船舶电站 第一章 舰船供电系统特征
船舶电力系统概论(ppt 280页)
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/9/7
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电压等级
具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。 交流船舶电网多数为380V或为440V。 某些(电推)船舶上采用的6KV 、3.3KV的电力系统。
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船舶电站及其自动化系统
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频率等级
规定船舶交流配电系统的标准频率为50Hz或60Hz。
潮湿和盐雾在绝缘材料表面形成漏电薄膜，在湿 热条件下霉菌分泌有机酸，加剧了表面的潮湿性。
油雾和灰尘粘附于表面也增加了表面的漏电，而 且阻碍散热使温升增高，潮湿的水分子渗入绝缘 材料的裂缝和毛细孔中，使漏电流增大导致绝缘 电阻的下降。
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（5） 适应船舶电网电压和频率的波动
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电源种类
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电源种类又称电制。 船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。
除了某些特种工程船舶和小型船，如供水、供油 船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制 外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、 集装箱船还是客船，都优先采用交流电制。
照明线路的负载需采 用双保险丝进行保护。
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2）．中性点接地的三相四线系统
特点： 不需用照明变压器。 中性点接地电位固定， 系统内部过电压较小。
若单线接地，形成一 相对地短路，可通过 保护装置切除，但供 电连续性较差。
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（8）船舶电力系统与其他系统的联系
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船舶电力系统与其他系统联系是相互联系的，燃油 系统、润滑油系统、空气系统、冷却水系统及其他 系统相联系。
船舶电站知识点概要
第一章船舶电力系统概论第一节船舶电力系统第二节船舶电力系统基本参数第三节船舶电站第四节船舶电网第五节配电装置第六节船舶电力系统的可靠性及生命力概念第一节船舶电力系统电力系统：由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体。
船舶电力系统:分为船舶电站、船舶电网和用电设备。
船舶电站:由原动机、发电机和主配电装置组成。
船舶电网：全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来的组合体，是联系电能的生产者(各种电源)和电能的消费者(各种用电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。
分类：动力电网照明电网应急电网弱电电网配电装置:定义用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。
配电装置分类船舶电站：主配电板(MSB)船舶电网中间：分配电板(SSB)应急电力系统：应急配电板(ESB)蓄电池：充放电板(CDP)分配电板：可分为动力配电板和照明配电板。
船舶用电设备分类:船舶各种机械的电力拖动包括甲板机械、舱室机械、电力推进和工作船舶用的生产机械船舶照明设备船舶通讯和导航设备舰船上生活所需的其它用电设备船舶电力系统特点:船舶电站和电力系统容量较小；船舶电气设备比较集中，电网较小。
舰船电气设备工作条件恶劣。
船舶电力系统的发展概况:舰船电力系统的发电功率逐年增大。
电力系统的设备性能和供电指标有了很大的提高。
电力系统实现集中控制和自动化。
在舰船电力系统中广泛采用各种新技术。
船舶电站自动化优点：维持船舶电力系统供电的连续性和可靠性，增强船舶运行的生命力。
提高船舶电站供电质量，使各用电负载处于良好的工作状态。
自动化技术的广泛应用充分发挥了电力设备的潜在功能，并使船员的操作量大大下降，劳动强度减轻。
减少船员，提高劳动生产率和船舶运行的经济指标。
自动化可以实现系统的最佳运行方式，提高设备运行的效率、经济性和安全性。
第二节船舶电力系统基本参数基本参数：电流种类电压等级频率标准功能决定船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、价格和尺寸。
船舶电力系统概论
直流双线绝缘系统； 交流单相双线绝缘系统； 交流三相三线绝缘系统。
接地和接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连 接称接地。 电气设备的接地方式分三种：
工作接地 保护接地 重复接地
-
态 恢复时间
(s) 1.5
5 -
-
-
-
-
（6）满足防护要求
为了避免电气设备受到外部固体和液体异物的侵入 而发生故障或损坏，为避免人身遭受触电和机械伤 害，一般电气设备都应有防护壳罩。
由于一些舱室机器密布，空间狭小低矮，存在着设 备或人员遭受各种侵害的复杂环境，因此船用电气 设备的防护等级类型也比较复杂多样。
为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气 工程中常采用保护接地。
根据《钢质海船入级与建造规范2006》规定，电气设备 保护接地的要求有： （1）电气设备的金属外壳均需要进行保护接地。
保护接地
（2）当电气设备直接紧固在船体的金属结构上或 紧固在船体金属结构有可靠电气连接的底座（或支 架）上时，可不另设置专用导体接地。
柴油机
发电机
(2) 配电装置
对电源和用电设备保护、监测、分配、转换、控制的装置。 按用途可分为主配电板、应急配电板、充发电板、区配电 板、分配电板和岸电箱等几种。 按形状分可分为垂直立式、台式、桌式和控制台式四种。 按外壳结构可分为防护式、防滴式和防水式。
(3) 船舶电力网 是全船电缆电线的总称 ，包括动力电网、照明电网、应 急电网、低压电网和弱电电网。
其中No.1主发电机在装载需要50Hz中压电源供应 的货物时，可以切换为2030KVA，600rpm， 50Hz的模式运转，单独为50Hz的货物负载电源供 电，图中用于中压汇流排连接的断路器KS1应该处 于分闸状态。
船舶电站
6．调速开关(也有用二个按钮的)，一般装在发电机控制屏上，也有装在并车屏上，在 主配电板前对发电机组进行调速也即调节发电机频率，并联运行时可调节发电机所承担 功率用的，向higher方向扳动调速开关，机组即增加油门；向lower方向扳动调速开关， 机组即减小油门。 7．主配电板发电机控制屏上部二个转换开关。电压表转换开关，测量发电机及电网三 个线电压用的，也有另安装电网电压表及其转换开关的；电流表转换开关，测量发电机 三个相电流用的。 8．主配电扳发电机控制屏上充磁开关(按钮)．当发电机失磁不能建压时， 通过充磁开 关(按钮)，将24V直流电通入发电机励磁绕组中，对磁极进行充磁。 9．主配电板负载屏上部电流转换开关，通过转换开关的切换可测量3—4个大负载工作 电流用的。 10．主配电板负载屏上配电开关．一般配电开关为塑壳式自动空气断路器，手柄合上 即接通该路供电电路，手柄拉下即断开该路供电电路；此外一般均带有短路保护功能， 有的带有过载保护功能，也有带分励脱扣器或失压脱扣器的可进行远距离按钮跳闸操作。 11．主配电板负载组合控制屏上配电开关指示灯及按钮．配电开关同10指示灯是指示 该路负载运行状态的，按钮是启动或停止该负载用的。 12．主配电板照明控制屏上转换开关。电压转换开关，测量照明网络二个线电压用的； 电流转换开关，测量照明网络三个相电流用的；绝缘测量转换开关，测量动力电网与照 明电网对地绝缘电阻用的。 13．主配电板照明控制屏上配电开关。一般配电开关为塑壳式自动空气断路器，手柄 合上即接通该路供电电路，手柄拉下即断开该路供电电路；此外一般均带有短路保护功 能。 14．主配电板照明控制屏上指示灯。当开关接通时指示电网对地接地灯绝缘状况。
GENOP 71 GENOP 71
5) Profibus DP
起停和 调频控 制
船舶电力系统概述
03 船舶电网及配电系统
船舶电网的拓扑结构
01 02
星形结构
船舶电网的电源通过中心点进行分配，各负载从中心点引出，形成星形 结构。这种结构简单，易于维护，但当中心点故障时，整个系统可能受 到影响。
环形结构
船舶电网的电源通过环形线路分配给各负载，每个负载都连接在环路上。 这种结构提高了系统的可靠性和稳定性，但维护起来相对复杂。
要求较高。
环境条件复杂
船舶面临的环境条件较为复杂，包括振动、 湿度、盐雾等，因此要求电力系统设备具 有较好的适应性和耐久性。
空间限制大
船舶空间有限，设备布置紧凑，因此要求 电力系统设备具有较高的集成度和较小的 体积。
节能环保要求高
随着环保意识的提高，船舶电力系统的节 能环保要求也越来越高，需要采取有效的 节能措施和环保技术。
船舶电力系统的故障应对措施
紧急处理
在故障发生时，采取紧急 措施，如切断电源、启动 备用设备等，以防止故障 扩大。
修复损坏设备
对损坏的设备进行修复或 更换，确保船舶电力系统 的正常运行。
恢复系统运行
在设备修复后，逐步恢复 船舶电力系统的正常运行， 确保船舶的安全航行。
船舶电力系统的维护和保养
定期检查
实时监测船舶电力系统的运行状态，收集各项数 据。
船舶电力系统故障诊断
对系统出现的异常或故障进行诊断，及时处理。
3
船舶电力系统远程监控
通过远程监控技术，实现对船舶电力系统的远程 管理。
船舶电力系统的节能和减排
船舶电力系统节能技术
01
采用先进的节能技术和设备，降低能耗。
船舶电力系统减排措施
02
采取有效措施减少污染物排放，保护环境。
船舶电站操作
海船船员适任证书评估指导书（适用对象：750KW及以上船舶二/三管轮）船舶电站孙猛黎俊峰杨松湖北交通职业技术学院港口与航运系目录第一章船舶电站概述第一节船舶电力系统的组成 (1)第二节船舶配电装置 (2)第二章船舶电站的操作 (5)第三章船舶电力系统的继电保护及主要故障的判断和排除第一节自动空气断路器的维护；主要故障的判断及排除 (7)第二节发电机外部短路、过载、失（欠）压和逆功率故障的判断及排除 (9)第三节无功功率分配装置故障及船舶电网绝缘降低和单相接地故障的查找··11第四章船用蓄电池第一节配制酸性蓄电池电解液 (13)第二节测定蓄电池电压和电解液比重，判断蓄电池的状态 (14)第三节蓄电池充电与过充电 (15)第四节蓄电池维护保养要求及使用注意事项 (16)第五章船舶电站的管理与维护第一节主配电板安全运行管理要求 (17)第二节发电机主开关跳闸的应急处理 (18)第三节船舶应急配电板的管理与维护 (19)第四节岸电箱的使用及其注意事项 (20)第一章船舶电站概述第一节船舶电力系统的组成船舶电力系统主要是有电源、配电装置、电网与负载四部分组成，其单线图如下所示。
电源：电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。
船舶上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。
配电装置：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（动力、照明）、蓄电池充放电板等。
电网：电网是全船电缆电线的总称。
电网是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷间的中间环节，是将电源的电能输送到负载端的媒体。
负荷：负荷就是船舶上的用电设备。
以上四个部分中的电源和配电装置合在一起就是我们常说的船舶电站。
电站是船舶电力系统的核心。
第二节船舶配电装置一. 船舶配电装置的组成和功能船舶配电装置是对电能进行集中、控制和分配的一种装置。
按其用途的不同可分为：主配电板、应急配电板、充放电板、岸电箱、分配电板等。
船舶电站 第01章 船舶电力系统概论
SSB1
分类： 动力电网 照明电网 应急电网 弱电电网
M2 G2
T
MSB
SSB2
配电装置
定义 用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、 测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。 配电装置分类 船舶电站：主配电板(MSB) 船舶电网中间：分配电板(SSB) 应急电力系统：应急配电板(ESB) 蓄电池：充放电板(CDP) 分配电板：可分为动力配电板和照明配电板。
• • • • • • 柴油发电机组 汽轮发电机组 燃气轮机发电机组 蒸汽发电机组 轴带发电机组 核能发电机组
主配电装置
定义：船舶电力系统的中枢，其作用是用来 控制和监视主发电机的工作，并将主发电机 送出的电能向全船电网进行分配。
军用船舶：布置在船舶防护较好的地方。 民用船舶：安装于机舱控制室内。
第二节 船舶电力系统基本参数
基本参数：
电流种类 电压等级 频率标准
功能
决定船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、 价格和尺寸。
电流种类
分类：
直流和交流。
交流电站优点：
设备成本和维护保养方面的费用及工作量少； 交流动力网络与照明网络之间可通过变压器实 现电气隔离； 交流电制有利于船舶电气化程度的提高和系统 容量的增长。
发电机负载屏组成
控制负载供电的自动开关 测量装置 报警装置
分类
动力负载屏 照明负载屏
连接母线
从连接母线(汇流排)的连接上能直接反映出 全船的供、配电情况。 公共母线可为一整体，也可分两段，中间用 隔离开关连接。 采用分段母线的方式，发电机组可以并联供 电，也可单独分区供电。
1船舶电力系统及配电装置
船舶电力系统及配电装置船舶电力系统基本知识。
船舶电力系统主要由电源，配电装置，电网与负载四部分组成。
船舶电力系统的特点及对其基本要求：单机容量为400~800kW，应能承受较大的过载能力。
船舶电网输电线路短。
发电机端电压，电网电压，负荷电压大多在同一个电压等级，输配电装置系统比较简单。
一般设内部过载及外部短路保护。
船舶电气设备工作环境恶虐。
受潮引起绝缘下降，机械冲击导致部件松动。
船舶电力系统的基本参数：电流种类，额定电压，额定频率等级。
1）电制的选择。
现代绝大多数采用交流电制，船舶造价和维修费用明显降低。
2）额定电压的选择。
目前主电站动力电网额定电压不是采用380V就是采用440V的标准，照明电网额定电压不是采用220V 就是采用110V的标准，临时应急照明电网与弱电电网一般采用24V的标准。
3）额定频率的选择。
50Hz 和60Hz两种标准。
频率提高可提高自动化系统动作的快速性，但导致交流阻抗增大，损耗增大，机械噪声也较大。
船舶电网。
1）船舶电网的电制。
三相三线绝缘系统应用最为普遍，安全可靠。
三相四线，因为不是绝缘系统，碰到一根电网线就会触电，单相接地故障即会短路，船舶较少使用。
利用船体作中性线回路的三相三线系统，应船体流过较大电流，易发生触电事故。
2）船舶电网的供电网络。
指发电机与配电板之间的电气连接网络。
3）船舶电网的配电网络。
船舶配电网络可分为：动力电网（600W）以上，这些设备由主配电板直接供电，也可由分配电板供电。
照明电网，经照明变压器降压后配电。
应急电网，特别重要设施，如舵机，消防泵，重要区域照明。
临时应急照明电网，蓄电池供电的网络。
应急照明，主机操纵台，主配电板前后，锅炉仪表，应急出口，艇甲板等处的最低照明。
弱电船舶电网一次配电网络结线方式。
馈线式结线：每一根电缆都是由主配电板直接引出，各自独立且只向一个用电设备或一个分配电板供电。
便于集中控制。
干线式：主配电板引出几根干线电缆，所有用电设备是由串接在干线上的分线盒供电。
船舶电站第一章
• 船舶电站概述 • 船舶电站的主要设备 • 船舶电站的操作与维护 • 船舶电站的安全与环保 • 船舶电站的未来展望
01
船舶电站概述
船舶电站的定义
• 船舶电站是指安装在船舶上，为船舶提供动力和电能的电气装 置。它由发电机组、主配电板、控制保护设备和相关辅助设备 组成，是船舶电力系统的心脏。
功能与组成
配电板的主要功能是控制和保护 电路，防止过载、短路和欠压等 故障。它通常由开关、保护装置 、测量仪表和指示灯等组成。
控制设备
控制设备
控制设备是用于监控和控制船舶电站运行的系统和装置，包括自动控制系统、继 电器、接触器等。
作用与要求
控制设备的作用是实现自动控制、远程控制和保护功能，提高船舶电站的可靠性 和效率。选择和控制设备需要满足船舶电站的特殊环境和安全要求。
船舶电站的工作原理
• 当原动机带动发电机转子旋转时，发电机定子线圈 切割磁力线，产生感应电动势，从而输出电能。电 能通过主配电板分配到船舶各个用电设备，满足各 种电力需求。同时，控制保护设备对电站的运行状 态进行实时监测，一旦发现异常情况，立即采取保 护措施，确保电站安全可靠地运行。
02
船舶电站的主要设备
船舶电站可采用废热回收技术，将余热转化为有用的能源，提高能源利用效率。
05
船舶电站的未来展望
船舶电站的新技术发展
高效能发电机
数字化技术
随着技术的进步，船舶电站将采用更 高效率的发电机，提高能源利用效率， 降低能耗。
数字化技术将进一步应用于船舶电站， 实现电站的远程监控、智能调度和优 化管理。
新型燃料电池
启动操作
按照规定的操作步骤启动发电 机，并确保所有开关和断路器 处于正确位置。
船舶电力系统概论PPT课件(280页)
直流双线绝缘系统； 交流单相双线绝缘系统； 交流三相三线绝缘系统。
接地和接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连 接称接地。 电气设备的接地方式分三种：
工作接地 保护接地 重复接地
4）其他设备 电加热器、电风扇、电视机。
2) 船舶电力系统的特点
船舶电力系统是一个独立的电力系统。
总容量不超过各发电机容量的5～10倍的电网称为独立 电网，船舶电力系统属于独立电网。
在独立电网中，调节运行发电机的电压或原动机的转 速，除了改变本身有功功率和无功功率的承担外，还 影响电网的频率和电压。
电源种类
电源种类又称电制。 船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。
除了某些特种工程船舶和小型船，如供水、供油 船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制 外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、 集装箱船还是客船，都优先采用交流电制。
电压等级
具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。 交流船舶电网多数为380V或为440V。 某些(电推)船舶上采用的6KV 、3.3KV的电力系统。
火线对地220V，欠安全。
3）．中性点接地三线系统
利用船体作为中线形 成回路，节省电缆, 容易发生触电和短路 故障。
中国船级社《钢质海船入级与建造规范》规定：
1600总吨及以上的船舶动力、电热及照明配 电系统，均不应采用利用船体作回路的配电 系统。又规定钢铝混合结构的船舶，严禁铝 质部分作导电回路。
(2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。
(3)优质 应满足电能用户对电压、频率和波形等质量的要求。
船舶电站 第一章 舰船供电系统特征
船舶电站第一章舰船供电系统特征图1-2 船舶交流主配电板单线图1.发电机控制屏发电机控制屏包括发电机主开关(即万能式空气断路器)及其指示操作部分(指示发电机与母线接通状态或断开状态或功能状态的绿、红、黄指示灯和操作按钮等)，发电机的保护(发电机的短路、过载保护、逆功保护，分级卸载、欠压保护等)，发电机的励磁控制与调节、发电机频率乎动调节及测量部分(包括转换开关、仪用互感器和测量仪表）。
2.发电机并车屏发电机并车屏包括分段母线的隔离开关、手动及白动并车时的检查和测量仪表、转换开关等。
简单的并车屏常与发电机控制屏合二为一。
3.发电机负载屏发电机负载屏包括控制负载供电的自动开关(即万能式或装式自动开关)及测量、报警装置，可分为动力负载屏和照明负载屏。
4.连接母线从连接母线(汇流排)的连接上能直接反映出全船的功、配电情况。
公共母线可为一整体，也可分两段，中间用隔离开关连按。
采用分段母线的方式，发电机组可以并联供电，也可单独分区供电。
发电机控制屏(兼并车屏)原理图及一些主配电板典型坏节原理图见本书附录六。
第四节舰船电网一概述船舶电缆、导线和配电装置，以一定的联接方式组成的整体称船舶电力网络，简称船舶电网。
发电机所产生的电网输送到船舶各部分的用电设备，因此船舶电网是联接电源和负载之间的桥梁。
对船舶电网的基本要求是生命力强，即要求电网在发生故障或局部破损时，仍能保证对负载的连续供电，并限制故小范围之内；此外，要求经济性好，安装、使用和维护方便、灵活。
二、船舶电网的线制对直流电的船舶，常用配电方式主要有双线绝缘系统、负极接地双线系统和以船体作为负极回路的单线系统等3种示。
对交流单相的船舶可采用双线绝缘系统或一线接地的双线系统。
（a）直流双线绝缘系统（b）负极接地的双线系统（c）以船体作负极回路的单线系统图1-3 直流配电系统在单线制中，由于利用船体作为回路的回线而节约了大量电缆。
简化了配电装置，从而降低了建造费用.但易造成，甚至引起火灾，对人身危险性大。
船舶电站船舶电力系统概论
船舶电站
指在船舶上将一次能源转 换成电能，供给船舶电气 设备使用的场所。
船舶电网
指在船舶上将电能传输分 配给各用电设备的网络系 统。
船舶电力系统的组成与功能
组成
主要由原动机、发电机、主配电板、应急配电板、分配电板 等组成。
功能
负责将原动机产生的机械能转换成电能，并通过配电板进行 分配和控制，以满足船舶电气设备用电需求。
船舶电站的故障诊断与处理
故障诊断
通过监测船舶电站的运行参数和状态，对异常情况进 行诊断，确定故障类型和原因。
故障处理
根据故障诊断结果，采取相应的措施进行修复或更换故 障部件，尽快恢复船舶电站的正常运行。
船舶电站的安全管理
安全操作规程
制定并执行安全操作规程，确保操作人员在进行船舶电站操作时遵循安全规定，防止误操作导致事故 。
的可维护性和可扩展性。
智能船舶对电力系统的需求
智能船舶需要更加先进的电力系统来满足其需求。例如，智能船舶需要采用更加先进的 能源管理系统，实现能源的合理分配和利用；需要采用更加先进的电力储存技术，实现
电力的稳定供应；需要采用更加先进的通信技术，实现电力系统的远程监控和维护。
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船舶电站的操作流程包括启动、并车、调频、调压、 停机等步骤，以确保船舶电力系统的稳定运行。
船舶电站的维护与保养
日常维护
对船舶电站进行日常巡检，检查发电机组、变压器、配 电设备等是否正常工作，及时发现并处理潜在故障。
定期保养
按照规定的周期对船舶电站进行全面保养，包括更换润 滑油、清洗冷却系统、检查电气连接等，以保持设备良 好的工作状态。
变压器
工作原理
船舶电站(哈工程教材1)概要
第一章船舶电力系统本章主要内容：☆船舶电力系统的组成☆船舶电力系统的基本特征和船用条件☆船舶电力系统的基本参数☆船舶电站的主接线☆船舶电力系统的类型船舶犹如一个可移动的海上城市，它有许多设备都需要使用电能，因此在船上都配备有由发电、配电和用电所组成的独立系统——船舶电力系统。
随着船舶的大型化和自动化程度的不断提高，越来越多的船用设备需要用电能来驱动和控制，船舶电力系统亦日趋复杂庞大。
众所周知，电能是船舶航行和作业最主要的能量来源。
电能既易于由其它形式的能量转换而来；又易于转换为其它形式的能量，电能的输送和分配既简单经济，又便于调节、控制和测量，并有利于实现生产过程自动化。
信息技术和其他高新技术都是建立在电能应用基础之上的。
因此电能在现代船舶中应用极为广泛。
电能是船舶运行和生产的主要能源和动力，但它在运营成本中所占的比重却很小。
更重要的是实现电气化后，可以大大改善船舶性能、提高运行质量、并有利于实现全船的自动化。
另一方面，如果供电中断，则对船舶运行和生产会造成严重的后果，例如对供电可靠性要求很高的舵机设备，即使是短时的停电，也会引起重大损失，甚至可能发生灾难性的船毁人亡事故。
因此，船舶电力系统对于船舶运行和安全具有十分重要的意义。
船舶电力系统要切实保证全船的生产和生活用电的需要，必须达到下列基本要求：(1安全在电能的发送、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
(2可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。
(3优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
(4经济电力系统的投资要省、运行费用低，并尽可能地节约电能。
因此，确保船舶电力系统安全、可靠、优质和经济地运行是船舶建造和运营的一项最基本任务。
第一节船舶电力系统的组成船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和电力负载组成。
船舶电力系统简图如图1-1所示。
图1-1 船舶电力系统简图G-主发电机；EG-应急发电机；ACB-发电机主开关；EACB-应急发电机主开关；MSB-主配电板；ESB-应急配电板；MCB-配电开关；M-电动机；DSB-分配电板；RSB-无线电分配电板；EMCB-应急配电开关；ISB-隔离开关；ISB-照明配电板；EISB-应急照明配电板；IDSB-照明分配电板；EDSB-应急分配电板；Tr-照明变压器；ETr-应急照明变压器图1-1反映了船舶电力系统的电源、配电装置、电力网和负载之间的关系，其各功用如下：1、电源电源是将其它形式的能源（如机械能、化学能等）转变成电能的装置。
船舶电力系统概述
船舶电站第一节舰船电力系统一、船舶电力系统的组成由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体称为电力系统.船舶电力系统也可分为船舶电站、船舶电网和用电设备。
船舶电力系统的示意图如图1-1所示。
船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成。
船舶电网是全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来的组合体，是联系电能的生产者(各种电源)和电能的消费者(各种用电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。
船舶电网按其所联系的负载性质分为动力电网、照明电网、应急电网、弱电电网等。
配电装置是用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。
配电装置可以分为属于船舶电站的主配电板(Main Switch Board,简写为MSB )，船舶电网中间的分配电板(Section Switch Board，简写为SSB)；属于应急电力系统的应急配电板(Emergency Switch Board,简写为ESB)，蓄电池充放电板(Charging and Discharging Panel，简写为CDP )。
分配电板又可分为动力配电板和照明配电板。
船舶用电设备即负载，分为四类：(1)船舶各种机械的电力拖动，包括甲板机械(舵机、锚机、绞缆机、起货机等)、舱室机械(各类油泵、水泵、空压机、通风机、空调设备等)、电力推进和工作船舶用的生产机械.(2)船舶照明设备，包括工作场所、生活舱室的各种照明灯具和航行、信号灯具等。
(3)船舶通讯和导航设备(4)舰船上生活所需的其它用电设备，如电热器、冰箱、电视机等。
总之，船舶电站是船舶电力系统的核心，它在船舶整体设计中占有很重要的位置，特别是在现代自动化船舶上万显得尤为突出。
二、船舶电力系统特点和陆上电力系统一样，船舶电力系统由发电设备、变配电装置、输电网络、用电设备等，按一定的联接方式组成。
但由于负荷特点和具体工作条件不同，船舶电力系统和路上电力系统相身比，有明显的不同特点。
船舶电力
船舶电力§1-1 船舶电力系统概况一、系统的组成及特点（一）船舶电力系统的组成由电源、配电装置、电力网和负载四部分组成。
1．电源将其它能量转换成电能的装置；主要由发电机组和蓄电池组组成。
2．配电装置（1）定义：接受和分配电能，对电源、电力网和负载进行保护、监视、测量和控制的装置。
（2）组成：各种转换和控制开关、互感器、测量仪表、连接母线、保护电器、自动化装置及各种附属设备等。
（3）分类：A．总配电板（一级），动力配电箱、照明配电箱（二级）；B．应急配电板；C．充放电板。
3．船舶电力网船舶输电电缆和电线的总称；由动力、照明、应急、低压和弱电等电网组成。
4. 负载将电能转换成其它形式能量的装置；种类。
（二）船舶电力系统的特点1．容量小（多为2～3台小容量柴油发电机），电压、频率易波动（易全船停电）。
2．输电线路短（短路电流大）。
3．环境恶劣：要能在潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境和在规定的船舶倾斜、摇摆、振动和冲击等条件下可靠的工作。
二、系统的基本参数1．电流种类—电制50年代前用直流；现代用交流。
2．额定电压我国限定电压500V（非电力推进船舶）；动力：电源（发电机）400V（美日440V），负载380V；照明：电源（变压器）230V，负载220V。
3．额定频率我国50Hz，美日60Hz。
§1-2 电站容量与发电机组数量一、确定电站容量和选择发电机组数量的基本原则1．船舶的运行工况2．确定电站容量的基本原则电站容量以实际用电量最大的运行工况为基础来确定。
确定船舶电站容量的原则是：应能满足船舶在各种运行工况下的用电量并有适当余量。
3．发电机组容量和数量的选择原则二、电站容量的计算利用有关理论和统计计算选择发电机组容量和发电机组台数时，应考虑机动、寿命和维修等选发电机的基本原则；考虑计算的各运行工况的总功率，还要考虑cosφ=0.8的无功容量。
§1-3 主机轴带发电机装置一、轴带发电机的特点要点：充分利用主机功率储备裕量，实现节能；主机烧重柴油，其发电成本降低；系统控制环节多，管理复杂。
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船舶电站第一章舰船供电系统特征
图1-2 船舶交流主配电板单线图
1.发电机控制屏
发电机控制屏包括发电机主开关(即万能式空气断路器)及其指示操作部分(指示发电机与母线接通状态或断开状态或功能状态的绿、红、黄指示灯和操作按钮等)，发电机的保护(发电机的短路、过载保护、逆功保护，分级卸载、欠压保护等)，发电机的励磁控制与调节、发电机频率乎动调节及测量部分(包括转换开关、仪用互感器和测量仪表）。
2.发电机并车屏
发电机并车屏包括分段母线的隔离开关、手动及白动并车时的检查和测量仪表、转换开关等。
简单的并车屏常与发电机控制屏合二为一。
3.发电机负载屏
发电机负载屏包括控制负载供电的自动开关(即万能式或装式自动开关)及测量、报警装置，可分为动力负载屏和照明负载屏。
4.连接母线
从连接母线(汇流排)的连接上能直接反映出全船的功、配电情况。
公共母线可为一整体，也可分两段，中间用隔离开关连按。
采用分段母线的方式，发电机组可以并联供电，也可单独分区供电。
发电机控制屏(兼并车屏)原理图及一些主配电板典型坏节原理图见本书附录六。
第四节舰船电网
一概述
船舶电缆、导线和配电装置，以一定的联接方式组成的整体称船舶电力网络，简称船舶电网。
发电机所产生的电网输送到船舶各部分的用电设备，因此船舶电网是联接电源和负载之间的桥梁。
对船舶电网的基本要求是生命力强，即要求电网在发生故障或局部破损时，仍能保证对负载的连续供电，并限制故小范围之内；此外，要求经济性好，安装、使用和维护方便、灵活。
二、船舶电网的线制
对直流电的船舶，常用配电方式主要有双线绝缘系统、负极接地双线系统和以船体作为负极回路的单线系统等3种示。
对交流单相的船舶可采用双线绝缘系统或一线接地的双线系统。
（a）直流双线绝缘系统
（b）负极接地的双线系统
（c）以船体作负极回路的单线系统
图1-3 直流配电系统
在单线制中，由于利用船体作为回路的回线而节约了大量电缆。
简化了配电装置，从而降低了建造费用.但易造成，甚至引起火灾，对人身危险性大。
目前仅用于少数小船、渔船上。
对三相交流电的船舶，常用的配电方式有三线绝缘系统(三相三线系统)、中点接地的四线系统(三相四线系统)和利性线回路的三线系统(中点接地的三线系统)。
如图1-4所示。
（a）三线绝缘系统
（b）中点接地的四线系统
（c）中点接地的三线系统
图1-4 交流电的配电系统
三相绝缘系统中，照明系统与动力系统经过变压器相联系，两系统间只有磁的联系而没有电气的直接联系，因而相电力系统既具有较好的电气防火安全性，亦保证人体触及一相时的电气安全性。
但带来两个主要问题：一是随着船舶动化发展，电缆线数、长度及其截面增加，以及防无线电干扰电容的广泛应用。
使船舶电力系统的对地电容大大增加线和船体之间产生了电气联系，存在引起电火灾的电压并有可能危及人员安全，这就使防火及电气安全性大大降低(高电压和中频电源的船舶)。
二是在中点绝缘系统中，在故障状态或合闸瞬间可产生2-5倍过电压的冲击，这是现代用半导体元件的计算机、集中控制台和测量仪表必须注意的问题。
对于中点接地的三相四线系统的特点是，同一电源可供给电力和照明不同的电压，过电压倍数小，维护方便，不需网的绝缘电阻。
但当单相接地时便形成短路。
也有人认为，合理的选择分段保护后，在故障点附近就能切除短路，并方便地查出故障点，这反而成了这种系统的优点。
在中点接地的四线系统中.具有较大中线电流和三次谐波环流。
但的不对称度及两台并联机组的有功和无功负载分配的不均匀有关。
因此要加接直流均压线并把不均匀度限制在10%以系统与中点接地的三根四线系统的比较如表1-2所示。
目前大多数船舶使用三线绝缘系统，随着船舶大型化、自动化，将采用三相四线系统。
中点接地的三相四线系统与三相三线系统的比较
三供电网络和配电网络
供电网络是指主发电机与主配电板之间、应急发电机与应急配电板之问、主配电板之间，以及主配电板与应急配电联接网络。
配电网络是指主配电板及应急配电板到用电设备的网络。
当船上用电设备较多时、全部负载不可能由主配电板直接电能从主配电板经由分配电板或分配电箱再分到负载。
为了分析方便，通常称主配电板与分配电板之间的网络为一次分配电板到各用电负载之间的网络为二次配网络。
供电网络
根据船舶种类的不同、负载的多寡及对船舶电站的不同供电要求，供电网络可分为单主电站供电网络及多主电站供用于民用船舶，后者多用于军用舰艇及大型客船。
电站供电网络：图1-5所示为万吨级货轮单主电站的典型供电网络。
船舶电站总容量1000-1200kw，发电机3-4台。
电缆、自动空气开关与主配电板汇流排(母线)相连接。
发电机可以并联运行，同时向汇流排供电。
这种运行方式不但络，提高了电站备用容量的备用程度，并且可减小由于大的用电负荷的急剧变化(如起动大电动机时)所引起的电网电
图1-5 单主电站供电网络
图1-5中主配电板汇流排采用分段联接方式，它比单汇流排式仅多一个或几个自动开关，但提高了供电的可靠性和作的发电机可以单独运行，也可以并联运行。
当汇流排一段发生故障，可以断开分段开关，保证未发生故障的一段汇供电；当某段馈线发生故障，由于迅速跳开分段开关而切断了另一段汇流排上供给的短路电流，从而相应减少了馈线。
在单主电站供电网络中，正常情况由主发电机供电给主配电板汇流排和应急配电板汇流排;在主发电机故障停止供电机可手动或自动起动投入工作。
并通过联锁装置将主配电板和应急配电板的联络开关断开，这样，既可防止应急发板供电而过载，也可避免当主发电机恢复供电时出现两者同时向应急配电板供电而发生事故。
当船舶停靠码头时，还可将岸电接到船上的岸电箱，利用陆上电网洪电.然后再送到主配电板。
图1-5中自动开关,QA3和QA41 -QA44之间必须有电气联锁。
例如，当QA1，合闸时，其它自动开关都必须断开，以防止两种独立的电的并联运行而造成故障。
2）多主电站供电网络：图1-6所示为一某类型舰艇的多主电站供电网络。
舰上有两个发电站，一组为汽轮机电站(艉为柴油机电站(艏电站)。
每个电站各装有两个发电机组，同一电站发电机可长期并联运行。
为了提高供电可靠性，采艉两电站的主配电板联接起来，非战斗时，全船负载经跨接线的自动开关(联络开关)接通。
这时可一个电站向全舰供，跨接线上的开关断开，两电站独立工作，分区供电。
对重要负载由两个电站供电：当一条供电线路断电时，可以在开关转接到另一电站的供电线路上去，提高了供电的可靠性。
图1-6 多主电站供电网络
2.配电网络
根据供电对象的不同，船舶配电网络可分为以下五种：
第一种，动力电网。
动力电网是指供电给电动机负载和600W以上的电热装置，以及1kW以上的探照灯的电网。
其载的70%左右。
它可由主配电板直接供电、也允许附近各种相同性质的辅机合并成组，由主配电板单独馈电的分配电供电。
第二种，正常照明电网.照明用电网通常联接到主配电板汇流排上的变压器副边，供电给各照明分配电箱，再由各供电给照明灯具。
机舱中的照明须交叉分布，并至少有两个独立供电线路，以保证在一路线路有故障时仍保持有50%明线路应由驾驶室集中控制。
第三种，应急电网。
当正常电网失电时，能自动接通应急电网供电给船上必须工作部分用电设备，如舵机、消防泵机，应急照明、各种信号灯及通讯助航设备。
在正常工作情况下，应急电网可通过联络开关由主配电板供电。
应急电如表1-3所示。
应急电源供电的用电设备
第四种，小应急电网。
小应急电网的电源是24V的蓄电池，它主要供电给公共场所的小应急照明，如主机操作台、、锅炉仪表、应急出入口、艇甲板等处的最低限度照明及助航设备的用电。
要求蓄电池的容量应足够两小时供电。
第五种，弱电电网。
弱电电网是指向全船无线电通讯设备(如收发报机)、各种助航设备(如雷达、测向仪、测深仪备(电话、广播)及信号报警系统供电的网络。
这类用电设备的特点是耗电量不大，但对供电电源的电压、频率、稳压有特殊的要求.因此.船上有时需要配置专门的发电机组或逆变装置向全船弱电设备供电。
配电电网的结线方式分为馈线式(图1-7)，干线式(图1-8)和在这两种洁线方式基础上形成的混合式的结线方式等大较重要的负载和分配电板采用馈线式，较次要或功率较小的负载采用干线式。
有两个电站时，常用环路干线式供电所示，两边供电保证负载得到较为可靠供电.但对电气装置不易集中控制。
电型式的不同特点和适用范围，如表1-4所示。
几种配电型式的比较。