分,其主要目的是保护电气设备和船员免受电气故障可能带来的危害。
船舶电气保护设计规范旨在为船舶设计人员提供必要的准则和标准,以确保船舶电气系统的可靠性、安全性和性能。
2. 设计原则船舶电气保护设计应遵循以下原则:2.1 安全性船舶电气系统的保护设计应确保船舶设备和船员的安全。
这意味着在设计过程中,应考虑各种故障情况,例如过电流、过温、短路等,并采取相应的保护措施,如电流保护器、断路器、熔断器等。
2.2 可靠性船舶电气保护装置应具有高可靠性,能够正常工作并及时触发保护措施以防止故障扩大。
为了提高可靠性,应根据船舶的类型和用途,选择适合的保护设备,并进行适当的定期检测和维护。
2.3 兼容性船舶电气保护设计应与其他电气设备兼容,以确保整个电气系统的正常运行。
在设计过程中,应注意保护装置的灵敏度、动作时间和动作方式,以确保其与其他电气设备的配合。
3. 设计要求船舶电气保护设计应满足以下要求:3.1 电气设备分类根据船舶所属的航区和用途,应将电气设备分为不同的等级或分类,以确定各设备的保护要求。
通常,可以将电气设备分为主要设备、辅助设备和个别设备,分别采取相应的保护措施。
3.2 过电流保护过电流是电气系统中最常见的故障之一,因此必须采取适当的保护措施。
具体来说,应根据电气设备的额定电流和工作条件,选择合适的保护装置,如电流保护器、熔断器等,并设置合理的动作时间和灵敏度。
3.3 过温保护过温是电气设备故障或异常工作的常见原因之一。
为了预防过温造成的损害,应在关键的电气设备上设置过温保护装置,如温度传感器、热继电器等。
这些保护装置应能及时检测到过温情况并触发相应的保护措施。
3.4 短路保护短路是电气系统中一种严重的故障,可能导致严重的火灾和损坏。
为了防止短路发生,应在电气系统中设置短路保护措施,如短路保护器、断路器等。
这些保护装置应具有较高的断开能力和快速的动作时间。
船舶电气与通讯-第六章 船舶电力系统保护
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第6章船舶电力系统的保护6.1 概述6.2 船舶发电机的保护6.3 船舶变压器的保护6.4 船舶电网的保护6.5 船舶负载的保护概述6.1 概述一、概述1.船舶电力系统保护的任务和作用船舶电力系统中各种保护装置,主要就是为了实现安全可靠地供电。
船舶电力系统的不正常运行情况主要有过载、欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及绝缘系统发生单相接地等。
船舶电力系统中最常见最严重的故障就是各种形式的短路。
图6-1 短路故障示意图图6-1 短路故障示意图要限制不正常运行和短路的破坏作用,其中最有效的办法之一,就是在船舶电力系统的主要电气设备上,装设保护装置,以自动迅速地切除故障。
船舶电力系统保护的任务可归纳为:(1)当电气设备发生故障或足以造成故障的发生时,保护装置将自动地、迅速地并有选择性地切除发生故障的电气设备,以保护设备,并保证非故障部分正常安全运行。
(2)当电气设备发生不正常运行情况时,继电保护装置应自动发出报警信号,使值班人员及时进行处理,防止事故发生,或自动切除不正常运行的电气设备,防止事故的再扩大。
(3)配合自动控制装置,自动消除或减少事故及不正常运行情况。
船舶电力系统的保护主要包括: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。
2.对保护装置的基本要求(1)具有选择性继电保护的选择性是指当电力系统发生故障时,继电保护装置应仅把故障元件切除,使停电范围尽量缩小,从而保证电力系统中其他非故障部分仍然能够继续安全地运行。
图6-2 保护性选择示意图(2)具有速动性继电保护的速动性就是保护装置的动作时限应力求短。
迅速切除故障可减轻被保护设备的损坏程度;防止故障蔓延,缩小破坏范围;减少对非故障部分的影响,保证其正常安全运行。
船舶同步发电机的保护
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四、 对保护装置的基本要求
1)具有选择性 实现保护的选择性的原则
A)
时间原则:是指以保护装置动作时限的不同,来保证选择
性。由负载至电源端,逐级加大整定各级保护的延时。
注意:相邻两级延时差不能太小(0.15----0.25S),
否则不易分辨(保护装置灵敏度不够) 级数不能太多(3~5级),否则不利于快速性。
正常状态发展到一定程度就演变成故障,最常见且最严重
的故障就是各种形式的短路,有三相短路、两相短路、两 相接地短路、三相四线制系统单相接地短路。另外,还可 能发生电机或变压器绕组匝间短路和线路的断线等故障。
课题 6
第一节概述
船舶同步发电机的继电保护
船舶电力系统的任何故障,均可能带来不良的后果, 特别是短路故障造成的后果是严重的。三相短路时,发电 机的短路电流可达额定电流的 10倍以上,•此电流产生的热 量和机械力可以比正常值大100倍以上,对发电机产生巨大 的破坏作用。若不及时切除,将有可能导致并联运行的发 电机解列,使整个电力系统失电,甚至会发生火灾,危及 船舶和人命安全。 因此在船舶电力系统的设计和运行中,都要采取切实 有效的措施,尽量避免不正常运行状态和短路故障的发生。 最有效的办法之一,就是在船舶电力系统中装设继电 保护装置,以自动迅速地切除故障。
四、 对保护装置的基本要求
3)具有灵敏性
继电保护装置的灵敏性是指对于其保护范围内故障和
非正常状态的反应能力。对属于自己保护之内的故障
,都应反应灵敏,达到整定值时即动作。灵敏性愈高
,故障发觉和切除得就愈早,对系统的影响和设备的
破坏就愈小。
保护装置的灵敏性,可用灵敏系数来表示。
四、电路参数的监测部分
测量电路实时地测量被保护设备的工作状态,反映被 保护系统运行参数的变化(如电流、电压等),并与 预先给定保护的整定值进行比较。鉴别被保护设备有 无故障或不正常工作情况,并输出相应的参量。 如果运行参数达到整定值,则测量电路就起动,向逻 辑电路送去信号。
船舶电力系统组成与继电保护
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船舶电器的负荷急速增加,发电机的功率也必然随之增加。从而带来 如下问题:
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任务1 船舶电力系统组成与维护
• 对500 V以下的电力系统来说,短路电流的增大使开关电器与保护装 置的断流容量难以满足要求;大功率发电机(2 000 kW以上)和电动机 (200 kW以上)在技术上是非常困难的(已接近功率极限),在经济上也 不合算;使电缆的截面增大,并须多股并联,造成布线与安装上的困 难。
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任务1 船舶电力系统组成与维护
• 负载又称船舶用电设备,是将电能转变为机械能、光能、热能和其他 形式能的总称。可分为以下几类:
• 如采用电动机拖动的甲板机械设备、舱室机械设备;采用电光源的照 明设备、信号设备;采用电加热的电炉、电灶等设备。
• (二)船舶电力系统的特点 • 电力系统由于受到水上环境条件及船舶自身运行情况的影响,与陆地
• 2.对自动励磁装置的基本要求 • 除要求结构简单、使用可靠、灵敏度高和调整的过渡过程短以外,还
必须满足下述基本要求。 • 1)保证同步发电机端电压在允许范围内 • 2)要求保证强行励磁
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任务1 船舶电力系统组成与维护
• 3)要求合适的放大系数 • 4)保证自励同步发电机的起始励磁 • (三)自动励磁装置的分类 • 船用同步发电机的自动励磁装置的类型很多,分类方法也不一致。通
项目八 船舶电力系统组成与继电保护
• 任务1 船舶电力系统组成与维护 • 任务2 船用万能式自动空气断路器继电保护 • 任务3 船舶同步发电机继电保护
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任务1 船舶电力系统组成与维护
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第6章船舶电力系统的保护6.1 概述6.2 船舶发电机的保护6.3 船舶变压器的保护6.4 船舶电网的保护6.5 船舶负载的保护概述6.1 概述一、概述1.船舶电力系统保护的任务和作用船舶电力系统中各种保护装置,主要就是为了实现安全可靠地供电。
船舶电力系统的不正常运行情况主要有过载、欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及绝缘系统发生单相接地等。
船舶电力系统中最常见最严重的故障就是各种形式的短路。
图6-1 短路故障示意图图6-1 短路故障示意图要限制不正常运行和短路的破坏作用,其中最有效的办法之一,就是在船舶电力系统的主要电气设备上,装设保护装置,以自动迅速地切除故障。
船舶电力系统保护的任务可归纳为:(1)当电气设备发生故障或足以造成故障的发生时,保护装置将自动地、迅速地并有选择性地切除发生故障的电气设备,以保护设备,并保证非故障部分正常安全运行。
(2)当电气设备发生不正常运行情况时,继电保护装置应自动发出报警信号,使值班人员及时进行处理,防止事故发生,或自动切除不正常运行的电气设备,防止事故的再扩大。
(3)配合自动控制装置,自动消除或减少事故及不正常运行情况。
船舶电力系统的保护主要包括: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。
2.对保护装置的基本要求(1)具有选择性继电保护的选择性是指当电力系统发生故障时,继电保护装置应仅把故障元件切除,使停电范围尽量缩小,从而保证电力系统中其他非故障部分仍然能够继续安全地运行。
图6-2 保护性选择示意图(2)具有速动性继电保护的速动性就是保护装置的动作时限应力求短。
迅速切除故障可减轻被保护设备的损坏程度;防止故障蔓延,缩小破坏范围;减少对非故障部分的影响,保证其正常安全运行。
(3)具有灵敏性继电保护装置的灵敏性是指对于其保护范围内的故障或不正常工作状态的反应能力。
灵敏性愈高,故障发觉和切除得就愈早,从而对系统的影响和设备的破坏就愈小。
保护装置的灵敏性,用灵敏度来表示。
(4)具有可靠性继电保护装置的可靠性是指装置本身要能可靠地工作,对它保护范围之内的故障,不应拒绝动作,在正常运行或不属于它保护的范围故障时,不应误动作。
否则,它本身就可能成为产生和扩大事故的根源。
二、继电保护的基本工作原理正如人工寻找故障时的道理一样,继电保护的基本工作原理,就是利用在发生各种故障或不正常运行情况时,必定要出现的、特有的现象,作为自动控制的信号,自动判断故障,而后进行必要的处理。
图6-3 继电保护构成原理图6.2 船舶发电机的保护6.2根据我国《钢质海船入级规范》规定,对500V以下同步发电机,针对其不正常运行情况和可能出现的故障,主要设置如下继电保护:过载保护、外部短路保护、欠压保护和逆功率保护。
1.发电机的外部短路保护•处理发电机外部短路措施:既要保护发电机,又要保证不中断供电•兼顾保护的选择性和快速性,根据具体短路点的位置采取相应措施。
•对于船舶发电机外部短路保护一般应设有短路短延时和短路瞬时动作保护。
当短路电流达2~2.5倍的额定电流时,保护装置延时0.2~0.6s动作,使发电机主开关自动跳闸。
当短路电流达5~10倍的额定电流时,保护装置应瞬时动作,使发电机主开关自动跳闸。
•因此,船舶发电机的外部短路保护装置中,一般设有两套电流保护装置,根据短路电流的大小,实行短延时或瞬时动作保护。
船舶发电机的外部短路保护由万能式自动空气断路器中的过电流脱扣器承担。
2.发电机的过载保护为了最大限度地保证供电的连续性,船用发电机广泛采用自动分级卸载保护装置。
发电机一旦发生过载现象,自动保护装置将次要负载逐级卸去,同时发出报警信号,如到了允许的时限,仍不能消除过载现象,保护装置则应动作,发出发电机过载跳闸的指令。
我国一般规定:对无分级自动卸载装置的发电机过载保护,其启动电流值,可整定在其额定电流值的125%~135%,延时15~20s,过载保护装置动作,使发电机自动跳闸。
对有分级自动卸载装置的发电机过载保护,当过载达110%~120%额定值时,延时5-10s,使自动卸载装置动作,自动卸掉部分次要负载;当过载达150%额定值时,延时10~20s,过载保护装置动作,使发电机自动跳闸。
3.发电机的欠压保护欠压是指低于额定值的不正常电压。
失压是指电压等于零,即无电压。
习惯上有时把两者统称为失压。
欠压保护主要是对作并联运行发电机的保护,同时也是对诸如异步电动机等用户的保护。
当调压器失灵或由于发电机外部发生持续性短路故障时,都将出现发电机电压下降的现象。
发电机在欠压情况下运行,将引起电机的电流大、电动机转矩下降、发电机过热、绝缘损坏,这对发电机本身和异步电动机的运行等都是很不利的。
发电机欠压保护的任务就是当发电机在低电压时,保证发电机合不上闸或从电网上自动断开。
发电机欠压保护,还可作为发电机外部短路的后备保护,因发电机外部短路时,也必定要出现欠压现象。
船舶发电机的欠压保护是由万能式自动空气断路器中的失压脱扣器来实现的。
4.逆功率保护当几台同步发电机并联运行时,其中一台发电机的原动机工作失常,该发电机不但不能发出有功功率,反而要从系统吸收有功功率,即变为同步电动机运行。
同步发电机在非同步条件下并车时,也可能短时出现逆功率,这是允许的,此时逆功率保护不应动作。
逆功率保护应具有一定的时限。
对逆功率保护启动值的整定,大多数船级社都规定: (1)原动机为柴油机时,逆功率整定值在发电机额定功率的4%~15%间某一区域(典型区间为4%~10%);(2)原动机为汽轮机时,逆功率整定值在发电机额定功率的1%-6%间某一区域(典型区间为1%~3%);(3)延时时间在2-10s,间整定(典型值为3s)逆功率保护是由逆功率继电器来完成的,整定值是靠调整逆功率继电器的动作值来达到的。
6.3 船舶变压器的保护船舶变压器的基本故障是:相间短路、对壳短路、绕组匝间短路以及输出端短路。
相应对变压器的保护有电流保护、差动保护等。
下图为对变压器采用不同的保护线路图1.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6-5,若按时间原则整定,则应有t 1>t 2>t 3,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Iop 1>Iop 2>Iop 3。
6.4 船舶电网的保护及保护装置图6-5 船舶电网短路保护示意(1)时间原则若按时间原则整定,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(2)电流原则电流原则整定,则应有Iop1>Iop2>Iop3(3)混合保护2.电网的过载保护船舶电网大多为幅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,电网中不设专门的过载保护装置。
须指出的是,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。
3.单相接地及电网的绝缘监测⑴单相接地监视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6-6是地气灯的电气工作原理图。
⑵电网绝缘监测配电板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。
兆欧表其工作原理如图6-7所示。
图6-6 绝缘指示灯电路图图6-7 兆欧表原理图4.岸电的相序和断相保护用相序指示器检测和指示岸电的相序,用逆序继电器对岸电的相序和缺相进行保护。
为确保接用的岸电相序正确,通常用相序指示器(或叫相序测定器)来检测岸电的相序。
若相序正确,则相序指示器的白灯(或绿灯)亮;若错误,则红灯亮。
若岸电相序错误或缺相时,逆序(或称负序)继电器动作,便岸电开关合不上闸或断相时岸电开关跳闸。
常用的相序指示器由一个电容器和两个指示灯(一红一白)星形连接组成。
如图电容器接A相,白灯接B相,红灯接C相5、万能式自动空气断路器国内外制造的船用发电机主开关的型式很多, 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、自动脱扣机构,操作机构和保护装置组成。
其结构框图见图6-8。
图6-8 万能式自动空气断路器的框图(1)触头和灭弧系统自动空气断路器大多是采用灭弧栅进行灭弧。
(2)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6-9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。
(3)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。
手动操作电磁或电动合闸(4)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。
(a)合闸位置(b)分闸位置(c)为准备合闸位置图6-9 自由脱扣机构示意图6.5 船舶负载的保护•负载大体上可分单相照明负载和三相电动机负载两大类。
负载通常要求设过载和短路保护装置。
•由于负载的多样性,具体的保护要求也不尽相同。
本节只对船舶各类负载的保护作一般性介绍。
一、照明类负载的保护•照明类负载包括电热器负载等。
为防止照明类负载及供电线路因短路和过载引起过电流,导致温升过高而使电缆绝缘损坏或引起火灾,照明类负载都设有过电流保护装置。
•照明类负载基本上是电阻性负载,功率因数接近于1,其保护装置比较简单,可采用装置式断路器或熔断器实现过电流保护。
照明类负载及线路保护装置的动作电流值•在船舶照明类负载保护中,通常16A以下的分支电路多采用熔断器。
此外,对多级保护装置的动作整定值要注意选择性的配合。
整定值的80% 。
•由于高压汞灯和高压钠灯的起燃电流持续时间长,保护器的额定值选择应稍大一些。
对于船舶照明线路,按规定实际负载电流不应超过保护电器整定值的80% 。
二、电动机类负载的保护•电动机负载是船舶电力系统中的主要负载,且很多属重要负载,因此,规范对其保护的要求较明确。
•规范规定容量大于0.5kw电动机和所有重要设备的电动机均应设有独立的过载保护、短路保护和欠电压保护。
当采用熔断器作保护时,还应设防止单相运转的保护,即缺相保护.。