第十一章电站.ppt

1、第十一章第十一章 船舶电站船舶电站 11-1.船舶电力系统概述船舶电力系统概述 11-2.电站容量与发电机组数量电站容量与发电机组数量 11-3.主机轴带发电机装置主机轴带发电机装置 11-4.船舶配电板船舶配电板 11-5.万能式空气断路器万能式空气断路器 11-6.发电机的保护发电机的保护 11-7.发电机的并联运行条件与分析发电机的并联运行条件与分析 11-8.手动并车整步原理与方法手动并车整步原理与方法 11-9.自动准同步并车原理自动准同步并车原理11-10.船舶应急发电机组船舶应急发电机组 11-11.船舶蓄电池装置船舶蓄电池装置 11-12.船舶接用岸电装置船舶接用岸电装置 学习

2、第十一章应该注意的点学习第十一章应该注意的点第十一章学习应注意的几个问题：第十一章学习应注意的几个问题：1.1.船舶电力系统如何组成？有什么特点？船舶电力系统如何组成？有什么特点？2.2.船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？轴带发船舶电站容量与发电机组数量是根据什么原则确定的？轴带发电机装置有什么特点和类型？电机装置有什么特点和类型？3.3.船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？船舶配电板由什么组成？有哪些作用和特点？4.4.万能式空气断路器组成原理是什么？对发电机采取什么保护？万能式空气断路器组成原理是什么？对发电机采取什么保护？保护原则是什么？保护原则是什么？5.5.船舶同步

3、发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？船舶同步发电机并联运行条件是什么？若不满足有何后果？6.6.手动与自动并车的方法与整步原理如何？手动与自动并车的方法与整步原理如何？7.7.船舶应急电源有哪几种？应急发电机组起动控制系统应具有什船舶应急电源有哪几种？应急发电机组起动控制系统应具有什么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？么功能？船舶蓄电池装置的作用是什么？如何进行维护保养？8.8.接岸电应满足什么条件？检测保护装置应具有什么功能？接岸电应满足什么条件？检测保护装置应具有什么功能？本章要点多、分布广，本章要点多、分布广，是重点章是重点章。侧重：组成、原理、原侧重：组成、原

4、理、原则、规定、方法和特点。则、规定、方法和特点。11-1.船舶电力系统概述船舶电力系统概述本节主要内容有两个部分本节主要内容有两个部分 1.1.电力系统组成特点：电力系统组成特点：主要掌握组成、作用和特点。主要掌握组成、作用和特点。2.2.电力系统基本参数：电力系统基本参数：三个基本参数三个基本参数 电制、额定电压、额定频率电制、额定电压、额定频率电源：电源：发电机组和蓄电池。发电机组和蓄电池。发电机组（柴油机，基本电发电机组（柴油机，基本电源），蓄电池作为小应急电源），蓄电池作为小应急电源。源。配电装置：配电装置：由开关、母线、由开关、母线、保护电器、自动化装置、测保护电器、自动化装置、测

5、量装置等组成。作用为分配、量装置等组成。作用为分配、保护监测控制。保护监测控制。船舶电力网：船舶电力网：电缆、电线总称。电缆、电线总称。分类：分类：动力、照明、应急、低压和弱电等动力、照明、应急、低压和弱电等5 5种电网。种电网。组成：组成：船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成。船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负载组成。船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载：船舶电力系统的负载就是用电船舶电力系统的负载就是用电设备，可分为设备，可分为4 4类。类。1.1.电力拖动负载：电力拖动负载：包括甲板机械、舱室机械等；包括甲板机械、舱室机械等；2.2.照明负载：照明负载：照明灯具，信号灯

6、（重要设备）；照明灯具，信号灯（重要设备）；3.3.通讯导航设备：通讯导航设备：无线电、车钟、电罗经、雷达等无线电、车钟、电罗经、雷达等（重要设备）；（重要设备）；4.4.其他设备：其他设备：生活用电设备。生活用电设备。船舶电力系统的负载和特点船舶电力系统的负载和特点 船舶电力系统的特点：船舶电力系统的特点：主要主要3 3个。个。1.1.独立系统，相对容量较小，易受影响；独立系统，相对容量较小，易受影响；2.2.输电距离短，短路破坏大；输电距离短，短路破坏大；3.3.船舶环境恶劣。船舶环境恶劣。基本参数有基本参数有3 3个：个：1.1.电流种类；电流种类；2.2.电压；电压；3.3.频率。频率

7、。电流种类：电流种类：电制，指交流或是直流。电制，指交流或是直流。额定电压：额定电压：电压等级，电力、照明等。电压等级，电力、照明等。我国：电力：我国：电力：400/380V400/380V；照明：照明：230/220V230/220V。注意注意：电源与负载不同。：电源与负载不同。额定频率：额定频率：即，工业用电额定频率，简称工频。即，工业用电额定频率，简称工频。我国为：我国为：50Hz50Hz。第一节要点第一节要点：电力系统组成（定义）；特点；基本：电力系统组成（定义）；特点；基本参数（三个）。参数（三个）。11-2.电站容量与发电机组数量电站容量与发电机组数量本节主要内容有两个部分本节主要

8、内容有两个部分 1.1.电站容量与发电机组数量确定原则：电站容量与发电机组数量确定原则：注意：电站容量确定原则的原因。确定机注意：电站容量确定原则的原因。确定机组数量时考虑的因素。组数量时考虑的因素。2.2.电站容量计算：电站容量计算：主要知道电站容量确定时考虑的因素，同主要知道电站容量确定时考虑的因素，同时了解方法和手段。时了解方法和手段。总原则：总原则：满足需求，确保安全，注意经济。满足需求，确保安全，注意经济。注意：注意：电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！电站总容量不能等于全船用电设备的总容量！因因为，所有设备并不是同时使用，同时使用的设备也不一定会为，所有设备并不是同时使用，同时

9、使用的设备也不一定会同时达到额定容量。同时达到额定容量。航行工况：航行工况：航行、进出港、装卸货、停泊、应急。用电航行、进出港、装卸货、停泊、应急。用电量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称量最大工况是进出港（过狭水道）工况，或称“机动工况机动工况”。基本原则：基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确定电站总容量。确定电站总容量。具体为：单机容量和机组数由电站总具体为：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。容量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。机组数确定注意机组数确定注意：1.1.单机容量以单机容

10、量以80%80%计；计；2.2.考虑备用至少考虑备用至少两台；两台；3.3.应与主机寿命相当；应与主机寿命相当；4.4.维护管理方便（不能太多、维护管理方便（不能太多、一般最多一般最多4 4台）。台）。因此，因此，一般为：一般为：2 24 4台。台。说明：说明：设备并不一定同时使用，且不一定同时达到额设备并不一定同时使用，且不一定同时达到额定容量。定容量。须求须求“用电最大工况用电最大工况”时设备时设备“真实用电需求量真实用电需求量”。具体方法是计算出用电设备容量，再乘于相应的。具体方法是计算出用电设备容量，再乘于相应的“系数系数”，即为设备，即为设备“真实用电需求量真实用电需求量”。这些系数

11、包括这些系数包括“利用系数利用系数”、“机械负荷系数机械负荷系数”、“电动机负荷系数电动机负荷系数”和和“同时系数同时系数”。这些系数通常是经验值。这些系数通常是经验值。利用系数：利用系数：实际需要功率与配置功率之差；实际需要功率与配置功率之差；机械负荷系机械负荷系数：数：实际轴功率与最大轴功率之差；实际轴功率与最大轴功率之差；电动机负荷系数：电动机负荷系数：考虑考虑半载或轻载工作；半载或轻载工作；同时系数：同时系数：考虑不同时工作。考虑不同时工作。实际确定用方法有实际确定用方法有“三类负荷法三类负荷法”，“需要系数法需要系数法”等。等。注意：注意：连续负荷为连续负荷为I I类负荷，短时、重复

12、短时为类负荷，短时、重复短时为IIII类负类负荷，偶然短时为荷，偶然短时为IIIIII类负荷。类负荷。IIIIII类负荷不考虑。类负荷不考虑。第二节要点第二节要点：容量、机组数选择原则；计算方法：容量、机组数选择原则；计算方法2种。种。11-3.主机轴带发电机装置主机轴带发电机装置本节主要内容有四部分本节主要内容有四部分 1.1.轴带发电机的特点轴带发电机的特点 2.2.主要类型主要类型 3.3.变距桨轴带发电机变距桨轴带发电机 4.4.定距桨轴带发电机定距桨轴带发电机 轴带发电机可节能、提高经济效率轴带发电机可节能、提高经济效率节能：节能：利用主机的功率储备；经济效率：减少燃油成本。利用主机

13、的功率储备；经济效率：减少燃油成本。特点：特点：优点：优点：1.1.经济高效；经济高效；2.2.改善环境；改善环境；3.3.减小维减小维修。修。缺点：缺点：1.1.只能定只能定速航行时工作；速航行时工作；2.2.控控制较复杂；制较复杂；3.3.初投资初投资大。大。组成：组成：主机直接（或通过变速机构）带动轴带发电机主机直接（或通过变速机构）带动轴带发电机SCSC发电。可充分利用主机的发电。可充分利用主机的“储备余量储备余量”（一般主机额定（一般主机额定功率功率+余量余量=主机可长期运行功率）。主机可长期运行功率）。主要类型主要类型 ：1.1.直流轴带机；直流轴带机；2.2.交流轴带机。交流轴带

14、机。说明：说明：1.1.虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对虽然直流轴带机电压稳定，转速的影响相对较小。但由于直流电机维护工作量大，目前在船上较小。但由于直流电机维护工作量大，目前在船上的应用非常有限。因此，直流轴带发电机较少用。的应用非常有限。因此，直流轴带发电机较少用。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。若将直流电逆变成交流电，则逆变麻烦。2.2.交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的交流轴带机为了使频率减小主机转速变化的影响，其控制较复杂。影响，其控制较复杂。有定、变距浆有定、变距浆2 2种种。变距桨系统特点：变距桨系统特点：转速不变，改变螺距可改变螺转速不变，改变螺距可改变螺旋桨推力

15、大小和方向。旋桨推力大小和方向。控制：控制：需要两方面的控制需要两方面的控制 1.1.主机油门控制；主机油门控制；2.2.螺旋桨螺距控制。螺旋桨螺距控制。而且要求螺距与油门的控制相互配合（才能使转而且要求螺距与油门的控制相互配合（才能使转速恒定）。速恒定）。存在的问题存在的问题 ：1.1.风浪对转速的波动有影响；风浪对转速的波动有影响；2.2.需要解决主机低速问题（传动机构）。需要解决主机低速问题（传动机构）。系统特点：系统特点：主机转速和转向是可变的。主机转速和转向是可变的。只有在船舶定只有在船舶定速航行时才是不变的。因此，要求船舶定速航行时速航行时才是不变的。因此，要求船舶定速航行时才能让

16、轴带发电机并网投入工作。才能让轴带发电机并网投入工作。同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此，同时，由于风浪等对转速可造成影响，因此，必须采取措施稳定转速，从而稳定频率。必须采取措施稳定转速，从而稳定频率。总体措施：总体措施：具体措施下面分别讨论具体措施下面分别讨论 1.1.转速补偿；转速补偿；2.2.频率补偿。频率补偿。方法：方法：1.1.变流机组变流机组稳定供电频率；稳定供电频率；2.2.行星齿轮传动系统；行星齿轮传动系统；3.3.轴带异步发电机轴带异步发电机；4.4.电磁电磁滑差离合器滑差离合器恒速系统。恒速系统。变流机组变流机组：控制可控硅导控制可控硅导通角稳定电压，可稳定发电机通角稳定电压，可稳定发电机转速。转速。行星齿轮：行星齿轮：液压系统提供液压系统提供附加传动，稳定发电机转速。附加传动，稳定发电机转速。异步发电机：异步发电机：与变流机组与变流机组相似，也是稳定电动机和发电相似，也是稳定电动机和发电机转速。机转速。滑差离合器滑差离合器：励磁电流大励磁电流大小可控制转矩，从而稳定转速。小可控制转矩，从而稳定转速。转速补偿转速补偿第三节要点第三节要点：特点；类型（直、交流）；