第七章 船舶电站自动化基础知识
船舶电站及自动化 讲稿
船舶电站及自动化讲稿船舶电站及自动化讲稿1、引言船舶电站及自动化是船舶工程中极为重要的一部分，它涉及到船舶的电力供应、能源管理以及船舶各个系统的自动化控制。
本讲稿将详细介绍船舶电站及自动化的基本概念、组成结构、工作原理以及相关的法律法规等内容。
2、船舶电站基本概念船舶电站是指为船舶提供电力供应的系统，包括发电机、电力配电装置、电池组、开关设备等。
船舶电站的主要任务是为船舶提供稳定、可靠的电力供应，并确保各个电气设备正常运行。
2.1 发电机组发电机组是船舶电站的核心设备，主要由发电机、传动系统和控制装置组成。
根据船舶的需求，发电机组可以选择柴油发电机、燃气发电机或者是涡轮发电机等。
2.2 电力配电装置电力配电装置用于将发电机产生的电能进行分配和传输，保证各个系统和设备得到合适的电力供应。
电力配电装置包括主配电柜、次配电柜、船舶充电装置等。
2.3 电池组电池组作为船舶电站的备用电源系统，用于在紧急情况下供应电力。
电池组可以为船舶提供短时间的应急电力，例如在发电机组故障时或者发生停电时。
2.4 开关设备开关设备用于控制和保护电气系统，包括断路器、接触器、隔离开关等。
开关设备的选型和布置对于船舶电站的安全和可靠性至关重要。
3、船舶自动化系统船舶自动化系统是指通过自动化技术对船舶各个系统的运行状态进行监测、控制和调节，从而实现船舶运行的自动化。
常见的船舶自动化系统包括动力系统自动化、导航系统自动化、船舶载货系统自动化等。
3.1 动力系统自动化动力系统自动化主要包括发电机组的自动控制、电力配电系统的自动化、蓄电池的自动监测和控制等。
通过动力系统自动化，船员可以实时监测电气设备的运行状态，提高船舶电力供应的稳定性和可靠性。
3.2 导航系统自动化导航系统自动化是指通过自动化技术对航行状态、船舶位置以及周围环境进行监测和控制，确保船舶的安全航行。
常见的导航系统自动化包括自动舵、自动引导、自动航行控制等。
3.3 船舶载货系统自动化船舶载货系统自动化是指通过自动化技术对货物的装卸、存储、运输和管理等过程进行自动化控制和调度。
船舶电站及自动化-讲稿
第一节 船舶电力系统基本知识
• 二、船舶电力系统的特点及对其基本要求
1. 船舶电站容量较小 对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求 对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求
2. 船舶电网输电线路短 可省掉一套对电网的过载、短路保护装置
3. 船舶电气设备工作环境恶劣 需满足船用条件
第四节 逆功率继电器
6）同一类负荷有n台机组时，所需电网供给有功功率P6 P6 ＝P5·n
7）同组用电设备所需电网供给有功功率P0 P0 = P6·K0 = nK1K2K0P1 /η
8）无功功率Q0的计算 Q0 ＝P0 tanφ
φ——电动机的实际功率因数角
9）各组设备间总同时工作系数K0Ⅰ、K0Ⅱ
对第Ⅰ类负荷，考虑到各辅机和用电设备最大负荷的不同时性，同 时系数K0Ⅰ通常可选0.8～0.9
AH型框架式自动空气断路器电动机合闸型
自由脱扣机构、合闸操作机构原理图
FU
KA
6
～US
V10 R42
R43
C10
FU KAS
7
⑸. 合闸操作电路 1）电磁铁合闸操作电路
SB1
QF1
9
10
KA
KA
2）电动机合闸操作电路
KA
KA
KA
KA
⑹. 锁扣装置
V11～14
YA
图1-21 DW95电磁铁合闸操作电路原理图 SB1：合闸按钮；YA：电磁铁线圈；QF1：空气开关副 触头；KA：辅助继电器
tanφB ＝ QΣ / PΣ
φB ＝ tan –1QΣ/ PΣ
13）第Ⅲ类负荷计算时可不计，但应注意高峰负荷时可能该状态下短时 需要的最大负荷
船舶电站自动化(二)
船舶电站自动化（二）引言：本文是关于船舶电站自动化的第二部分，旨在深入探讨船舶电站自动化的相关概念、原理和应用。
船舶电站自动化是船舶电力系统中的核心技术，能够提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性。
本文将从以下五个大点展开论述。
1. 船舶电站自动化的基本原理1.1 电站自动化系统的概述1.2 电站自动化的基本要素1.3 电站自动化的工作原理1.4 船舶电站自动化的特点1.5 自动化控制与传统控制的比较2. 船舶电站自动化系统的组成与结构2.1 船舶电站自动化系统的整体结构2.2 主控制室及监控系统2.3 配电系统2.4 发电系统2.5 辅助系统3. 船舶电站自动化系统的工作过程3.1 输入输出信号的采集和处理3.2 逻辑与控制3.3 过程监视与报警3.4 执行控制3.5 数据记录与分析4. 船舶电站自动化系统的应用4.1 船舶电站自动化的优势与应用场景4.2 船舶电站自动化在船舶电力系统中的作用4.3 船舶电站自动化对船舶性能的影响4.4 船舶电站自动化的未来发展趋势4.5 船舶电站自动化的案例分析与经验总结5. 船舶电站自动化的挑战与解决方法5.1 船舶电站自动化面临的挑战5.2 提高系统可靠性与安全性的解决方法5.3 优化系统性能的解决方法5.4 降低系统成本的解决方法5.5 制定合理的维护与管理策略总结：船舶电站自动化是船舶电力系统中的重要组成部分，具有提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性的优势。
本文从船舶电站自动化的基本原理、系统组成与结构、工作过程、应用和面临的挑战与解决方法等五个大点进行了详细的论述。
随着船舶电力系统的发展和技术的进步，船舶电站自动化将在未来得到更加广泛的应用，并为船舶行业带来更大的效益。
船舶电站运行自动化
船舶电站运行自动化随着科技的不断进步和船舶电力系统的日益复杂化，船舶电站的运行自动化成为了提高船舶运行效率、安全性和稳定性的重要手段。
本文将探讨船舶电站运行自动化的现状、发展趋势和优势。
一、船舶电站运行自动化的现状当前，船舶电站的自动化程度正在逐步提高，这主要得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展。
在许多现代船舶中，电力系统的运行已经可以实现自动化，这包括发电、配电、输电等环节。
在发电环节，自动化系统可以实时监控发电机组的运行状态，根据需要自动调整发电机的出力，以保持电力系统的稳定。
在配电和输电环节，自动化系统可以实现对电能的有效分配和管理，保证船舶电力系统的稳定性和安全性。
二、船舶电站运行自动化的优势船舶电站运行自动化的优势主要体现在以下几个方面：1、提高效率：自动化系统可以实现对发电机的自动控制，使发电机在最佳状态下运行，从而提高电力系统的整体效率。
2、降低成本：自动化系统可以减少人工操作和维护的成本，提高船舶电力系统的可靠性和稳定性，降低故障率，从而降低运营成本。
3、提高安全性：自动化系统可以实时监控电力系统的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高电力系统的安全性。
4、优化资源配置：自动化系统可以实现电力的智能化分配和管理，使电力资源得到更合理的利用，从而提高船舶的整体运营效率。
三、船舶电站运行自动化的未来发展趋势随着科技的不断进步，船舶电站运行自动化的发展趋势主要体现在以下几个方面：1、高度集成化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重整体设计和系统集成，实现各子系统的无缝衔接和协同工作，从而提高电力系统的整体效率和稳定性。
2、智能化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重智能化技术的应用，如人工智能、大数据分析等，实现对电力系统的实时预测和智能控制，进一步提高电力系统的可靠性和安全性。
3、绿色环保：未来的船舶电站自动化系统将更加注重环保和节能，采用更高效的发电机组和环保技术，实现电力系统的绿色运行。
知识点1船舶自动化电站的基本功能及船舶发电机组的自动起动与概要
船舶自动化电站的基本功能及船舶发电机组的自动起动与停机【背景知识】（background knowledge ）船舶电站自动控制系统的主要任务是保证船舶电站供电的安全可靠和改善劳动条件，提高电站运行的经济性；在具有要求多台机组并联供电的电站中，实现电站的自动化，必须将各个自动功能单元（模块）有机地联系，组成一个总体控制系统。
这个系统能收集来自各台柴油发电机组、断路器、汇流排以及各主要负载的必要信息及参数，并加以分析、判断，在一定的条件下，自动地采取符合逻辑的措施，处理电站运行中可能出现．的各种情况，确保电力系统安全可靠、经济地运行。
系统控制功能框图如图8-2-1所示。
一、船舶自动化电站的基本功能1.发电机组操作方式的选择自动电站中每一台发电机组应有三种可供选择的操作方式：“机旁”、“遥控”、“自动”。
并且按次序前者应优先于后者。
仅当某机组确定为“自动”方式时，它才纳入总体控制系统的范围。
在机组发生故障的情况下，应能自行“退出自动”（即所谓“阻塞”），非经管理人员排除故障并自动控制“复位”，不得自行恢复“自动”功能。
2.发电机组的自动起动当柴油发电机组处于停机状态时，如有令发电机起动的信号时，该机就能实现自动起动。
3.自动准同步并车当装置接到合闸指令后，就自动进入并车程序，通过升速（或减速）控制使待并机组频率高于电网频率在0.1～0.5 Hz 范围内，再进行发电机与电网相位差检测，当相位差角 <+10°时，发出超前时间为0～1 s 的合闸信号，使待并发电机投入电网运行。
4.自动恒频及有功功率自动分配当两台机组并联运行时启动调频调载装置与原动机调速器配合工作，使电网频率维持恒定，偏差不大于±0.25 Hz ，并使两台机组承担的有功功率按机组容量成比例分配。
5.自动恒压及无功功率自动分配无论单机还是并联运行，励磁自动调节装置总能保持电网电压维持恒定，误差不大于±2. 5% U N 。
船舶电站自动化课件
(1)一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置
PS (可选)
CPU
IM
SM: SM: SM: DI DO AI
用用于于电发压电、机频电率流测、量功和率合测闸量时机检测 经电流互经感电器压接互入感。器过接流入和。过
载及逆功率保护等。 输出端
16.2.4 OP 7型液晶显示操作单元和PLC单元
PROCESS FIELD BUS
PC
S7-315-2DP
PROFIBUS-DP
OP
现场设备
1）OP 7型液晶显示操作单元
SM: AO
FM: - 计数
- 定位
CP: - 点-到-点
- PROFIBUS
- 闭环控制 - 工业以太网
一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置，包括： 带MPI通讯口的CPU模块 Profibus 通讯口模块 用于发电机控制的开关量输入/输出模块 对柴油机进行控制的开关量输入/输出模块
1、负责对本台柴油发电机组(或轴周带发 电机的控制系统)的起动、停车逻辑。
2、各台发电机的PLC一起协同工作，负责对 电网断电、欠频的监视，发电机过负荷的保 护，负责整个系统电能管理信息的处理。
根据负载状况或故障(过电流、过负荷)状 况，自动起动备用发电机组或实施停车顺序 的逻辑控制，向各台发电机的GENOP71发 出并车指令和调频指令，管理并联运行中发 动机功率的自动分配和电网频率的自动调整， 以及大负荷起动时的自动问讯控制等。
功能：
船舶电站自动化
(2)一台GENOP 71型发电机保护/并车单元
16.2.1 电力自动管理系统的结构类型
船舶电站自动控制装置的控制任务分为
对每台发电机组的起动、停机、自动并车进 行控制，以及发生机电故障时对本台机组的处理 等功能。（单机管理）
在整个电站系统并联运行时，进行功率管理 、也包括发生机电故障时对系统中其它机组发出 控制要求（例如备用机组的自动起动或阻塞）及 信息通讯等的管理控制。（整体管理）
7. 大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具 有自动逐步转移负载功能，在起动发电机 组时，可设置多次起动尝试
8. PMA 71还具有和WGA 23d型轴带发电机控 制装置相连，控制轴带发电机起动、停车 以及和柴油发电机组并车切换等功能 。
两台发电机 并联运行时 的PMA 71系 统布置
⑤G①⑦②⑥ED显NDDIO发/I示OCD柴④/POD电O连/P操油D7OL通开7机1接C开M机1作信关控液变发关控模-板量光制模晶换量制电块模)纤块模)器机块块( ( 保护和并车模块
近年来，安装在远洋船舶的大部分电力自动都 是基于微机或PLC控制技术实现的。 SIEMENS 公司基于PLC为核心的电力自动管理系统有 SIMOS PMA 52、 SIMOS PMA 53和SIMOS PMA 71 。 SIMOS PMA 52中PLC控制器是SIEMENS S5-115U SIMOS PMA 53中PLC控制器是SIEMENS S5-95U SIMOS PMA 71中PLC控制器是SIEMENS S7-315-2DP
图中画出了管理两台发电机并联运行时的 PMA 71系统布置 每一台柴油发电机组配置有：
(1)一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置 (2)一台GENOP 71型发电机保护/并车单元和测
船舶电站及自动化
船舶电站及自动化一、 电力系统的组成1. 船舶电力系统主要是由电源、配电系统、配电装置、电网与负载四部分组成，其单线图如图1-1所示。
MCCB 1MCCB 2 ACB 1MCCB 3 G 1MSBM 1 M 1MCCB 4MCCB 5MCCB 6 ACB 2G 2ACB 3G 3ISW 1ISW 2MCCB 10380V/220V ISBIDSB DSB MCCB 7 DSBMCCB 8MCCB 9 M 3M 4 RSB EDSBMCCB E ACB E EG 380V/220V ESB EISB ET r T r图 1-1 船舶电力系统简图G 1、2、3-主发电机；EG-应急发电机；ACB-发电机主开关；ACB E -应急发电机主开关；MSB-主配电板；ESB-应急配电板；MCCB 1-10-配电开关；DSB-分配电板；RSB-无线电分配电板；MCCB E -应急配电开关；MCCB 1-2-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；T r -照明变压器；ET r -应急照明变压器。
电源：船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。
配电装置：配电装置是电源和负荷进行分配、监控、测量、保护、转换、控制的装置。
配电装置主要可分为主配电板、应急配电板、分配电板（动力、照明）、充放电板等。
电网：电网是全船电缆电线的总称。
船舶电网根据其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、弱电电网等。
二、电力系统的特点及对其基本要求1.船舶电站容量较小陆上电网容量一般在几百万~几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦；一般远洋船舶主电站大多装三台发电机组，发电机容量为400~800KW。
船用发电机调压器、原动机调速器的动态特性与陆上发电机组相比具有较高的指标要求。
有强行励磁能力，发电机组应能承受较大的过载能力。
另外，由于船舶工矿变动也较频繁，因此对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求。
船舶电站复习资料
船舶电站复习资料（一）、名词解释：1、剩磁：磁体经磁化至饱和，撤去外磁场在原外磁场方向上仍能保持一定的磁场强度。
2、母线（汇流排）：指配电盘中用铜质裸条排制成的用于连接发电机电源引出线和各种电网的联络铜排。
3、并车：把船舶电动机投入并联运行的操作过程称为并车。
4、相复励线路：既能反映电流的大小，又能反映电流的相位的线路。
5、发电站：将一次能源转化为电能的设备；分类：火力发电站、水力发电站、核能发电站。
6、变电所：功能是接受电能、变换电能（电压）和分配电能。
（升压变电所和降压变电所）7、配电所：用于接受电能和分配电能的场所称为配电所。
8、换流站：交流电与直流电相互转换的场所。
9、电能用户：又称电力负荷，所有消耗电能的用电设备和用电单位。
10、用电设备的分类：动力用电设备、电热用电设备、实验用电设备、照明用电设备。
11、船舶电站：船舶电站是将非电形态的能量转化为综合的电能并向船舶电网供电的设备的总称。
12、船舶电站的分类：⑴按电流的种类分：直流电站和交流电站。
⑵按原动机类型分：柴油机、蒸汽机、汽轮机、燃气轮机四种。
⑶按功用的不同分：主电站、应急电站、临时应急电站。
⑷按自动化程度分：手动电站、半自动化电站、全自动化电站。
14、船舶电力系统的组成：电源、配电装置、电网、店里负载四部分组成。
15、电源：是将其他形式的能源转变为电能的装置。
主要由主发电机组、应急发电机组蓄电池组等组成。
发电机组：原动机、发电机；蓄电池组：与某个电池并联运行。
16、柴油机的有点（作为原动机）：效率高、启动快、机动性好。
其他发电机：轴带发电机（在正常航行中利用了主机的剩余功率）、废气涡轮发电机、核能发电机（多用于军舰和破冰船）。
17、配电装置：对船舶电源产生的电能进行控制、保护、监测、分配的装置。
18、配电装置的分类：主配电板、应急配电板、区域配电板（>16A）、分配电板（<16A）、蓄电池充放电极、岸电箱等。
19、船舶电网：是全船供电线缆和电线的总称；作用：将电源和各种负载连接起来。
船舶电站及自动化
船舶电站及自动化船舶电站及自动化1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围2. 船舶电站概述2.1 定义与功能说明- 船舶电站是指供应、分配和控制整个船上各种用电设备所需能量的系统。
- 主要功能包括发电、储能、变压器转换以及负载管理等。
3. 设计原则与标准规范3.1 国际海事组织（IMO）相关法规要求- SOLAS公约：国际人命安全条例，对于火灾预防和消防装置有详尽描述。
- MARPOL公约：关注环境保护问题，在设计中需要考虑废水处理等方面。
3..2 IEC标准：- IEC60092系列: 关于低压主开关柜(LVMD) 和高度集成型驱动技术(HIDT)- IEC60533 : 对辐射干扰进行了限定4.重点子系统介绍a) 发动机房内部结构布局图；b) 高/低速柴油发生机选择依据；c）燃气轮机特性和选择依据；d）发电机组特性及其选型原则；e) 低压开关柜设计与布置图。
f) 高度集成驱动技术(HIDT)g) 船舶自动化系统的功能模块h）燃油供应系统5. 安全措施a) 火灾预防与消防设备安装位置示意图；b）紧急停车按钮设置要求。
6.维护保养计划- 核心设备检查周期表格（如：主发电机、变频器等）7. 监测仪表说明a). 发生机参数监视指标b). 柴油轮机运行数据记录8.附件- 设计草稿文件9.法律名词及注释：SOLAS公约: 国际人命安全条例，是国际海事组织(IMO, International Maritime Organization )制定并推广执行的一项重要规范。
该公约包括了对于火灾预防和消防装置有详尽描述。
10. 结束语本文档涵盖了船舶电站及自动化方面的各个章节内容，并提供相关法律名词解释以帮助读者更好地理解。
请参考所述信息进行相应操作或决策。
如有任何疑问，请随时与我们联系。
船舶电站自动化
船舶电站自动化概述船舶电站自动化是指利用电子技术和自动化控制技术对船舶的电力系统进行监测和控制的一种智能化管理方式。
随着科技的不断进步和船舶技术的不断发展，船舶电站自动化已经成为现代船舶必备的重要系统。
本文将介绍船舶电站自动化的定义、作用、组成和优势。
定义船舶电站自动化是指通过自动化技术对船舶电站的各种设备和系统进行监测、控制和管理的过程。
通过对电力系统进行集中管理和自动化控制，可以使船舶的电力系统更加稳定可靠，并提高船舶的安全性和工作效率。
作用船舶电站自动化系统的主要作用有以下几个方面：1.提高电力系统的可靠性：通过实时监测电力设备和系统的状态参数，及时发现故障，并采取自动化控制措施进行处理，从而提高电力系统的可靠性和稳定性。
2.提高船舶的安全性：船舶电站自动化系统可以监测船舶电力系统中的各种参数，并在发生异常情况时自动切换到备用设备或系统，保证船舶的安全运行。
3.提高工作效率：通过自动化控制和智能化管理，可以减少人工操作和维护工作，提高工作效率，并降低了人为操作的错误率。
组成船舶电站自动化系统主要由以下几个组成部分：1.监测系统：监测系统是船舶电站自动化系统的核心部分，它通过各种传感器和仪器对电力设备和电力系统的各种参数进行实时监测，并将监测数据传输给控制系统。
2.控制系统：控制系统用于对船舶电力设备和电力系统进行自动化控制。
它可以根据监测系统提供的数据，自动判断电力系统的运行状态，并根据预设的控制策略进行相应的操作和控制。
3.通信系统：通信系统负责将监测系统和控制系统之间的数据传输，包括传感器与监测系统的数据传输以及控制系统与电力设备的指令传输。
4.软件系统：软件系统是船舶电站自动化系统的控制中心，负责处理和分析监测数据，并制定相应的控制策略和操作指令。
优势船舶电站自动化系统具有以下几个优势：1.提高生产效率：通过自动化控制和智能化管理，减少了人为操作的时间和错误率，提高了船舶的生产效率和工作效率。
船舶电站自动化
在PMA 71系统的技术手册中列出了使 用OP 7单元对PMA 71系统进行操作的方法 和比较详细的根据故障信息进行故障判断 的方法，操作人员必须掌握。
船舶电站自动化
2）PLC可编程序控制器
PLC作为工控系统的核心和外部传感器、 执行机构一起组成了控制系统。在PMA 71 电力自动管理系统中，PLC单元是系统的 控制核心，直接采集发电机的现场信息， 还接受GENOP71单元或OP7单元传来的测量 值或操作命令，其任务有两方面： 1、负责对本台柴油发电机组(或轴周带发
“DEL”、“ESC”、“ENTER”和光标移动键等， 用于在查询和修改参数时输入信息。
船舶电站自动化
另一类是在PMA71系统中，专门定义的功能键 “AUTO”（自动模式）、“SEMI”（半自动模 式）、“START”（起动发电机组）、“STOP” （发电机组停车）、“BREAK. ON”（发电机 主开关合闸）、“BREAK. OFF” （发电机主 开关断开）、“DISPLAY”（显示）、 “CONFIRM”（确认）。
船舶电站自动化
功能： PLC采集发电机组的现场信息和接受从GENOP71 型发电机保护/并车单元或OP 7液晶显示操作单元 传递来的信息，负责对本台柴油发电机组（或轴 带发电机的控制系统）的起停逻辑控制
负责电网断电、欠频的监视
发电机过负荷的保护
各台发电机的PLC通过MPI多口通讯总线传递信 息，组成了PMA 71系统的控制核心，实现对整 个电站的自动管理，负责电能管理信息的处理
船舶电站自动化
4、船舶电站的综合保护（包括发电机组机 电故障的自动处理与报警）；
5、运行状态显示及故障监视（包括全船断 电，欠频监视），系统给定参数的监视 与修改。
船舶电站及自动化
船舶电站及自动化船舶电站及自动化1-引言1-1 范围和目的1-2 参考文献2-船舶电力系统2-1 电力基础2-1-1 电流和电压2-1-2 直流和交流电2-1-3 电阻、电感和电容2-2 船舶电力系统的组成2-2-1 主发电机2-2-2 紧急发电机2-2-3 蓄电池组2-2-4 配电系统2-3 船舶电力系统的工作原理2-3-1 电力转换2-3-2 电力配电2-3-3 电力负荷管理2-4 船舶电力系统的安全性 2-4-1 电气安全规范2-4-2 安全设备和防护装置3-船舶自动化系统3-1 自动化基础3-1-1 传感器和执行器3-1-2 控制器和逻辑系统 3-1-3 数据采集和处理3-2 船舶自动化系统的组成 3-2-1 控制系统3-2-2 监测系统3-2-3 通信系统3-3 船舶自动化系统的应用 3-3-1 船舶导航和操纵3-3-2 船舶动力和推进3-3-3 船舶安全和监控3-4 船舶自动化系统的性能要求3-4-1 可靠性和稳定性3-4-2 灵活性和可扩展性3-4-3 通信和数据传输4-附件4-1 电路图纸4-2 设备清单4-3 技术规范5-法律名词及注释5-1 IMO（国际海事组织）5-1-1 国际海事组织是一个专门负责制定和推广国际海事标准的机构。
5-2 SOLAS（国际海上人命安全公约）5-2-1 国际海上人命安全公约是国际海事组织通过的一项规范，旨在确保船舶乘员和乘客的安全。
5-3 IEC（国际电工委员会）5-3-1 国际电工委员会是一个国际标准化组织，负责制定和推广电气和电子技术方面的国际标准。
5-4 IEEE（电气和电子工程师协会）5-4-1 电气和电子工程师协会是一个专业协会，致力于推动电气和电子工程领域的研究和发展。
6-结束本文档涉及附件：附件1：船舶电路图纸附件2：船舶设备清单附件3：船舶技术规范本文所涉及的法律名词及注释：1-IMO（国际海事组织）：国际海事组织是一个专门负责制定和推广国际海事标准的机构。
船舶电站及自动化 讲稿
船舶电站及自动化讲稿船舶电站及自动化讲稿一：船舶电站简介1.1 船舶电站的定义船舶电站是指船舶上负责发电的设备系统，其主要功能是为船舶提供电能，满足船舶各种设备和系统的用电需求。
1.2 船舶电站的组成船舶电站主要由发电机组、主开关板、配电系统和控制系统等组成。
1.3 船舶电站的分类根据船舶用途和规模的不同，船舶电站可以分为主机电站、辅机电站和备用电源电站等。
二：船舶电站的主要设备2.1 发电机组2.1.1 发电机组的作用发电机组是船舶电站的核心设备，通过燃油机、柴油机或燃气轮机驱动发电机产生电能。
2.1.2 发电机组的类型发电机组可以分为交流发电机组和直流发电机组两种类型。
根据船舶的需求和情况选择适合的发电机组。
2.2 主开关板2.2.1 主开关板的作用主开关板是船舶电站的控制中心，用于控制发电机组的运行和功率分配。
2.2.2 主开关板的组成主开关板一般包括主配电柜、主开关、主控开关等组件，通过这些组件实现对发电机组的控制和监测。
2.3 配电系统2.3.1 配电系统的作用配电系统用于将发电机组产生的电能分配到船舶上各种设备和系统中。
2.3.2 配电系统的构成配电系统包括主配电柜、分配电柜、电缆和电缆槽等设备，通过这些设备将电能传输到各个用电设备。
2.4 控制系统2.4.1 控制系统的作用控制系统用于监测和控制船舶电站的运行状态，保证电能的安全稳定供应。
2.4.2 控制系统的组成控制系统包括监控仪表、自动化控制设备和报警系统等，通过这些设备实现对电站运行状态的监测和控制。
三：船舶自动化系统3.1 船舶自动化系统的意义船舶自动化系统能够降低船员的工作强度，提高航行安全性和航行效率，是现代船舶的重要组成部分。
3.2 船舶自动化系统的主要功能船舶自动化系统主要包括船舶动力控制系统、船舶监控系统和船舶导航系统等，通过这些系统实现对船舶各个方面的自动化控制和监测。
3.3 船舶自动化系统的发展趋势随着科技的不断发展，船舶自动化系统将越来越智能化和网络化，提高船舶的自主性和安全性。
船舶电气知识要点
第七章交流变频调速及变频器公式N=(1-s)N 实际转速N1同步转速S 转差率 f 电机供电频率 p 电机极对数三相异步电动机的调速方法：改变转差率（适用于绕线式异步电动机）和改变旋转磁场的同步转速（适用于鼠笼式异步电动机）1改变转差率：电动机定子电源电压2改变旋转磁场的同步转速：定子极对数供电电源频率交流异步电机最主要的调节方式是：变频调速现代的变频器都是由大功率电子器件构成，被称为静止式变频装置，是系统的中心环节变频调速系统由静止式变频装置、交流电动机、控制电路三大部分组成控制任务大多由微处理机承担交流变频调速的三种基本控制方式忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压：U1≈E1=4.44*f1*W1*Kw1*ΦmU1电机每相电压 E1感应电动势 f1频率 W1每相绕组匝数Kw1 匝数系数Φm每极磁通基频（额定频率）以下的变频调速有三种控制方式1恒电动势频率比E1/f1 通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力受到限制。
2恒压频率比 U1/f1（最容易实现，机械特性是平行下移，硬度也较好，满足一般，低速带载能力差，需对定子压降实行补偿）3转子全磁通的感应电动势频率比Er/f1 实现起来比较复杂基频以下，电压和频率成比例变化基频以上，磁通和频率成反比例变化变频调速以下几个特点：1从基频以下调速，为恒转矩调速方式；从基频以上调速，近似恒功率调速方式2调速范围大 3机械特性较硬，静差率小相对稳定性好4 运行时转差率小损耗较小效率高 5频率可连续调节，变频调速为无级调速交直交变频器有：整流器滤波器逆变器（逆变器是核心，里面核心元器件是大功率开关器件，分为两组，轮流控制切换频率，改变输出交流电频率，按直流输入端接入滤波器的不同分为电压源型和电流源型。
按电子开关频率不同分为180度导电型和120度导电型。
）交直交变频器的调压方法有可控硅整流器调压，直流斩波器调压， PWM调压主电路包括：整流电路，中间电路，逆变电路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.过载保护
• 是指发电机输出的功率或电流超过额定值 • 长时间过载运行后果：发电机组过热，绝缘老化，以及原动机使 用寿命缩短和零部件损坏等。 • 发电机本身能承担一定的过载电流：1.1倍额定电流为2h；1.25 倍30min；1.35倍5min.所以过载保护应有适当的延时时间。 • 对无自动分级卸载装置的发动机，过载保护动作电流可整定为发 电机额定电流的125％～135%,延时15～20秒。 • 解决发电机过载两种办法：增机并网和分级卸载保护 • 分级卸载：把用电设备按其重要性分成级别组，分级分时卸载。 一般为一级或两级。在采用二级卸载时，先卸一级（次要负载） 再卸二级。 • 分级卸载的时限应比过载保护延时短，对有分级卸载装置的发动 机，过载保护动作电流为额定电流的150％，延时10～20秒。而 一级卸载可按功率原则整定在100～125％额定功率，或按电流原 则可整定在100～110％额定电流，延时7～12秒卸载。
三、逆功保护
• 发电机变成电动机从电网上吸收有功功率 • 危害：另一台发电机过载，严重时跳闸 。 原动机转速升高，甚至超速，损害原动机。 • 逆功保护装置通过继电器把故障机组从电网上切 除。但在并车操作时可能会出现短暂的逆功现象， 此时不应该跳闸。 • 当柴油机作为原动机时，其逆功保护整定值为15 ％的额定功率，延时1～3秒。
• 一、发电机组调速系统及特性
• 双脉冲调速器接受两个信号：发电机的转速之差和发 电机的有功功率之差。 • 这种调速系统由于功差能参入原动机油门的控制，会 降低调速过程中转速的波动范围，提高调速性能，调 节过程结束能实现转速偏差和有功功率之差均为零。
二、并联运行机组的频率调节和有功功率的分配
• • • • 频率的调节与有功功率的分配与调速器的调速特性有关 调速器的调速特性分为有差特性和无差特性。 单机运行可采用无差调速特性 并机运行时，若两台均为无差，有功功率无法确定，很容易出现一台机 组过载，另一台空载，不稳定；若一台为无差，另一台为有差，有功功 率的变化只能由具有无差调速特性的机组来承担；实际应用并联机组均 为有差调速特性 •调差系数 KD= － ∆f/∆pr ∆P1 = ∆pr ∙KD /KC1 ∆P2 = ∆pr ∙KD /KC2 结论：1）发电机组间有功功率 分配与调差系数KC成反比，KC越 小，功率分配量越大 2）并联运行是稳定的，但频率 是变化的。 若KC1 = KC2 = KC 则 KD= KC /2 ∆P1 = ∆P2 = ∆pr /2
三、发电机间无功功率的自动分配
1.电压调差特性
• 电压调差特性：单台发电机端电压随 无功电流变化的过程 • 发电机间的无功功率的分配取决于发 电机的电压调差特性 • 调差系数：δ＝－△Uo/ △IQ δ =0,无差特性。 δ≠0，有差特性 ，水平 线 δ>0，正调差特性，向下倾斜； δ <0，负调差特性，向上倾斜。
一、过电流保护（短路和过载）
1.短路保护
• 属于发电机运行中的故障状态（产生巨大电流）。 • 它是不同相的导体直接碰在一起，有单相短路、两相短路和三相短 路，90％以上是三相短路（三相四线制）。 • 主要原因是绝缘老化、绝缘被机械损伤及误操作等。 • 发动机外部容易产生短路故障。
•选择性脱扣：为了保证不间断供电， 应使离开短路点最近的自动开关中 的过电流脱扣器动作。 •外部短路保护要求：短路延时保护 的动作电流为3～ 5倍的发电机额定 电流，动作时限整定为0.2 ～0.6秒； 短路瞬时保护动作的电流整定为5～ 10倍发电机额定电流，瞬时动作使 发电机跳闸。
2.电磁相加的相复励
BF为实现复励用的三绕组变压 器：电压绕组W1和电流绕组 W3构成原边绕组，W2为输出 绕组。 QC为起压用的谐振电容 C0 R0为整流电路的阻容保护
励磁系统有两个回路：电压回 路通过移相电抗器Xk、电压绕 组W1来反映发电机电压，以 实现自励，建立发电机空载电 压。电流回路（复励）通过电 流互感器W3来反映负载电流 的变化，并与电压回路共同作 用来反映负载功率因数的变化
第五节 船舶电站的综合保护
• 电站保护装置的基本任务： 当系统发生故障或非常运行 时，快速、准确地把故障从 系统中自动脱开，保证非故 障部分能继续正常运行。 • 船舶电站综合保护包括： 电气故障（发电机）、机 械故障（原动机）和自动控 制装置故障的保护 • 发电机故障保护包括： 短路保护、过载保护、 欠压保护和逆功保护。
指标要求
• 负荷从满载到空载，再从空载到满载，稳态电压变化率 不超过±2.5%,应急发电机±3.5% • 从空载到50％的额定负载（电流），瞬态电压变化率< ±15%，且达到97％额定电压（相差3％）的时间< 1秒
自动电压调节器类型
• 按扰动量（负载电流）进行调节的开环控制系统，习惯 上称相复励系统 • 按电压偏差进行调节的闭环控制系统 • 按电压偏差和负载电流进行调节的复合控制系统，习惯 上称为可控相复励系统
第七章 船舶电站自动化基础知识
船舶电站自动化基本功能
• • • • • • 发电机组能自动起动及自动停车等 发电机组能自动并车 电压及无功功率的自动调节 频率与有功功率的自动调节 重载询问 船舶电站的综合保护
第一节 发电机组的自动起动
一、起动前的准备
• 预热 冷却水管连通 • 预润滑 包括周期性自动预润滑和一次性注入预润滑
LH电流互感器，输出 Ii与负载电流成正比且 同相 Zk移相电抗器，输出 Iu与电网电压成正比， 相位落后90度 Zk为0，不能实现复励， Zk为纯电阻，不能实 现相复励
二、相复励原理
LH电流互感器，输出Ii与负载电流成正比且同相 Zk移相电抗器，输出Iu与电网电压成正比，相位落后90度 Zk为0，不能实现复励， Zk为纯电阻，不能实现相复励
• 自动准同步并车的主要内容
• • • • • 脉动电压（频差电压）的检测 恒定超前角的获得 频差的大小和方向的检测 电压差闭锁环节 自动准同步并车装置的基本构成
第三节 电压与无功功率的自动调节
需要调节的原因
• 船舶电站容量小，发电机与用电设备之间影响大 • 机舱用电设备主要是感性负载，负载↑ 无功电流↑电枢 去磁作用↑ U↓(能导致用电设备过热)
一、复励的基本概念
• 自励（直流发电机）：需要并激绕组BQ（产生磁场） • 复励：加串激绕组CQ，用负载电流变化（扰动量）补，所以，自励分量和 复励分量必须在交流侧相加 • 相复励类型 电流相加，电磁相加，电势相加 1.电流相加的相补偿
二、自动起动与停止指令的形成
• 增机指令的形成 • 减机指令的形成 • 重载询问
三、发电机组自动起动顺序的选择
第三节 同步发电机的自动并车
并车基本要求
• 并车过程中冲击电流不能超过允许值 • 发电机投入电网后能迅速拉入同步
并车操作条件
• 频率条件 频差不超过1％ 0.5Hz • 电压条件 电压差小于10％ • 相位条件 相位差小于15度
3.均压线（两种连接方法）
• 另一种是在交流侧均压线连接，将各个移相电抗器并 接起来，适用于不同容量的发电机并联运行
第四节 频率与有功功率的自动调节
• 频率与转速成正比 f =P∙n/60 • 频率变化的主要原因是系统中有功功率不平衡，即原 动机输出功率与发电机功率不相等 • 对调速器的要求：当突然卸去满负载，或突然加上满 负载的60％稳定后在加上余下的40％，满足：瞬时调 速率不大于10％；稳定调速率不大于5％；稳定时间不 大于7秒。 • 对有功功率分配规定：并联运行的交流发电机，当负 载在总额定功率的20％～100％内变化时，能稳定运行。 各发电机实际承担的有功功率与按发电机总额定功率 分配比例值之差，应不超过发电机额定有功功率的 ±10%（相同额定功率）；最大发电机额定有功功率 ±10% 和最小发电机额定有功功率±20% （不同额定 功率）
• 分级卸载原理框图
由电源、电压检测、电流检测、鉴幅器和延时电路等组成
二、欠压保护
• 电网电压下降原因：持续性短路故障，或自动电压调 整装置失灵 • 危害：发电机电流增大、过热、绝缘损坏。 电动机转矩下降、转速下降，会发热或堵转。 • 欠压保护任务：从电网上自动脱开或并电时合不上闸， 是通过发电机主开关中的欠压脱扣器实现的 • 发电机欠压保护是发电机外部短路的后备保护 • 有延时的欠压保护的整定值为70～80％额定电压，延 时1.5～3秒跳闸，低于70％额定电压瞬时动作跳闸； 无延时时的欠压保护装置，瞬时动作跳闸的整定值为 40～75％的额定电压
2.并联发电机组无功功率分配
• 均为δ =0，无功功率不能稳定分配 • 均为δ <0 ，发电机组不能稳定运行 • 若一台δ <0 ，另一台 δ =0，则总的无 功功率的变化全由δ =0发电机承担 • 实际应用： 每台均δ>0，且各δ尽量相 等
3.均压线（两种连接方法）
一种是在直流侧（励磁绕组）均压线连接，是将转子的激磁绕组并联起来，适 用于相同容量的发电机并联运行（不同容量需串接电位器）