第一章 船舶电力系统
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。
船舶电力系统设计课件
• （6）为进行电力系统短路电流计算和大电动机 起动和发电机瞬态电压降计算。
• （7）电力网的电压降计算，校核所选用的电缆 是否满足系统电压降的要求，以保证用电设备 电源电压合乎要求。
• 船舶电力系统是船舶电气系统的之一，其电气系 统主要包括以下几大部分：
• 1、船舶电力系统——电源装置、配电和电力保护； • 2、电力拖动系统——船舶辅助机械电力拖动、起
锚缆机电力拖动和起重机等； • 3、舵机电力拖动系统； • 4、照明系统——照明系统和航引信号灯系统等； • 5、电力推进系统——电力推进系统主电路、励磁
主要经济发达国家的标准和著名的社团标准。 • 在船舶电方面有参考价值的先进国家标准有： • ——美国国家标准 ANSI • ——英国国家标准 BS • ——德国国家标准 DIN • ——法国标准 NF • ——日本国家标准 JIS • 其中美国国家标准基本上选自著名社团标准，如美国电气
与电子工程师学会标准（IEEE）等，这些标准比较简捷， 能及时的反映工业社会的要求和动向，内容更详细、具体， 具有一定的先进性。
原则上是一致的，可相互参考与借鉴。
第四节 设计应遵循的规范和标准
• （3）船舶专业标准 • 此标准又分为国家标准、部标准和企业标准三级 • a. 国家标准是由国家计量局发布的在全国范围内统一使用
的标准（JB） • 如：GJB755—81 电机基本技术要求 • GB1497—79 低压电器基本标准 • b. 部标准是由主管部门制订，发布个专业范围内的全国性
• （3）施工设计
• 施工设计是将技术设计付诸实实施而进行的面向 建造的设计，因而偏重于生产细节设计。这个阶 段需要绘制施工所需的全部图纸，提供电力设备 型号和材料的订货明细等。
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 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。
第1章船舶电力系统概论
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
船舶配电系统的线制
⑥存在大量水浸入危险的露天甲板为IP56级。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11Leabharlann 8课件（7）满足尺寸小，质量轻要求
由于船舶环境的限制，应在满足所需电气特 性的前提下，尽量选用外形尺寸小的电气设 备。在不影响设备性能和强度的前提下，尽 量选用由轻质材料制造的电气设备，还应考 虑运输，安装和检修的便利。
电气设备应能在船舶环境中可靠工作。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
课件
（2）适应倾斜和摇摆的条件
2019/11/8
设备组件
应急电气设备、开关设备、 电器及电子设备
上列以外的设备、组件
倾斜角°
横向
纵向
横倾 横摇 纵倾 纵摇
22.5 22.5 10 10
15 22.5 5 7.5
轮机工程学院船电系
(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。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
第1节 船舶电力系统的组成、特点及基本参数
1 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 力负载四部分组成。
电源装置 配电装置 电力网 负载
轮机工程学院船电系
陆上电力系统一般都由许多个不同类型的发电站联 网运行，其电源容量可以认为是无限大电源系统。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
船舶电力系统通常电源多为单一电站，船舶电站大 多由2 ～ 4台同容量、同型号的发电机组组成。
第一章 船舶电力系统图文
15
第二节 船舶电力系统基础
▪五. 船舶电网的分类：（精通）
▪ （1）动力配电网络 ▪ （2）照明配电网络
主电网
▪ （3）应急电网
▪ （4）小应急电网
▪ （5）弱点网络
2020年3月27日6时13分
16
▪ 船舶电网的配电方式&接线方式 (识记)
▪ 电压等级在500V以下的船舶电网,一般采用枝状或
2020年3月27日6时13分
20
第三节 船舶配电装置
主配电板的组成：(精通)
2020年3月27日6时13分
21
应急配 电板
负载屏
发电机 控制屏
并车屏
22
汇流排
23
返回
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 ；
有独立应急电源，他可以是发电机，也可以是蓄电池，作为应急 电源使用的发电机称为应急发电机。
配电装置
负载
2020年3月27日6时13分
电网
电源
柴油发电机 废气透平发电机 轴带发电机 应急发电机 8 蓄电池
Air circuit breaker
Molded case
breaker
汇流排转换接触器 13
第二节 船舶电力系统基础 ▪三. 船舶电力系统的参数：（精通）
2020年3月27日6时13分
▪ 船舶电站的主要术语： ▪ 船舶主电源&应急电源（识记） ▪ 主配电版&应急配电板（识记） ▪ 一次配电系统&二次配电系统（精通） ▪ 低压&高压系统&供电持续性（了解）
船舶电力系统基本参数
船舶电力系统基本参数第一篇：船舶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，代形成电制更替高潮。
然而舰船电力系统的电流种类，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。
交流电站与直流电站相比，工作量比后者少得多；因为交流电动机没有整流子，结构简单、体积小、重量轻、运行可靠此外，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。
绝缘电阻低的照明电网基本上不影响动力电网。
舶电气化程度的提高和系统容量的增长。
简单，电动机起动时冲击小。
可实现大范圈平滑调速机尤为有利)，蓄电池组充电毋须整流器等。
然而，由于电力电子技术的发展，直流电制的优点越来越不明显，舶中占了主要地位。
二、电压等级60-70仍然会受到舰船能源类型或某种条件前者设备成本和维护保养方面的费用及.鼠笼式电动机可以直接起动，控制设备少。
50年使(这对电动起货我国舰船在年代完成了向交流电制过渡。
交流电制也有利于船直流电站的优点是调压并车交流电制在国内外各种船确定电力系统及其负载的电压等级，是电力系统设计的一项重要内容。
从减少导体电流的角度来看。
提高电压是有利的，可以减小电器元件的导电截面，节约有色金属。
如以电器在电压为127V时的重量为1，则当电压为220V、380V和500V时，电器的重量分别近似地等于0.58、0.33和0.25。
另一方面，电压的提高增加了电器灭弧的困难，为此对电气设备的绝缘和安全方面提出了更高的要求，需要加大灭弧间隙，器的重量、尺寸增大，故在电压高于600V时，其重量、尺寸减小很少。
目前世界各国对电压等级的考虑，主要与本国陆上电制的参数能统一。
船舶电力系统的组成
发电机容量及台数确定的原则
方法：
➢若以高效率经济运行为原则，针对电站容量和各工况的 用电量及其相对运行周期等具体情况，可选择：小功率多 机组、大功率少机组、不同功率的机组。
➢一般设置2至3台(包括备用机组)同型号、同容量的机组， 最多为4台。
冷库、舱室空调等制冷设备
照明系统（220伏）
照明电器（舱室、生活场所的各类照明灯具） 生活用电器 电航仪器设备
1） 船舶电力系统的特点 （与陆上电力系统相比较）
电站容量相比陆上要小得多。
单机容量一般不超过1000KW，装机总功率不超过 5000KW.
（船小于10万吨） 第四代集装箱船大大超过5000kw 中海850（8500箱） 14.6兆瓦
急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥 控设备、应急时使用的舵机等。 *不同种类、吨位的船舶，其应急发电机供电的电 气设备范围也略有不同。
2.船舶电源的分类
2.1两个大分类： 1、发电机组 2、蓄电池 *燃料电池（未成熟）
2.2同步发电机组： 由柴油机等作为原动机进行拖动发电的
点电机组。
Ud=2.34Ugcos
船舶轴带发电机系统原理
整流输出电压的调节:
Ud=2.34Ugcos
① 改变晶闸管控制角
② 改变发电机的励磁电流, 以改变发电机输出电压大小 可使晶闸管控制角限制到小限度, 保持最佳功率因数 和效率, 节省发电机容量。
船舶轴带发电机系统原理
➢主电路中的晶闸管逆变装置
采用三相桥式全控晶闸管逆变电路
If
主机
返回
船舶轴带发电机系统原理
轴带发电机系统变流主电路
船舶电力系统(山东联盟)知到章节答案智慧树2023年山东交通学院
船舶电力系统（山东联盟）知到章节测试答案智慧树2023年最新山东交通学院第一章测试1.将船舶电网与陆地电网相比，下列说法错误的是______。
参考答案:船舶电网的电流小2.船舶电力系统是由______组成。
参考答案:电源设备、配电装置、电力网、负载3.酸性蓄电池充电终了的标志是。
①充电时电解液中出现大量气泡；②电解液相对密度达1.28～1.31;③单个电池电压达2.5～2.7V；④单个电池电压选1.8V以下；⑤电解液相对密度达1.2参考答案:①②③4.铅蓄电池电解液的液面会降低，主要原因后是______。
参考答案:充放电时，会产生气体或蒸发，使电解液中的水分减少5.最为理想的铅蓄电池充电方法是______。
参考答案:分段恒流充电法6.应急配电板不设______。
参考答案:并车屏7.船舶接岸电时，要求岸电的______与船电参数一致。
参考答案:电制、额定电压、额定频率8.在装有主电源、大应急、小应急的船舶电站中，三者关系是______。
当大应急起动成功后，小应急应自动退出9.传统低压供配电系统由于系统量小，电网结构比较简单，用电负荷也相对较少，一般采用的结构；现代船舶中高压共配电系统依据自身容量及对供电能力要求的不同，结构都有采用。
参考答案:放射形网络/放射形网络和环形网络10.在船舶电网线制中，单相接地时不会产生短路电流而跳闸，不会影响三个线电压的对称关系的是。
参考答案:三线绝缘系统第二章测试1.同步发电机并车时，主开关合闸瞬间由于自整步作用给转速较低的发电机以______力矩，给转速较高的发电机以______力矩，从而将两机拉入同步。
驱动/制动2.船舶航行期间发电机并车时不考虑：。
参考答案:相序一致3.采用“灯光明暗法”并车时，同步指示灯应接在待并机与运行机的相互交叉相上，同相位点时同步指示灯应一灯熄灭，另两灯同样亮。
参考答案:错4.采用“灯光旋转法”并车指示的同步发电机在并车时出现了灯光同时明暗的现象，此时应将同步指示灯接线调换。
船舶电力系统习题
船舶电⼒系统习题第⼀章船舶电⼒系统1-1 我国建造的⾮电⼒推进交流船舶的发电机额定电压为——；照明负载的额定电压为——。
A．380V／220V B．400V／220VC．400V／380V D．230V／220V1-2 我国建造的⾮电⼒推进交流船舶的发电机额定电压为——；动⼒负载的额定电压为——。
A．380V／220V B．400V／220VC．400V／380V D．230V／220V1-3 我国建造的⾮电⼒推进交流船舶的动⼒负载额定电压为——；照明负载的额定电压为——。
A．380V／220V B．400V／220VC．400V／380V D．230V／220V1-4 我国建造的⾮电⼒推进交流船舶的发电机额定电压为——；照明电源的额定电压为——。
A．380V／220V B．400V／230VC．400V／380V D．230V／220V1-5 我国建造的⾮电⼒推进交流船舶的动⼒负载额定电压为——；照明电源的额定电压为——‘A．380V／220V B．400V／230VC．400V／380V D．380V／230V1-6 下列不属于船舶电⼒系统基本参数的是_____。
A．额定电流B．额定电压C．额定频率D．电制1-7 下列不属于船舶电⼒系统基本参数的是——。
A．额定电压B．额定功率C．额定频率D．电制1-8 下列不属于船舶电⼒系统基本参数的是——。
A．额定电压B．额定容量C．额定频率 D. 电制1-9 下列不属于船舶电⼒系统基本参数的是——。
A．额定电压B．电制C．额定频率D．电源种类1-10 下列不属于船舶电⼒系统基本参数的是——。
A．额定电B．电流种类C．额定频率D．电源种类1-11 船舶电⼒系统是由——组成。
A．控制屏、负载屏、分配电盘、应急配电盘B．电源设备、调压器、电⼒⽹C．电源设备、负载D．电源设备、配电装置、电⼒⽹、负载1-12 船舶电⼒系统是由——组成。
A．主电源、应急电源、电⽹、负载B．电源设备、调压器、电⼒⽹C．电源设备、负载D．电源设备、配电装置、电⼒⽹、负载1-13 船舶电⼒系统是由——组成。
第1讲 船舶电力系统概述
国际市场竞争中起着举足轻重的作用，也已成 为增强企业活力、参加国际经济大循环、与世 界经济接轨的重要因数。所以船舶电站课题十 分重要。 2、本课程的研究对象及主要内容 • 研究的对象：是船舶的“发电—配电—用电” 研究的对象：是船舶的“发电—配电—用电” 这个特定环境下的电力系统及其应用技术的相 关问题。 • 以船舶低压交流电力系统为主线展开全书内容。 主要包括：（1 主要包括：（1）保证供配电方式和电网结构， 以及继电保护等方面切实可行。（2 以及继电保护等方面切实可行。（2）发电机 组的并车和解列。（3 组的并车和解列。（3）发电机电压的调整。 （4 ）电网频率的调整。
船舶电力系统主要由电源、配电装置、 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 电力网和电力负载组成。船舶电力系统简图 如图1 如图1-1所示。
图1-1 船舶电力系统简图
• 电力网
船舶电力网是全船电缆电线的总称。船舶 船舶电力网是全船电缆电线的总称。船舶 电网是联系发电机、主( 电网是联系发电机、主(应)配电板、区域配电 板、分配电板和负载的中间环节，是将电源的 电能输送到负载的网络。船舶电力网按其所联 接的负载性质，可分为动力电网、照明电网、 应急电网、小应急电网等。 • 电力负载 电力负载又称电力负荷，指耗用电能的各 种用电设备，它是将电能转换成其他形式能量 的用电设备。船上的用电设备形式很多，主要 的用电设备。船上的用电设备形式很多，主要 有动力负载(各种电力拖动机械) 有动力负载(各种电力拖动机械)、照明负载、 通讯导航设备等，舰艇还有特殊的武器装备负 载
二、船舶电力系统的组成 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： 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， (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。 生人身事故和设备事故。 (2)可靠 (2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供 电的要求。 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 3)优质 求。 (4)经济 电力系统的投资要省、运行费用低， (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。 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 因此，确保船舶电力系统安全、可靠、 济地运行是船舶建造和运营的一项最基本任务。 济地运行是船舶建造和运营的一项最基本任务。
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）
整理ppt
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。
整理ppt
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
整理ppt
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。
《船舶电力系统及其自动控制》读书笔记思维导图
第12章 船舶电气管理人员的 安全职责
12.2 船舶航行 期间的职责
12.1 船舶修理 及建造时的职责
12.3 船员交接 班时的职责
参考文献
反侵权盗版声明
感谢观看
读
书
笔
记
4 8.4 船舶中压
保护
5 8.5 船舶电力
推进系统中的 中压系统
第9章 船舶电站自动化
9.1 船舶电站自 动化的组成
9.2 船舶电站自 动控制系统的功
能及相应...
9.3 SIMOS PMA 71型电力 自...
9.4 基于M340 和PPU模块实现 的电...
第10章 船舶照明系统的管理
10.1 船舶照明系 统的分类
012
第10章 船舶照明系 统的管理
目录
013 第11章 船舶电气安 全和安全管理
015 参考文献
014
第12章 船舶电气管 理人员的安全职责
016 反侵权盗版声明
本书是根据船舶电力系统的特点和现代化船舶发展的趋势而编写的。本书共分12章，主要内容包括船舶电 力系统概述；船舶电源；船舶电网及其电能质量；船舶电力系统的配电装置和保护；同步发电机电压及无功功率 的自动调整；船舶电力系统频率及有功功率的自动调整；船舶同步发电机的并联运行；船舶中压电力系统；船舶 电站自动化；船舶照明系统管理；船舶电气安全和安全管理；船舶电气管理人员的安全职责。
10.2 船舶常用灯 具与控制线路
10.3 船舶照明系 统的维护保养
10.4 船舶照明系 统的常见故障检 查
第11章 船舶电气安全和安全 管理
11.1 船用电 1
气设备的基本 要求
11.2 船舶电 2
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
第1章 船舶电力系统概论
实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法”等。 注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负荷， 偶然短时为III类负荷。III类负荷不考虑。
定义：是一种 带有保护装置的 开关电器。
绝缘介质：是 空气。所以称为 空气断路器。 组成：—— 5部分。
1.触头系统； 2.灭弧装置； 3.自由脱扣机构； 4. 操作传动装置； 5.保护元件。
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一、触头系统
船舶电气
组成：一相触头由三对并联。主要有主触头、副触
头和弧触头。—— 但符号只画一个。
时是其一部分）； 3.小应急电网（蓄电池对临时应急照明供电网络）； 4.弱电电网（助航通信、信号报警网络，弱 —— 容
基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确 定电站总容量。—— 具体为：单机容量和机组数由电站总容 量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。
机组数确定注意：1.单机容量以80%计；2.考虑备用至少两 台；3.应与主机寿命相当；4.维护管理方便（不能太多、一般 最多4台）。—— 因此，一般为：2～4台。
具体电路
原理：①.合闸前：储能，自由脱扣机构在“再扣”位置；
②.合闸时：储能弹簧释放能量 。
目的：合闸时不让主触头抖动，否则主触头将熔粘。
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船舶电气
手动操作：各种型号都有手动操作。 基本形式：1.转动（DW系列）；2.上下扳动（AH系列）。
其它操作：电磁：DW-95/98；电动：DW-94；电磁铁直推：AH。
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船舶蓄电池
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。
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四、逆功率继电器的作用和接线方式
逆功率继电器：
发电机逆功保护 元件是逆功继电器， 是个检测有功功率大 小和方向的元件。 逆功继电器有感 应式、整流式等，随 着电子技术发展，各 种电子式逆功继电器 不断出现。 [ 第五节要点 ] ：保护种类、要求与方法，绝缘监视方法，接岸电注 意，逆功检测原理。 第五章 索引
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。
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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。它包括动力负载和照明负 载。 考
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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1-9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。
(a)合闸位置
(b)分闸位置 自由脱扣机构示意图
(c)为准备合闸位置 41
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。 （1）手动操作
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控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。
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通过电流表&电压表 和 转换开关 可以测 量 线电流和线电压
黄色旋钮开关(带指示灯),用于发电机停 机状态下打开电机内部的烘潮加热器,发电机 ACB和防潮加热器电路间有联锁装置.
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2. 并车屏
配电装置
负载
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电网
电源
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柴油发电机 废气透平发电机 轴带发电机 应急发电机 蓄电池
Air circuit breaker
Molded case breaker
汇流排转换接触器
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第二节 船舶电力系统基础 三. 船舶电力系统的参数：（精通）
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分为应急动力和应急照明负载，以及 绝缘指示）
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船舶主电网与应急电网间单线原理示意图
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四 船用空气断路器(识记)
1.框架式&万能式 自动空气断路器 2.装置式&塑壳式 自 动空气断路器
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一、万能式自动气断路器 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。 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。
船舶电站的主要术语： 船舶主电源&应急电源（识记） 主配电版&应急配电板（识记） 一次配电系统&二次配电系统（精通） 低压&高压系统&供电持续性（了解）
4
4
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第二节 船舶电力系统基础 二. 船舶电力系统的组成：
船舶电力系统的组成？（精通）
大应急系统 小应急系统
第一章 船舶电力系统
对知识的掌握分为了解，识记，精通
1
纠正一个大家可能错误的观点！
柴油机
发电机
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第一节 船舶电站的相关规范
船舶电力系统的三个确保（了解） 制造规范 横向规范 四种标准规范（了解） 配套规范 安装规范
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第一节 船舶电站的相关规范
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第三节 船舶配电装置
主配电板的组成：(精通)
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应急配 电板
负载屏
发电机 控制屏
并车屏
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汇流排
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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 ； 下部一般安装有发电机主开关，有的船舶也装有发 电机励磁控制装置。
负载屏上装有装置式空气开关、电压表、电流表、 转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的 27 岸电开关等。
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4. 汇流排 交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从 前到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U相、 V相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或 紫色，中线为浅蓝色 (若有接地线则接地线为黄绿相间 颜色)。 直流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从 前到后(水平布置)的顺序依次为正极、中线、负极。其 正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间 色。
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㈠触头系统：—— 主触头通断顺序 接通顺序：弧触头→副触头→主触头 断开顺序装置：
电弧实际上就是热电流
交流自动空气断路器大多采用灭弧栅灭弧，灭弧装置(灭 弧罩)由许多长短不同铁质栅片(磁钢片)和绝缘材料构成。 为减小电弧进入栅片的阻力，灭弧栅片做成“人”字形缺口， 相邻栅片的缺口互相错开，按一定的间隔距离交叉排列。 灭弧栅片常安 装在陶瓷底座上， 为确保灭弧效果， 灭弧装置应保持清 洁干燥。
索引
二、发电机的过载保护
自动分级卸载装置： 自动分级卸载装 置，是船舶电站综合 保护装置之一，它实 际上可看成是发电机 过载保护的一种装置。 将第一级被卸载的负载，其配电断路器的分励线圈并联在一起， 当跳闸信号1发出时，这些断路器同时跳闸，即被卸载。第二级卸 载的原理也与第一级卸载相似。经过二级卸载后仍过载，则直接作 用到发电机主开关分励线圈，使之跳闸。
有独立应急电源，他可以是发电机，也可以是蓄电池，作为应急
电源使用的发电机称为应急发电机。
大应急发电机（组）供电时间：国际航线的客船为36h. 小应急为蓄电池组供电时间为30min
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发电机控制屏（电压表 电流表 功
应急配电板
率表 频率表 断路器 继电器等等）
负载屏（开关 和电流表（有些有），
与发电机组一起， 位于艇甲板层 应急配电板上无需逆功率继电器和同步表
断路器管理要点及主要故障分析
1.先看说明书，有具体的故障分析举例。
2.分为机械类和电气类故障，处理原则是先机 械后电气。
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一、发电机的外部短路保护
发电机外部短路保护： ★危害：突然短路电流比稳定短路大很多，由于电流的热效应 和力效应，将对发电机和传输线路产生很大破坏。且U下降→设备 不能运行。 ★保护范围：发电机的外部短路保护通常仅指发电机主开关以 外的短路保护。 ★总体原则：既要保护发电机，又要尽可能不中断供电。根据 短路电流大小，外部短路保护有短路短延时和短路瞬间动作保护之 分。 ★保护元件：可由专门“综合保护装置”或发电机主开关的过 流脱扣器等元件保护。
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图12-26 电动合闸原理图
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图12-27 DW98电磁合闸控制线路
图12-28 AH型电磁合闸原理图
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失压脱扣器 当线路电压低于规定值,开关自动跳闸 分励脱扣器 用于远距离控制开关的断开 过流脱扣器 用作发电机的短路和过载保护
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各种类型的自动空气断路器都有手动合闸操作手柄， 通常有转动和上下扳动两种型式。
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（2）电磁或电动合闸
DW-94型电动合闸主开关采用电动操作时，其合闸操作 线路原理如图12-26所示。
DW-95、DW-98型电动合闸采用电磁操作，其合闸操作 线路原理图如图12-27所示。 AH型采用电磁铁直推式合闸，线路原理图如图12-28所 示。
索引
三、发电机的欠压保护
发电机的欠压保护： ★欠压的危害：过低的电压将使电机或其他利用电磁感应原理 工作的电器的工作电流增大、铜损耗和发热增加、温升增大。不仅 影响电机或电器使用寿命，且增加发电机的负担。 ★我国规范规定：对带时限的船舶同步发电机欠压保护，当发 电机端电压低于70％～80％UN时，延时1.5～3s动作；对不带时限的 同步发电机欠压保护，低于40％～75％UN时，瞬时动作。 ★欠压保护元件：框架式自动空气断路器中的失压脱扣器或综 合保护装置的失压继电器。
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应急配电板
应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的 工作状况，并向应急用电设备供电。它与应急发电机 组安装在同一舱室内，一般位于艇甲板上。应急配电 板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其上面安 装的仪器仪表与主配电板类似，只是应急发电机不需 要并联运行而无需逆功率继电器和同步表。 应急发电机组均有自动起动装置，当主电网断电 并延时确认后，应急发电机组一般在45s内可以自动 起动成功并向应急电网供电，而主电源恢复供电后， 应急发电机组便自动脱离并自动停车。 30
索引
四、发电机的逆功率保护
发电机的逆功率保护： ★定义：发电机不但不发出有功功率，还从电网吸收有功率时， 称为逆功率运行。将处于电动机运行状态的发电机切除，称为逆功 率保护。 ★危害：不仅消耗功率，还可能损坏机组。 ★规范规定：并联运行的同步发电机应设有延时1～10s动作逆 功率保护。逆功率整定值：柴油机组为8％～15％PN；涡轮机组为2 ％～6％。当供电电压下降至50％UN时，逆功率保护不应失效。 ★保护元件：逆功率继电器。 [ 第四节要点 ] ：短路、过载、欠压和逆功率保护的整定值、保护 元件。 第五章 索引
（1）正常运行时，手动/自动接通或切断电源至用电设备的供电网络， 对电网供电/停电。