船舶电力系统概述
船舶电站第十章船舶电力系统与配电装置
（二）、船舶电网的分类
主要根据供电电源分类： 1.主电网（包括动力和正常照明网络）；
动力电网：供电给电动机负载的电网，但一般600W以上的电热 装置及大于1KW的探照灯也是由动力网络供电。 照明网络：由主配电板供电给照明变压器——经降压后再返回到
主配电板中照明屏，通过照明屏上配电开关配电给各照明配电箱，最后由照 明分配电箱配电给各路照明灯具。
六、船舶电缆
5 3 1
组成：导电芯线、电气绝缘层、 防护套。
2 6 4 导电芯线：由七根及以上0.26mm ～2.47mm软铜丝绞合而成0.8mm2～400mm2等不同规格。船用电 缆有：单芯、双芯、三芯、多芯等几种 。 电气绝缘层：保证芯线之间、及与外界之间的绝缘。 图 中2～4。 防护套：图中的5，作用是保护电缆不受油水、盐雾、化 学腐蚀和机械损伤 ，有的还具有阻燃性能。 铠装：图中的6，具有机械防护作用和电气屏蔽作用。船 用电缆的铠装主要有：镀锡铜丝编织、镀锌钢丝编织、尼龙 编织及金属软管 —— 四种。
电缆的敷设
敷设时应注意： ①.敷设地点应避免受损或应采取措施； ②.不可敷设在船壳板上； ③.穿过舱、甲板时应不影响其防护性能； ④.远离磁罗经等设备； ⑤.便于检查； ⑥.主、应急、备用馈电线之间应尽可能远离 ； ⑦.防止对无线电设备的干扰。 电缆和电线的区别：电线，是芯线外只有绝缘层； 电缆，则是芯线外除了绝缘层还有防护套及铠装。
4、船舶电网接地故障的查找
3、绝缘监测报警装置p148
由电子电路组成的监测报警系统，可以连续监测船舶电网 对地的绝缘状况，多与配电板式兆欧表合为一体，除显示电 网的绝缘电阻值外，当绝缘电阻低于设定值时，即在配电板 上发出声、光报警，并送至机舱集中报警系统。
船舶电力系统了解船舶电力系统的最新技术和应用案例
船舶电力系统了解船舶电力系统的最新技术和应用案例船舶电力系统：了解船舶电力系统的最新技术和应用案例船舶电力系统是指船舶上用于供电和驱动船舶各项设备的电力系统。
随着技术的不断进步和航行需求的增加，船舶电力系统也在不断更新和创新。
本文将介绍船舶电力系统的最新技术和应用案例，以便更好地了解其发展趋势和未来应用的可能性。
一、船舶电力系统的概述船舶电力系统主要包括发电、配电和用电三个环节。
发电环节通过柴油发电机、涡轮发电机或气体轮机等产生电能，并传输到配电系统。
配电系统将电能分配给各个用电设备，如推进器、船舶测控系统、通信系统、照明设备等。
船舶电力系统的设计要求是稳定可靠、高效节能、安全可控。
二、船舶电力系统的最新技术1. 直流微网技术直流微网技术将可再生能源、能量存储系统和传统发电系统相结合，形成具有自治性和互连性的微网。
船舶作为一个封闭的环境，适合采用直流微网技术，可以提高能源的利用效率，减少二氧化碳排放。
2. 高效配电系统传统的船舶配电系统采用交流电供电方式，存在能量传输损失和线缆过重的问题。
高效配电系统利用电力电子器件，将电能转换为直流电，并通过高压直流输电，降低线损和线缆重量。
3. 智能电网技术智能电网技术可以实现对船舶电力系统的运行状态进行监测和控制，优化能源调度和运行管理。
通过传感器和数据通信技术，实现对船舶各个设备的远程监控和故障诊断。
三、船舶电力系统的应用案例1. 混合动力船舶混合动力船舶将传统船舶动力系统与可再生能源设备相结合，实现节能减排。
以液化天然气（LNG）为主要燃料的混合动力船舶在减少碳排放和空气污染方面具有显著效果。
2. 电动推进系统电动推进系统将电能转换为推进力，比传统的机械推进系统更高效节能。
一些船舶采用电动推进系统，如电动小艇、电动巡航船等，减少了噪音和环境污染。
3. 船舶智能化控制系统船舶智能化控制系统通过传感器和自动控制技术，实现对船舶各个设备的智能控制和优化管理。
船舶电力系统的组成
配电系统通常配备监控和控制装置， 用于监测电网状态、控制电力分配和 调节电压等。
保护装置
配电系统中装有各种保护装置，如断 路器、熔断器、继电器等，用于保护 电路和设备免受过载、短路和接地故 障等损害。
电力负载
01
主要负载
船舶的电力负载主要包括推进系统、导航系统、照明、空调、厨房设备
等，不同类型和规模的船舶具有不同的电力负载特性。
功率与电压
发电机组的功率和电压需根据船舶的电力需求进行选择， 以满足船舶推进、导航、照明、空调等系统的电力供应。
维护与保养
发电机组的维护和保养对于确保船舶电力系统的稳定运行 至关重要，包括定期检查、清洁、润滑和维修等。
配电Байду номын сангаас统
配电方式
监控与控制
船舶配电系统采用集中配电或分散配 电方式，根据船舶的布局和用电需求 进行选择。
电线类型与规格
电线主要用于连接电气设备，其 规格根据电流大小和电压等级进
行选择。
安装与维护
电缆和电线的安装应遵循相关规 范和标准，以确保安全可靠。定 期检查和维护电缆与电线对于预 防电气事故和维护电气设备正常
运行至关重要。
03
船舶电力系统的特点
船舶电力系统的稳定性
船舶电力系统的稳定性是指系统在正常运行过程中，能够保 持电压、频率和波形等电气参数的稳定，以满足船舶设备和 系统的正常运行需求。
子设备。
安装位置
变压器通常安装在船舶的主配电板 或负载中心，以便于管理和维护。
保护与监测
变压器配备有保护装置以防止过载 或短路等情况，同时监控装置用于 监测变压器的运行状态和电压变化。
电缆与电线
电缆类型
船舶上使用的电缆分为乙丙橡胶 电缆、聚氯乙烯电缆、氯丁橡胶 电缆等，不同类型的电缆适用于
船舶电站_船舶电力系统概论
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。
• 分为船舶电站、船舶电网和用电设备。
M11 G1
SSB1
M2 G2
T
MSB
SSB2
船舶电站
• 由原动机、发电机和主配电装置组成。
M11 G1
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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：
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• • • •
动力电网 照明电网 应急电网 弱电电网
SSB1
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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。
船舶电力系统
（三）系统的基本参数 1．电流种类—电制 三相交流电 2．额定电压 动力：电源（发电机）690V，负载480V； 照明：电源（变压器）230V，负载220V。 3．额定频率 60Hz。
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配电板 MSB & ESB
一、主配电板 MSB--main switchboard 由发电机屏、同步屏、负载屏及连接母线（母排） 等组成。 1．发电机控制屏 generator pannel 作用：控制、调节、监视和保护发电机组。关于保 护后面具体讲。 组成：测量仪表[电流表、电压表、频率表]、转换 开关、主开关（含逆功率模块）、指示灯等 2．同步屏 synchronization pannel 主要有同步表、同步指示灯等。用作交流发电机 并车操作。
三、UPS
主要对发电机，VMS,应急灯，CO2消防系统及应急信号灯供电。
四、分电箱 DP
将从主配电屏输送来的电能向不同区域的用电设备进行配电。
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发电机的保护
一、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、快速性 和灵敏性。 1．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 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。
（2）、四线制 此接法是三个CT共用一个公共端，可以直接把 非共用端的两根线互掉，然后加负荷到需要值，差动动作即 可 （六）高低压，高低频保护 1、当发电机出现故障时（一般此故障是AVR调节出现问题)，发 电机的电压频率不能维持在正常水平，造成高压高频或者低 压低频，容易对外部设备造成损坏。 2.此保护一般是通过PMS来实现 当电压频率波动超过正负 5% 时，PMS 会启动 1号备机，然后脱 掉故障机，备机合闸。
船舶船舶电力系统解读船舶电力供应和分配
船舶船舶电力系统解读船舶电力供应和分配船舶电力系统是船舶的核心系统之一，负责为船舶提供稳定可靠的电力供应。
船舶电力系统的设计和分配对船舶的正常运行和安全至关重要。
本文将对船舶电力供应和分配进行详细解读。
一、船舶电力供应船舶电力供应是指为船舶提供电能的过程。
船舶电力供应一般有以下几种方式：1.发电机组供电：发电机组是船舶电力系统的主要组成部分，通过发动机驱动发电机转子，产生交流或直流电能。
发电机组可以使用柴油、液化气或者天然气等燃料，也可以使用太阳能电池板等可再生能源。
2.外部供电：在港口或泊位停靠时，船舶可以通过与岸电连接来获取电力供应。
这种方式可以减少船舶发电机组的运行时间，降低燃油消耗和排放。
同时，外部供电还可以为船舶提供更稳定的电力供应。
3.储能设备供电：船舶电力系统还可以配备储能设备，如蓄电池组或超级电容器。
这些设备可以在发电机组负荷较低或停止运行时存储电能，并在需要时释放出来供给船舶使用，提高能源利用效率和电力系统的可靠性。
二、船舶电力分配船舶电力分配是指将电能从电源端分配到不同的用电设备端的过程。
船舶电力分配系统的设计必须充分考虑船舶的用电需求，并合理规划电力线路和设备。
1.主配电系统：主配电系统是船舶电力系统的核心部分，负责将电能从发电机组输送到各个用电设备。
主配电系统必须具备足够的功率和可靠性，通常采用三相交流电方式。
2.次级配电系统：次级配电系统是船舶电力分配的重要环节，将电能从主配电系统进一步分配给船上的各个用电设备。
次级配电系统可以根据用电设备的特点和功率需求进行划分和布置，实现电能的合理利用和分配。
3.应急电源：船舶电力系统还应配置应急电源，用于在主电源故障或停电时提供备用电力。
应急电源一般采用蓄电池或发电机组等方式，以确保电力系统的连续供电和船舶的安全运行。
总结：船舶电力系统的供应和分配是船舶运行的基础，直接关系到船舶的安全和经济效益。
良好的船舶电力供应和分配系统设计可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保证船舶用电设备的正常运行。
船舶电气系统的组成
智能维护
利用大数据和预测性维护技术，对船舶电气系统进行故障预测和寿命评
估，制定科学合理的维护计划，降低维护成本和停机时间。
绿色环保发展
节能减排
随着全球环保意识的不断提高，船舶电气系统正朝着节能减排的方向发展。通过采用高效 节能的电气设备、优化能源利用等方式，降低船舶的能耗和排放，减少对环境的影响。
船舶辅助电气系统
船舶辅助电气系统是为满足船舶辅助机械和船 员生活需要而设置的电气系统。
01
照明系统为船上提供照明，满足工作和生 活的需要。
03
02
船舶辅助电气系统主要由照明系统、空调系 统、通风系统、排水系统等组成。
04
空调系统调节船上的温度和湿度，提供舒 适的环境。
通风系统为船上提供新鲜空气，排出废气 和异味。
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发电机是船舶电力系统的核心设备，负责将柴油机或燃气 轮机的机械能转换成电能。
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主配电板是船舶电力系统的控制中心，负责分配电能和控 制船舶上的各种设备。
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应急配电板在主配电板失效时接管电力分配，确保船舶的 安全。
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蓄电池为船舶提供备用电源，用于紧急情况下的照明和通 讯。
为了满足设备环境适应性要求，船舶电气系统中的设备通常采用特殊的材料和工艺 制造，以确保其能够在恶劣的环境条件下正常工作。
维护保养的特殊性
船舶电气系统的维护保养需要遵 循特殊的规则和程序，以确保系
统的正常运行和使用寿命。
维护保养过程中需要特别注意电 气安全问题，如防止触电、防止 短路等，以确保维护人员的安全。
05
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排水系统将船上的生活污水和废水排出船 外。
船舶电力系统概述
任务1.2 船舶电力系统的工作环境
• （6） 电气设备的外壳结构要便于装拆和维修。 • （7） 要有防止无线电干扰和电磁干扰的措施。 • （8） 尽可能提高系统工作效率，减少燃料消耗和确保船舶应有的续
航能力。 • 不同类型的船舶对上述各点要求是不尽相同的，应根据具体情况而有
所侧重。某些特殊用途的船舶更有其特殊的要求。
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任务1.1 船舶电力系统的组成和类型
• 3. 交直流混合电力系统 • 图1.4 所示为交直流混合电力系统，主要用于潜艇等特种舰艇。它可
以在蓄电池中储存电能，有较高的供电可靠性。根据船舶主要用电设 备是交流还是直流，又可分为交流供电系统和直流供电系统。 • 4. 交流电力推进联合电力系统 • 电力推进的船舶，如破冰船、工程船等常采用推进和供电联合起来的 电力系统，这样的电力系统具有更大的经济性和机动性。交流电力推 进联合电力系统如图1.5 所示。
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任务1.2 船舶电力系统的工作环境
• 船舶的环境条件往往比陆地要恶劣得多，环境条件对电气设备的运行 性能和工作寿命有很大的影响。
• 船舶电气设备的工作环境归纳有下列几个主要特点： • （1） 航行区域广（特别是远洋船舶），气温变化大，湿度高，空气
中常常有盐雾、油雾及霉菌等腐蚀物，甚至还混合有爆炸性气体。此 外，船舶还因受风浪的作用而产生大幅度的倾斜和摇摆。 • （2） 主机及推进系统运行时会产生振动，如舰艇在战斗过程中会受 到各种强烈的机械冲击和振动。 • （3） 船舶舱室容积小，空间狭窄，周围的船体、隔墙和管路都是导 电体。 • （4） 电气设备之间有较大的电磁干扰。
船舶电力系统
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。
船舶电力系统概述
主讲人 吴志良
整理ppt
船舶电站及其自动装置
绪言
船舶电站：在舰船上将非电形态的能量转换成为符 合要求的电能并向船舶电网供电的设备的总称。
船舶电站的发展史：
四、五十年代前直流电制（调压、并车简单，调速 平滑、广）
四、五十年代后伴随自激恒压发电机的发展，交流， 电制成为主流（维修、保养简单，动力与照明隔离）
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2 配电网络
主（应急）电盘------用电设备之间的网络 1） 分类： 主电网（一次、二次网络）、应急电网、临时应急电
网（蓄电池）、弱电电网 2） 主电网的结线方式
主要有三种结线方式：放射式、环式和树干式。 (1) 放射式：所有馈电线均出自主配电板 优点：便于集中控制 缺点：主配电板出线头多（尺寸也需相应地增 (2) 环式： 优点：每个负载双路供电，可靠性高，生命力强 缺点：维修保养复杂，造价高 因此只有要求高可靠性的军舰和客船才使用此种结线方式。 (3) 树干式： 配电网络像树干似整地理p分pt 布。（应用较广）
1）发电机控制屏
功能：监控发电机组 1屏/机
组成：四部分
A：调节装置
发电机控制屏一般包含有励磁调节AVR及无功分配
装置、发电机自动并车装置、发电机自动调频调载
装置等。
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B： 控制装置 发电机主开关ACB、调速马达开关等
C：检测装置 主要由各种仪表、互感器组成。 D：保护装置
短路、过载、欠压保护、逆功率保护、自动分级卸载
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用电设备按功能分类：
1）动力装置用辅机：主海水冷却泵、淡水冷却泵等， 2）甲板机械：包括锚机、绞盘、舵机、起货机、
舷梯绞车； 3）舱室辅机：包括生活用水泵、消防泵，舱底泵、
船舶电力系统基本知识
一、船舶电力系统的组成船舶电力系统主要是由电源、配电装置、电网与负载四部分组成，其单线图如图1-1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。
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荷端的媒体。
船舶电网根据其所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。
负荷∶船舶负荷大体可分成舱室机械、甲板机械、船舶照明、通导设备及其它用电设施。
380/220V M C C B 10G 3G 1 M 1 M 2G 2 M 3M 4 E G 380/220V M SB E SB D SBD SBE ISB ISBID SB R SB E D SBT rE T r A C B 1 A C B 2 A C B 3 A C B EM C C B 1 M C C B 2M C C B 3M C C B 4 M C C B 5M C C B 6 M C C B 7 M C C B 8M C C B 9ISW 1 ISW 2M C C B E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；A CB E —应急发电机主开关；MSB —主配电板；ESB —应急配电板；MCCB i —配电开关；M i —电动机；DSB —分配电板；RSB —无线电分配电板；MCCB E —应急配电开关；ISW i —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。
船舶电力系统概述
控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。
2. 并车屏
并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。主要由频率表 （电网和待并机）、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关、 合（分）闸按钮、投切顺序选择和转换开关等组成。
3.负载屏
负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保护，通过装 在负载屏上的馈电开关将电能供给船上各用电设备或分配电板。它 包括动力负载屏和照明负载屏。
（3）确定负荷系数，并计算各用电设备的实际使用功率；
（4）计算每一工况下各类负荷的总功率，按其同时系数计算 总负荷。在交流电制中，还需要计算无功功率和平均功 率因数；
（5）考虑5%的网络损耗，得出发电站的功率；
（6）根据上述计算，选择发电机组，并核算各工况下发电机 的负荷百分率，一般来说发电机应有10～20%的储备功 率。
自动地切断故障电路或发出报警信号。
（5）对电路状态、开关状态以及偏离正常的工作状态进行 信号显示。
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一、 主配电板
负载屏
并车屏
发电机控制屏
图12-4 某轮主配电板的板面布置图
1. 发电机控制屏
用来控制、调节、监视和保护发电机组。每台发电机组 均配有单独的控制屏。
其上部分装有测量仪表、转换开关、指示灯、主要电源 开关、原动机的调速开关和按钮等 ；
通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率
（2）机械负荷系数K2
K2
P3 P2
P3: 电机拖动的机械设备的实际使用功率
（3）电动机负荷系数K3
K3
P3 P1
K1 K2
e
（4）电动机以额定功率运行时从电网吸收的功率 P4
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。
船舶电力系统概述
船舶电力系统概述引言船舶电力系统是指船舶内的电力供应和分配系统，它在船舶运行过程中起到至关重要的作用。
船舶电力系统主要由发电机、变压器、电池组、配电系统等组成，它们协同工作，为船舶提供稳定可靠的电力供应。
本文将对船舶电力系统的结构和功能进行概述，并探讨其在船舶运行中的重要性。
结构概述船舶电力系统的主要组成部分包括发电机、变压器、电池组和配电系统。
这些组件分别承担着不同的功能，共同构成了一个完整的电力系统。
下面对这些部分进行简要介绍：1. 发电机发电机是船舶电力系统的核心设备，主要负责产生电能。
船舶上常见的发电机包括柴油发电机、气体涡轮发电机等。
船舶发电机的功率通常根据船舶的用电需求进行选择，同时需要考虑到船舶的尺寸、航行速度等因素，以确保系统正常运行。
变压器是船舶电力系统中起到调整电压的作用。
船舶上常用的变压器包括升压变压器和降压变压器。
升压变压器用于将低压电能转换为高压电能，以满足船舶高压设备的供电需求。
降压变压器则将高压电能转换为低压电能，为低压设备提供电能。
3. 电池组电池组在船舶电力系统中常作为备用电源使用。
在发电机故障或需要额外电能供应的情况下，电池组能够提供短期的稳定电能。
电池组一般由多个电池单元组成，电池单元通过串联或并联的方式构成电池组。
4. 配电系统配电系统用于将发电机产生的电能分配到船舶上的各个设备和系统。
配电系统通常由配电盘、开关设备、保护设备等组成。
通过合理的配电系统设计，船舶上的电能可以被有效、均衡地分配给各个用电设备，确保系统的稳定运行。
功能概述船舶电力系统的功能主要包括供电、调节和保护三个方面。
船舶电力系统通过发电机和电池组为船舶上的各类设备提供稳定可靠的电能供应。
电能供应需要根据船舶上的设备需求进行合理规划，以满足设备的正常运行。
同时，供电系统还需要考虑到发电机功率的控制，避免过载或欠载情况的发生。
2. 调节功能船舶电力系统通过变压器等设备对电压进行调节，以适应船舶上不同设备对电压的需求。
船舶电力系统
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。
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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各种用(和电能的消费者)各种电源(的组合体，是联系电能的生产者．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、船舶电力系统特点变配电装船舶电力系统由发电设备、和陆上电力系统一样，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。
第一，船舶电站和电力系统容量较小，为了保证供电可靠性、经济性，陆上电力系统一般都由十几个甚至数十个不同类型的发电厂联合供电，电力系统容量高达上亿千瓦.我国单机容量，火力发电已达60万千瓦,水力券电已达70万千瓦。
美国等国已生产100万千瓦汽轮发电机组，电力系统输送距离已达上千公里。
由于船舶电站只供给一条舰船负载需要，因此单机容量和系统容量要小得多，一般万吨船装机容量为1000kW左右。
寻前世界上最大的船舶电站容量达到数万千瓦，单机容量已达5000kW，但总的说来，船舶电力系统与陆上电力系统的容量是无法比拟的。
由于船舶电站容量小，单机容量可与某些大的宜台用负荷相比拟、当大的电动机起动时，对电网造成较大冲击，因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高要求，如要求船用发电机调压器动作时间要快，有强行励磁能力。
发电机有较大的承受过载的能力。
此外，由于船舶工况变动频繁，要求船用并车装置简单、可靠。
第二，船舶电气设备比较集中，电网较小。
陆上电力系统由于容量大，输电距离远，为了减少电压和功率损失，必须采用高压输电，这就需要配备有各种电压等级的配电装置和输电线路，以满足输变压的要求，输电线路可采用电缆，但天多数采用架空线路.因为像这样高电压、大容量、远距离的高压输电采用电缆，无论在经500kV．济上还是技术上都是难于实现的。
而一条船充其量200-300m长，整个系统范围不大，船舶电站与用电设备之问距离很短，因此船上主要采用400V电压等级的发配电设备及电缆供配电，在计算线路电压降时，往往可以忽略电缆的电抗。
船舶发电机和船舶电网的保护也比陆地上的简单得多，但由于线路短，电网发生短路时对发电机和系统的影响大。
第三，舰船电气设备工作条件恶劣。
舰船被水包围，自成体系，独立性强一，在航行中倘遇意外，主要依靠自救。
舰船电气设备工作条件比陆地恶劣得多，环境条件对电气设备的运行性能和工作寿命有严重影响，如环境温度较高(在赤道附近，机舱温度高达50度以上)，相对湿度较大(有时高达95%-100%);存在盐雾、霉菌、油雾、凝露，使导电金属受到腐蚀，绝缘材料的性能降低，加速老化，电气设备工作性能受到影响;船舶的摇摆(横摇22.5度)、倾斜(长期横倾15度-22度,纵倾l0度)、振动(由波浪冲击、往复式机器运转、火炮射击等引起)，影响了电气设备工作的可靠性和正确性。
由此可见，船用电气设备必须满足船用条件下，可靠、稳定地工作的要求，如表1-1所示。
表1-1船用条件求要工作条件序号求要工作条件序号1 周围温度 -25°~7 倾斜周期横倾 22.5°+45°15°（应急设相对湿 95%长期横222.5°长期纵 3 10°8 49 56霉选用船舶电气设备需要用符合船用条件的产品，无船用产品时，可考虑采用陆用产品加三防(防湿热、防盐雾、防霉菌)来代替。
三、船舶电力系统的发展概况船舶电力系统的设计通常以舰船总体设想和对各系统的要求为依据，故舰船总体的发展必然会对舰船电力系统提出更高的希望和要随着舰舰吨位的增大、电气化程度的提高和科学技术的发展，舰船电力系统亦有显著的进步和变化。
(1)舰船电力系统的发电功率逐年增大。
解放初，我国只能建造简单的小型钢质船舶。
总吨位不到1万吨。
40多年来，中国造船业不断发展，尤其是改革开放以来，发展十分迅速。
建立了具有一定规模的现代造船工业，并且从完全封闭的国内市场走向世界造船市万吨级15场。
现在除少数几种技术特别复杂的船舶外，中国能建造．(载重吨)以下的各利健输船舶，自70年代迄今，中国造船业共承接出口船订单近500万吨，已出口20个国家和地区。
近十年来，我国已建造一批技术复杂、要求高、难度大的现代船舶，如118000t穿梭油轮 69000t成品油/化学品船、4000辆汽车滚装船、2700箱冷藏集装箱船、冷藏船和LPG船等。
目前，与船舶吨位增加相适应的船舶电力系统发电功率，已达数万千瓦，单机容量5O00kw。
(2)电力系统的设备性能和供电指标有了很大的提高。
现代船舶电力系统的设计以最大限度地维持不间断供电为目标。
由于船电技术的发展，船舶电力设备日趋完善。
工业部门不仅能为舰船提供完整的发电机组系列，性能优良的各种容量自动开关和监视保护设备。
而且船电设备的功能也有显著的提高。
发电机的快速调压调频设备提高了电力系统的静态和动态性能指标，同时也加强了系统承受各种突然负荷的能力。
近年来，在某些舰船上又出现了大功率、高电压的高参数电力系统，电网电压达3-6kV。
虽这种系统仅限于大型船、工程船等特种船舶。
但电力系统高参数在舰船上的应用是技术上的一种突破，它为舰船电力系统的进一步发展提供了空间。
(3)电力系统实现集中控制和自动化。
电力系纷自动化是舰船自动化的一个组成部分。
也是舰船现代化的一个重要标志。
船舶电站自动化有以下优点:第一，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。
使各用电负载处于良好的工提高胎舶电站供电质量，第二，作状态。
第三，改善船员的劳动条件---自动化技术的广泛应用充分发拌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，使船员有更多的时间从事设备的维修工作。
第四，减少船员，提高劳动生产率和船舶运行的经济指标。
此外，自动化可以实现系统的最佳运行方式滚高设备运行的效率、经济性和安全性。
随着船舶容量的不断增加，为了提高电气的可靠性，减小电气设备的尺寸和重量。
50年代普遍开展了船电交流化工作；60年代开始进行电站局部自动化，提出了提高船舶电站的电压和频率并进行试验。
各国采用船舶电站单元自动化装置，如自动并车、自动调频调载、自动卸载和自动起动等。
1964年出现无人机舱。
1970年日本建成第一艘超自动化油轮“星光丸”。
其柴油主机功率为21 000kW。
载重量为138 000t。
全船由一台电子计算机自动控制导航系统、轮机系统和装系统，实现全面的自动控制。
稍后，荷兰建造了“Nedllayol Houtman”号。
它是世界上第一艘应用大规模集成电路和微处理机技术进行报警和监控的集装箱船。
采用图象显示和微处理机控制巡回检测装置系统，系统安装有3套装置;第一套装置是机舱监视系统，对两台主机和有关辅机进行监视。
该系统在集中控制室和船员居住区各有两台大小不同的彩色电视机，从传感器来的模拟和数字信号通过微处理机。
用图象或文字在电. 视机上显示各种工作的正常或事故状态．第二套装置是冷却装置监视系统。
它是和机舱系统相似的一个独立系统。
第三套装置是冷藏集装箱记录和监控系统。
这个系统周期地监测和记录2 450只冷藏集装箱的温度和动力装置的参数。
这种以多台微处理机的分散控制方式显示了极大的优越性：它比一台较大型的电子计算机集中控制的自动化系统体积小，重量轻、可靠性好、成本低，维修使用方便，并避免了系统之间的相互干扰。
航海事业处于国际竞争之中，因此要求有价廉、高效率、可靠性高的船舶.在船舶有关费用中，主要是船员的费用和修理费用，这就不得不谋求船舶设备自动终以精简船员。
自动化电站为船舶减少人员提供了可能与条件。
第二次世界大战后，一万吨级远洋轮有60名船员，到了20世纪50年代，由于自动化程度的提高，船员减少到50名；60年代，由于无人机舱的实现;船员减少到26名；70年代后，自动化程度较高的船仅需14-15名船员。
目前，德国、挪威、日本等国正在研究“未来型”、“2000年型”大型船，每船只配备6-10名船员。
(4)在舰船电力系统中广泛采用各种新技术。
科学技术的发展逐步改变了舰船电力系统的面貌。
近年来，电力系统控制线路的电子化程度有了很大的提高半导体和集成电路普遍代替了电磁、机械、液压等控制部件;出现了电子固态保护装置、电子调速器等性能更优从而电力电子技术促使电能变换设备趋向静止型化，越的新型部件。
．提高了系统运行的性能.减少了电力设备的体积和重量。
电子计算技术的推广应用，出现了用微机控制和管理的电站.对于发挥舰船电站的功能，应付舰船多工况的变化，有很大的促进作用。
设备电子化的结果.推行了便于生产装配和维护保养的标准部件和插件方式，提高了生产效率，缩短了设备维修时间。
第二节舰船电力系统基本参数船舶电力系统的基本参数有电流种类、电压等级和频率标准。
它们决定了船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。
一、电流种类的选择电流有直流和交流两种。
早期船舶多采用直流电力系统。
30年代开始在军用舰船上采用交流电制，以后逐渐推广到各种船舶，50年代形成电制更替高潮。
我国舰船在60-70年代完成了向交流电制过渡。
然而舰船电力系统的电流种类，仍然会受到舰船能源类型或某种条件的限制，例如，采用蓄电池组为能源的常规潜艇，就很难推行交流电制；有较高调速要求的推进电力系统也往往采用直流电制。