第八章船舶电站控制与管理技术
船舶电气设备及系统大连海事大学第章电动机的自动控制基础ppt课件
2021/4/21
课件
第8章 电动机的自动控制基础
§8.1 控制电器的结构原理和功能 §8.2 电动机的基本保护环节 §8.3 控制电路的基本控制环节 §8.4 可编程序控制器及应用
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/4/21
课件
内容简介
本章首先介绍常用的控制电器如 继电器、接触器等，讲述组成电 器控制线路的基本规则；之后， 分析可编程控制器的工作原理。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/4/21
课件
§8.1 控制电器的结构原理和功能
常用低压电器
其 他 电 器
行 程 开 关
钮 如 按、直 动式滚 动 式
微 动 式
刀
开 关 等
熔自
断动
器空
气
快螺管 断
速旋式 路
式塞 器
式 式
开装 敞置
式式
继 电 器 压速温 时 力度度 间 继继继 继 电电电 电 器器器 器 半空直 导气流 体阻电 式尼磁 式式
2021/4/21
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/4/21
课件
2．熔断器的选用
（1）电灯支路：熔体额定电流≥支路上所有电灯的工 作电流之和。
（2）单台直接起动电动机：熔体额定电流＝ （1．5～
2．5）×电动机额定电流
（3）配电变压器低压侧：熔体额定电流＝（1～1．2）
×变压器低压侧额定电流
按主触头控制的电路种类分有：
●交流接触器、直流接触器 、切换电容接触器等 ；
按电磁机构的励磁方式分有：
●直流励磁操作与交流励磁操作两种 。
船舶电气 电子教材
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。
船舶电气设备及系统课件第八章教学教材
教学内容
船舶电气设备概述
介绍船舶电气设备的定义、分类、功 能及在船舶运行中的重要性。
船舶电力系统的组成
详细阐述船舶电力系统的构成，包括 电源、配电装置、电力负载等部分， 以及各部分之间的相互作用。
船舶电气设备的运行与维护
分析船舶电气设备在运行过程中的常 见问题及解决方法，介绍设备维护的 程序和注意事项。
可分为低压电气设备和高压电气设备。
可分为船用电气设备和海洋工程电气 设备。
按功能分类
可分为动力设备、照明设备、通讯导 航设备、自动化设备、安全设备等。
船舶电气设备的作用和重要性
作用
实现船舶的航行、作业、通信、导航、 生活等功能，保障船舶的安全和正常运 行。
VS
重要性
电气设备是船舶的重要组成部分，其性能 和质量直接影响船舶的安全性和经济性。 随着船舶向大型化、自动化和智能化方向 发展，电气设备的作用和重要性越来越突 出。因此，对船舶电气设备的选型、安装 、调试、维护和管理等方面都有严格的要 求和标准。
电源系统
包括主电源、应急电源 和备用电源，为全船提
供电能。
配电系统
通过开关设备和保护设 备将电能分配到各用电
设备。
负载系统
包括各种电动机、照明设 备、通讯导航设备等，消 耗电能实现各种功能。
控制系统
对电气设备进行远程控 制、监测和保护，确保 电气设备的安全运行。
船舶电气设备分类
按电压等级分类
按使用场所分类
02
船舶电气系统基本原理
船舶电力系统的组成
电源
船舶电力系统的电源主要包括主 发电机组和应急发电机组，主发 电机组提供正常运行所需的电能， 应急发电机组在主电源失效时提
08第八章船舶电站的管理与维护
207 第八章船舶电站的管理与维护学习目标知识目标1 能简单叙述船舶电站系统的日常维护要求2 能简单叙述船舶发电机的维护和保养要求3 能正确理解和掌握船舶电站及配电装置的常见故障和处理方法4 能正确理解和掌握船舶电站的调试方法。
能力目标1 会进行船舶电站的日常管理、监视、维护和保养2 会进行船舶电站系统的简单故障处理、调试和检修维护。
3 能对船舶电站进行各种调试和试验。
第一节概述船舶电站是船舶电气设备的心脏。
它为全船提供电能担当配电任务。
它运行的好坏直接关系到船舶安全与运行。
因此船舶电站在船上的地位十分重要。
管好电站保证电站的各种设施均能正常工作使它们处于最佳技术状态这是电气管理人员全部管理活动的重要组成部分。
为保证电站供电可靠电网稳定运行经济使用安全对电站提出如下要求1发电机台数与容量必须满足各种工况下对电站容量的要求而且要使每台机组功率得到充分利用。
2主发电机组必须有备用机组以便交替使用、维护和检修还需备有应急电源。
自动化船应做到应急机组能自动起动自动投入电网工作。
3发电机组应配置相应的调压及调速装置使电网电压、频率稳定在一定范围内。
4应具有各种保护环节以便及时切除各种故障保护发电机组使整个电网能持续稳定运行。
5配备检测仪表和信号指示装置以便及时反映发电机运行与电网供电情况。
船舶电力系统的特殊性1船舶电气设备的工作条件复杂环境恶劣。
海上航行存在着高温、潮湿、盐雾、霉菌、振动、倾斜、气候变化大等不良因素影响船舶电气设备的寿命及动作可靠性因此要求船舶电气设备应进行三防处理防潮、防霉、防盐雾并具抗振、抗倾斜的性能以保证电站运行的可靠性。
2船上发电设备与用电设备之间的距离短相互影响大。
当电网某一点发生短路特别是功率较大设备就可能直接影响电站运行。
因此各级船舶电网均应设置短路保护环节并具有选择性以保证供电连续性。
3船舶电站容量相对较小。
例如一般万吨级货轮电站总容量为1200kW 左右正常运行约300600kW而某些大容量的电动机功率可达6070kW与电站容量之比可达15—10。
船舶电站大连海事大学版lesson
使用万用表、兆欧表等测量 工具，对电气设备的电压、 电流、绝缘电阻等进行测量， 进一步确定故障原因。
在怀疑某个部件出现故障时， 可以使用替换法将疑似故障 部件更换为正常部件，观察 故障是否消除。
对于复杂的电气系统，可以 采用分段排查法，逐步缩小 故障范围，最终确定故障点。
故障处理措施与注意事项
处理措施
保养润滑系统
更换润滑油，清洗润滑系统中的油泥和金属 屑，确保润滑良好。缆的绝缘情况， 及时发现并处理潜在的安全隐患。
04 船舶电站的故障诊断与处 理
常见故障及原因分析
发电机电压异常
可能由于励磁系统故障、原动机调速 器失灵或负载严重不平衡等原因导致。
发电机频率异常
船舶电站的发展趋势
高效节能
绿色环保
采用高效节能的发电机组和配电装置，提 高船舶电站的整体效率。
采用低排放、低噪音的环保型发电机组和 配电装置，降低船舶电站对环境的污染。
智能化管理
新能源应用
采用先进的自动化技术和智能化管理系统 ，实现船舶电站的远程监控和自动化管理 ，提高船舶电站的安全性和可靠性。
积极探索新能源在船舶电站中的应用，如太 阳能、风能等可再生能源，降低船舶电站的 运营成本。
06 船舶电站的安全与环保要 求
船舶电站的安全标准与规范
国际海事组织（IMO）相关安全标准
包括船舶设备安全、防火、防爆等方面的规定。
国家及地方政府颁布的安全法规
涉及船舶电站设计、建造、运营等各环节的安全要求。
船级社规范
针对不同船型和用途的船舶电站，制定相应的安全标准和检验要求。
行业标准及企业规范
检查电缆和接线
确保电缆无破损，接线牢固可靠。
检查燃油、润滑油、冷却液
船舶电力系统的集成化管理与控制
船舶电力系统的集成化管理与控制在现代船舶的运行中，电力系统的重要性不言而喻。
它如同船舶的“动力心脏”，为各种设备和系统提供稳定可靠的能源支持。
随着船舶技术的不断发展，船舶电力系统变得越来越复杂，对于其管理和控制也提出了更高的要求。
集成化管理与控制作为一种先进的理念和技术手段，正逐渐成为船舶电力系统领域的关键。
船舶电力系统主要由发电装置、配电装置、输电线路和用电设备等部分组成。
发电装置通常包括主发电机、应急发电机等，负责产生电能；配电装置用于分配电能，如配电柜、配电箱等；输电线路将电能输送到各个用电设备；而用电设备则涵盖了船舶的推进系统、通信导航系统、照明系统、空调系统等众多关键设备。
传统的船舶电力系统管理与控制方式存在着诸多局限性。
首先，各个子系统之间相对独立，信息交互不够及时和充分，导致整体效率低下。
例如，当某个用电设备出现故障导致电能需求突然变化时，发电装置可能无法迅速做出响应，从而影响整个电力系统的稳定性。
其次，由于缺乏统一的管理平台，系统的维护和故障诊断变得困难，需要耗费大量的人力和时间。
而且，传统方式在能源利用效率方面也存在不足，无法实现最优的能源分配和管理。
集成化管理与控制的出现为解决这些问题提供了有效的途径。
它将船舶电力系统中的各个部分视为一个整体，通过先进的信息技术和控制策略实现系统的高效运行。
在集成化管理中，首先建立了一个统一的监控平台，能够实时获取电力系统中各个设备的运行状态、参数和故障信息。
这使得操作人员可以对整个系统有一个全面、直观的了解，及时发现并处理潜在问题。
同时，集成化管理实现了各个子系统之间的信息共享和协同工作。
例如，当船舶的推进系统需要增加功率时，电力系统能够自动调整发电装置的输出，确保电能的稳定供应。
而且，通过对历史数据的分析和预测，集成化管理可以提前制定维护计划，减少突发故障的发生，提高系统的可靠性。
在控制方面，集成化采用了先进的智能控制算法。
例如，模糊控制、神经网络控制等技术可以根据系统的实时状态和变化趋势，自动调整控制参数，实现更加精确和快速的控制响应。
船舶电力系统的智能化控制与管理
船舶电力系统的智能化控制与管理在当今的航运领域，船舶电力系统的智能化控制与管理正逐渐成为提升船舶运行效率、可靠性和安全性的关键因素。
随着科技的不断进步，智能化技术的应用为船舶电力系统带来了前所未有的变革。
船舶电力系统犹如船舶的“心脏”，为船舶的各种设备和系统提供稳定可靠的电力供应。
它不仅要满足船舶在航行、装卸货物、停泊等不同工况下的电力需求，还要应对复杂多变的海洋环境和各种突发情况。
传统的船舶电力系统控制与管理方式在一定程度上已经难以满足现代船舶对高效、节能、环保和智能化的要求。
智能化控制技术在船舶电力系统中的应用，首先体现在对发电设备的精准控制上。
通过传感器和监测设备实时采集发电机组的运行参数，如转速、功率、电压、电流等，并将这些数据传输给智能控制系统。
系统利用先进的算法和模型对数据进行分析和处理，能够准确判断发电机组的运行状态，实现对发电机组的自动启动、停止、调速和调压等操作，确保电力输出的稳定性和可靠性。
在配电环节，智能化技术同样发挥着重要作用。
智能配电系统能够根据船舶各用电设备的实时需求，自动分配电力资源，实现电力的优化配置。
例如，当船舶处于不同的航行状态或进行不同的作业时，智能配电系统可以快速调整电力供应，优先保障关键设备的用电需求，同时避免不必要的电力浪费。
这种精准的电力分配不仅提高了电力系统的运行效率，还降低了船舶的能耗。
船舶电力系统的智能化管理还体现在对故障的快速诊断和处理上。
一旦电力系统出现故障，智能监测系统能够迅速捕捉到异常信号，并通过数据分析和故障诊断算法，准确判断故障的类型、位置和原因。
同时，系统会自动启动相应的应急预案，采取隔离故障、切换备用设备等措施，将故障对船舶运行的影响降到最低。
相比传统的故障诊断方式，智能化故障诊断大大缩短了故障排查和修复的时间，提高了船舶电力系统的可靠性和可用性。
此外，智能化技术还为船舶电力系统的维护管理带来了便利。
基于大数据和人工智能的预测性维护系统，可以通过对电力设备运行数据的长期监测和分析，预测设备可能出现的故障和潜在的问题，并提前制定维护计划和措施。
船舶电站管理
船舶电站管理
一、运行中的管理
1、观察、记录配电仪表上的读数（电压，频率，电流，功率，
绝缘值）
2、根据工况进行发电机的并联运行或解列，使电站合理，经济
运行。
交流发电机各相电流不得相差15%以上，且每相电流不应
超过额定值
3、检查主、应急配电盘上的主开关、继电接触器的通断状态。
检查运行中的发电机的调压装置是否有不正常的振动或声
响。
检查发电机温度及轴承温度。
发电机温升不应超过其绝缘等级的温升；
轴承最高工作温度为：滚动轴承＜80℃；滑动轴承＜70℃
4、观察滑环或直流发电机换向器情况，正常工作时，不得出现有
害的火花。
5、配电盘上同步表，兆欧表均按短期工作设计，并车或测量完毕
后，将转换开关打回零位。
6、经常注意配电盘上兆欧表或低气灯所显示的船舶电网绝缘情
况。
不良时采用分区断电法进行检查绝缘
二、停运中的管理
三、修理或长期停用后投入运行的管理。
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。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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
船舶电站怎样实现自动控制
船舶电站怎样实现自动控制现时船舶自动电站的功能较多，其中每一部分都有相对的独立性，由总体控制将各部工作有机地协调起来，组合成一个系统。
在系统的安排上应充分利用各单元的独立性，使各系统运用起来更加协调。
如某部分出现故障时，仍可利用其它单元实现局部自动化和半自动化。
船舶电站自动化系统的功能：通过起动发电机组的自动合闸投入电网，自动并列，使负荷低时自动解列，自动调频调载，自动卸除次要负载，自动报警等电气设备组成。
船舶电站自动化系统包括：1、船舶电站的综合自动化系统。
2、一般综合自动化功能。
3、自动电站的总体控制系统的主要功能。
船舶电站综合自动化的主要任务是保证供电的安全可靠和改善劳动条件，同时也能提高运行的经济性。
现归纳如下：1、船舶发电站的备用发电机组应能负荷超过单机负荷（通常是>85%）时10秒内起动并自动投入电网供电（有两台机组并联时），应自动同步投入。
2、各发电机的自动开关能防止短路时的重复合闸。
3、当电网电压，频率持续变低及负荷持续超过预定的最大值或运行机组发生故障时，应在集控室的主、辅机控制台发出报警，并发出起动机组指令，使备用发电机组迅速自动起动并自动投入电网供电。
4、当船舶电站过载时，应能自动卸除次要负载。
5、能自动起动的多台发电机组应装有程序起动系统或人工选择开关，程序起动系统在某机组起动失灵或不能合闸时，应能自动地将起动指令转移给另一台机组。
6、船舶电站的自动控制或遥控失灵时，应能进行手动控制或本地控制。
7、瞬态条件所反应的信号，（如电动机的起动电流）不应使发电机组产生不必要的自动起动。
8、当故障断电后又恢复供电时，各电动机负载能按程序起动，以免过大的冲击电流而使主开关跳闸。
9、废气透平台发电机系统应能控制加热器循环水，使主机功率变化时仍能保证正常供电。
10、控制台应能起动和停止发电机组接通或切断跨接母线，控制两路独立供电电源的转换，并有测量及显示机组运行情况的仪表和报警设备。
船舶电站及自动化 讲稿(二)2024
船舶电站及自动化讲稿（二）引言概述：船舶电站及自动化技术是现代船舶领域中不可或缺的重要组成部分。
通过优化船舶电力系统的设计与管理，并借助先进的自动化技术，可以提高船舶的效能、安全性和可靠性。
本篇讲稿将深入探讨船舶电站及自动化技术的关键要点，并提供一系列小点进行详细阐述。
正文：一、船舶电站设计与管理1.1 电站设计的原则与流程1.2 船舶电站的常用组成部分1.3 电站元件的选型与布局1.4 电站系统的并列与备份设计1.5 电站管理与维护的重要性及技术要求二、船舶电力系统自动化技术2.1 自动化技术在船舶电力系统中的应用概述2.2 能量管理与控制系统（EMS）的功能与优势2.3 智能断路器和隔离开关的自动化控制2.4 船舶发电机组自动化控制技术2.5 船舶电力系统自动化故障检测与排除三、船舶电站的能源节约与环保3.1 能源管理在船舶电站中的作用与意义3.2 节能技术在船舶电站中的应用3.3 环保要求对船舶电站的影响与挑战3.4 燃油低污染技术在船舶电站中的应用3.5 船舶电站的碳排放监测与控制策略四、船舶电力系统安全性与可靠性保证4.1 安全性在船舶电力系统设计中的考虑要点4.2 电力系统故障及其对船舶安全的影响4.3 系统鲁棒性与故障容忍度的设计与分析4.4 自动化系统在船舶电力系统故障中的应用4.5 电力系统的可靠性评估与维护策略五、船舶电站的未来发展趋势与挑战5.1 船舶电力系统新技术的应用前景展望5.2 船舶电站自动化技术的未来研究方向5.3 人工智能在船舶电力系统中的应用5.4 船舶电站技术的国际标准与规范5.5 船舶电力系统的可持续发展策略总结：本文概述了船舶电站及自动化技术的重要性及影响，并详细阐述了船舶电站设计与管理、船舶电力系统自动化技术、能源节约与环保、安全性与可靠性保证以及未来发展趋势与挑战五个方面的关键要点。
通过进一步探索和应用船舶电站及自动化技术，我们将能够使船舶领域更加高效、安全、环保，并满足未来可持续发展的需求。
游艇概论-第8章 游艇的电气设备和导航仪表
• 二、配电板
船舶配电装置是对电能进行集中控制、监测和分配的一种装置。它是由 各种开关、自动控制与保护装置、测量仪表及互感器、调节和信号指示 等电气设备按一定要求组合而成的一个整体。 主要功能： （1）正常运行时，手动或自动接通或切断电源至用电设备间的供电网络，
对电网供电或停止供电。 （2）测量和监视电力系统的各种电气参数（电压、频率、电流、功率、
3. 船舶电力网 是全船电缆电线的总 称，作用是将各种电 源与负载按一定关系 连接起来。根据其所 接负载的性质，可分 为动力电网、低压电 网、照明电网、应急 电网和小应急电网等。
4. 负载 负载是指船舶各种机械的电力拖动，包括： （1）甲板机械、舱室机械、电力推进和工作船舶用的生产机械 （2）船舶照明设备 （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
• 按使用功能分类： • 主电站、停泊电站、应急电站、特殊或专用电站
• 四、电池 • 在游艇上，当电站不工作时，依靠蓄电池供电可满足日常照明、对外通讯
联络、各种导航仪器以及生活电器的电力需求。
• 电池可以分为两大类：
（1）原电池
• 泛指能产生电能的小型装置，无需充电，常见的有太阳能电池、燃料电池。 • （2）蓄电池 • 指要充电才能使用的电池，可以经历多次充电、放电循环，反复使用。 • 电池的主要性能参数有：电动势、容量、比能量和电阻。
应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机 和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几 个电源之间）。
船舶主电网与应急电网间单线原理简图
• 三、船舶电站 • 由原动机、发电机和主配电装置组成。 • 按原动机类型分类： • 柴油发电机组、燃气轮机发电机组、蒸汽发电机组、轴带发电机组、核
2024年度船舶电站及自动化讲稿
25
未来船舶电站的发展趋势与挑战
发展趋势
新能源技术、智能化技术将更广泛地应用于船舶电站领域，推动船舶电站向绿色、智能
、高效方向发展。
技术挑战
新能源技术的稳定性、经济性仍需进一步提升；智能化技术的可靠性、安全性需得到保 障。
2024/3等机构的环保政策将对船舶电站产生深远影响；新能源技术的 市场竞争日益激烈，需不断提高技术水平和降低成本。
16
04
船舶电站的运行与管理
2024/3/24
17
船舶电站的运行模式
独立运行模式
船舶电站独立于外部电网，依靠 自身发电设备供电，适用于远洋 航行和独立作业。
并网运行模式
船舶电站与外部电网连接，实现 并网运行，可相互补充电力，提 高供电可靠性和经济性。
混合运行模式
船舶电站既可独立运行，也可与 外部电网并网运行，根据航行和 作业需求灵活切换。
坏。
2024/3/24
短路保护
在发生短路故障时迅速切断故 障电路，防止故障扩大和损坏 设备。
欠压和过压保护
在电压低于或高于设定值时采 取相应的保护措施，如切断负 载或调整发电机输出。
温度保护
监测发电机组和配电盘等设备 的温度，当温度超过安全范围 时采取降温措施或停机保护。
11
03
船舶电站的自动化技术
2024/3/24
6
02
船舶电站的核心设备
2024/3/24
7
发电机组
柴油发电机组
蒸汽轮机发电机组
以柴油机为原动机，通过发电机将机 械能转换为电能，为船舶提供主电源 。
以蒸汽轮机为原动机，利用锅炉产生 的蒸汽驱动轮机转动，再通过发电机 发电，常用于大型船舶和辅助电源。
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。
船舶电站运行管理制度范本
第一章总则第一条为确保船舶电站安全、稳定、高效运行，保障船舶航行安全，特制定本制度。
第二条本制度适用于船舶电站的运行、维护和管理。
第三条船舶电站运行管理应遵循安全第一、预防为主、综合治理的原则。
第二章职责分工第四条船舶电站运行管理责任人为船长，负责电站运行管理工作的总体规划和监督实施。
第五条电站值班人员应具备相应的专业技能和责任意识，负责电站的日常运行、监控和维护。
第六条电站维修人员负责电站设备的定期检查、维修和保养。
第三章运行管理第七条电站值班人员应严格按照操作规程进行值班，确保电站设备正常运行。
第八条值班人员进入电站时，必须穿戴好劳动保护用品，严格遵守各项安全规定。
第九条值班人员应加强责任心，集中精力认真操作，坚守岗位，加强电站巡视，监测各系统数据并认真记录。
第十条电站运行过程中，如发现异常情况，值班人员应立即报告船长，并采取相应措施进行处理。
第十一条电站设备运行期间，禁止吸烟、饮酒、玩牌等与值班无关的行为。
第十二条电站运行日志应详细记录运行数据、故障处理、维护保养等信息。
第四章维护保养第十三条电站维修人员应定期对电站设备进行检查、维护和保养。
第十四条设备维护保养应按照设备制造商的要求和实际运行情况进行。
第十五条电站设备维修保养后，应进行试运行，确保设备恢复正常运行。
第五章安全管理第十六条船舶电站应建立健全安全管理制度，严格执行各项安全操作规程。
第十七条定期组织安全教育和培训，提高全体船员的安全意识和操作技能。
第十八条电站应配备必要的安全防护设施和应急设备，确保遇紧急情况时能迅速应对。
第十九条电站应定期进行安全检查，发现问题及时整改。
第六章附则第二十条本制度由船长负责解释。
第二十一条本制度自发布之日起实施。
第二十二条本制度如与国家相关法律法规、行业标准相抵触，以国家法律法规和行业标准为准。
第二十三条本制度未尽事宜，按国家相关法律法规、行业标准执行。
船舶电站——精选推荐
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。
第八章船舶电站控制与管理技术
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2020/4/8
课件
8.2 励磁自动调整装置的分类
从使用的励磁自动调整装置的工作原理上来分，大致有 下 列几类：
不可控相复励自励装置； 可控相复励自励装置； 可控硅励磁自动调整装置； 用于无刷发电机的励磁自动调整装置； 用于谐波励磁发电机的励磁自动调整装置。
路后恢复速度，保持电力系统运行的稳定性和继电器保护 装置动作的可靠性。
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2020/4/8
课件
8.1.2 励磁自动调整装置的技术指标
在负载变动时，励磁调压装置维持发电机端电压的恒定存在 一个调整过程，如图8.1所示。
N
max
max
min
min
O
0
F
0
G
励磁绕组
励磁机
G
电源输入
放大
C 可控电源
电源输出 （励磁输出）
图8.6 AVR与发电机之间的关系示意图
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2020/4/8
课件
8.4.1 AVR的电源
AVR要输出电源，必须有输入电 种典型的供电方式。
2020/4/8
课件
8.4.3 调差
交流发电机并联运行时需要解决无功分配和避免环流的问 题。参与并联运行的发电机，要求它的无功负载特性应是 有差的，负载电流越大、功率因数越低，电压下降越多。 而AVR本身的功能是力图阻止电压变化，不具有反映无功 负载变化的这种特性，需要采取反映无功负载的措施来改 变AVR的调节特性。这种措施称为“无功电流反馈”或 “调差装置”。
- 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)。
励磁机
G励磁输出）
图8.6 AVR与发电机之间的关系示意图
2021/2/23
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.4.1 AVR的电源
AVR要输出电源，必须有输入电源。输入电源一般是由发 电机输出端（或抽头）或附加定子绕组等。图8.7表示了几 种典型的供电方式。
2.静止励磁系统 早期的发电机采用直流励磁机励磁系统，以后曾一度采 用静止励磁系统即自励恒压发电机。现在都采用无刷励 磁发电机。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.3 励磁自动调节系统的调节原理
无论是旋转电机励磁还是静止励磁系统都是控制同步发电 机的励磁电流。通常按调节原理可分为三类：按机端电压 偏差调节、按负载电流大小及相位进行补偿和综合调节即 既按负载电流大小及相位进行补偿又按机端电压偏差调节。
课件
8.5 自励同步发电机起压条件
同步发电机采用自励起压时， 其起压过程示意图如图8.8所示。
曲线1为发电机的空载特性， 曲线2为场阻线， 曲线3为采用硒整流器时的场 阻线。
2
3
N
1
3 2
O
LN
L
图 8.8 同 步 发 电 机 自 励 起 压 过 程 示 意 图
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.4.3 调差
交流发电机并联运行时需要解决无功分配和避免环流的问 题。参与并联运行的发电机，要求它的无功负载特性应是 有差的，负载电流越大、功率因数越低，电压下降越多。 而AVR本身的功能是力图阻止电压变化，不具有反映无功 负载变化的这种特性，需要采取反映无功负载的措施来改 变AVR的调节特性。这种措施称为“无功电流反馈”或 “调差装置”。
课件
8.4.2 电压检测
AVR的检测量是发电机端电压。机端电压是直接接入还是 经变压器间接接入，主要看该AVR的检测端是否与发电机 端电压相匹配。过去较多是用单相电压检测，现在大多采 用三相电压。输入的交流电需要整流成直流进行检测。三 相整流波形较单相易于处理。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
图（a）是采用机端电压整流励磁，换能器是可控整流器， 励磁功率由发电机承担，AVR的电源也取自机端电压； 图（b）是AVR用设在定子上的辅助绕组供电，换能器是 交流励磁机，励磁功率由原动机提供； 图（c）是AVR由机端电压经变压器供电。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
放大单元
u
调节单元
F
测量单元
按机端电压偏差调节原理方框图
发电机
机端电压
G
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.3.2 按负载电流大小及相位进行调节
由于引起电压变化的主要原 因是负载电流大小及相位的 变化，只要预先找出机端电 压随负载电流大小及相位变 化的规律，并按此规律调节 补偿发电机所需的励磁电流， 就可以维持机端电压在一定 水平上。图8.4是按负载电流 大小及相位调节的原理方框 图。
电流及相位
测量单元 g
f
控制信号
信号变换单元
发电机
f
g
图 8 .4 按 负 载 电 流 大 小 及 相 位 调 节 原 理 方 框 图
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.3.3 综合调节
按机端电压偏差调节的励磁自动调节系统，静态性能好， 动态性能差；按负载电流大小及相位进行补偿调节的励磁 系统，动态性能好，静态性能差。综合这两种调节方法， 既按负载电流大小及相位进行补偿，又按机端电压偏差校 正，可以取长补短获得较好的调节效果。 图8.5是综合调节的原理方框图。
输出
电源
AVR整定
R
CT
辅助绕组
励磁绕组
换能器
发电机
旋转整流器
转轴 交流励磁机
调差 输出
检测 电源
AVR整定
R
(b)A V R 由 辅 助 绕 组 供 电 的 交 流 励 磁 机 （ 无 刷 ） 励 磁 系 统
U V W
U VA
U V W
U VA
CT
电枢绕组
励磁绕组
T 换能器
发电机
旋转整流器
转轴 交流励磁机
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
第八章船舶电站控制与管理技术
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.1 励磁自动调整装置概述
8.1.1 励磁自动调整装置的作用
⑴ 在船舶电力系统正常运行工况下，维持电网电压在某一 容许范围内。
⑵ 在船舶同步发电机并联运行时，合理分配发电机间的无 功功率。
课件
8.4 自动电压调节器
自动电压调节器简称
AVR (Automatic Voltage Regulation)， 是按发电机端电压偏差 进行励磁调节的装置。 当机端电压出现偏差时， 调节发电机的励磁电流 或励磁机的励磁电流， 消除偏差或把偏差减小 到允许范围内。
给定值
AVR 比较
Δ
检测值 G
励磁绕组
励磁自动调节系统（以下称调节系统）的被调量是发电机 的机端电压U，由于发电机的负载电流大小及其相位变化 引起U的变化，调节系统的任务是要把被调量调到所要求 的值上。
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
a, b：调节特性曲线
a：把电压调回到原来的值上, 它的特性可用一条平行横轴 的直线表示， ——无差特性
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
同步发电机是由直流电流励磁建立磁场，需要提供直流 励磁电源。把原动机的机械能转换成直流电能的装置称 为换能器。按换能器类型分类有：
1.旋转电机励磁系统 励磁机有两种：直流励磁机和交流励磁机。目前船舶大 多采用交流励磁机励磁系统。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.4.4 电压整定
发电机的控制是在配电板上完成的，电压可在配电板上调 节整定。AVR提供遥控电压整定电位器R的接口。
只按机端电压偏差进行励磁调节的AVR，是具有一定功率 输出的可控电源。当发电机转速低的时候，发电机端电压 也较低，而AVR的任务是力图调节使机端电压达到额定值， 因此当发电机输出电流急剧增加时会产生励磁机励磁绕组 过载或AVR输出过载。因此采用这种励磁系统的AVR必须 具有低频(转速)保护 。
b：把电压调节到给定值上， 即在IN处把电压调到 UG， ——有差特性
N
a
G
b
N
图 8.2 调 节 特 性 曲 线 a— 无 差 的 ； b— 有 差 的
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
被调量电压U随负载电流I的变化而变化的程度称为调差系数 或调差程度，用调节特性的斜率来表示：
N
m ax
m ax
m in
m in
O
0
F
0
F
图 8.1 电 压 调 整 过 程 曲 线
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.6 不可控相复励自励调压装置
8.6.1 不可控相复励自励发电机
不可控相复励自励发电机，不带励磁机，属于静止励磁。
不可控相复励自励装置中有电压 和电流两个励磁分量，并在整流 前的交流侧进行相量合成。电压 分量和电流分量在交流侧叠加常 用的有电流叠加和电磁叠加二种 方法。它们的单线原理图如图8.9 所示
⑶ 在船舶电网发生短路故障时，有强行励磁功能，加速短
路后恢复速度，保持电力系统运行的稳定性和继电器保护 装置动作的可靠性。
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
8.1.2 励磁自动调整装置的技术指标
在负载变动时，励磁调压装置维持发电机端电压的恒定存在 一个调整过程，如图8.1所示。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
2021/2/23
课件
电流及相位
测量单元
G
给定值
偏差量
控制信号
控制信号
给定单元
1
Δ 放大单元
u 调节单元
F 信号变换单元
发电机
2 反馈量
C
F
G
测量单元
电压自动调节部分
相复励部分
图 8 .5
综合调节原理方块图
返回
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电站控制与管理技术
课件
尽管同步发电机各种励磁调整方式和工作原理有所不同，
但是它们的励磁调整方法大都是按照电压偏差（ΔU）、负 载电流（I）、电流相位（φ）这三个原则来实现的。从这
一点出发，又可分为：
按电压偏差调整； 按电流大小调整； 按电流大小及相位调整； 按电压偏差、电流大小调整； 按电压偏差、电流大小及相位调整。