輪機概論 第11章 船舶電氣及自動化概述

輪機概論IntroductiontoMarineEngineering第八章船舶電氣及自動化概述[1]第八章船舶電氣及自動化概述Chapter8Introductiontomarineelectricalsystem&automation船舶電力系統(tǒng)軸帶發(fā)電機船舶電氣安全管理油船電氣系統(tǒng)的安全管理輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[2]第一節(jié)船用電力系統(tǒng)Section1Marinepowersystem一、船舶電力系統(tǒng)的組成及特點1.系統(tǒng)組成

(★★)

電源裝置配電裝置第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[3]（1）電源裝置將機械能、化學能等能源轉變?yōu)殡娔艿难b置，主要指發(fā)電機和蓄電池

（2）配電裝置對電源和用電設備進行保護、監(jiān)測、分配、轉換、控制的裝置

（3）船舶電網電纜電線的總稱，是中間傳遞環(huán)節(jié)

（4）負載各種用電設備

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[4]2.船舶電力系統(tǒng)的特點(★)

電站容量連接方式電壓等級配電裝置第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[5]二、船舶電力系統(tǒng)的基本參數1.電流種類（電制）★直流電早期采用；但在可靠性、經濟學、可維修性等方面有很多缺陷；交流電目前幾乎所有的船舶采用；調壓、變頻和并聯運行；交直流混合電力系統(tǒng)第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[6]2.額定電壓等級★意義電氣設備的重量和尺寸經濟性安全性各國的電壓等級中國美國日本第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[7]3.額定頻率中國：50Hz;美國：60Hz三、配電裝置1.主配電板的構成及功能★發(fā)電機控制屏并車屏負載屏匯流排

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[8]發(fā)電機控制屏組成：發(fā)電機開關及操縱器件、指示燈和儀表、發(fā)電機勵磁控制和保護環(huán)節(jié)控制屏及儀表

并車屏儀表與開關：同步表、同步指示燈、投切順序選擇和轉換開關、操縱按鈕及狀態(tài)顯示指示燈、匯流排分段隔離開關、粗同步并車電抗器、自動并車裝置等。用于交流發(fā)電機組的并聯運行、解列等操作

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[9]負載屏儀表及開關

用途匯流排用途

相序第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[10]2.分配電板由過載保護電器組成的集合體，對額定電流不超過16A的電氣設備進行供電；動力分配電板和照明分配電板；3.應急配電板用于應急發(fā)電機的控制和監(jiān)視，并向應急用電設備供電

；由應急發(fā)電機控制屏和應急配電屏組成；

與主配電板的互聯；

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[11]5.蓄電池用途：備用電源類別：酸性、堿性蓄電池性能：開路電壓、工作電壓、電池容量、使用溫度壽命和儲存期第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[12]1）酸性蓄電池結構組成：電極、電解質、隔離物及外殼

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[13]放電過程負極：正極：氧化反應還原反應第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[14]充電過程：負極：還原反應正極：氧化反應第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[15]2）堿性鎘鎳蓄電池（NickelCadmiumCell）第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[16]3）蓄電池的充放電方式4）船用蓄電池的維護保養(yǎng)恒電流充電恒電壓充電恒電流恒電壓充電初次充電正常充電

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[17]6.岸電箱★供電方式：接用單相交流岸電，僅供船上照明電路使用；船上安裝一臺變流機組或整流裝置，將交流岸電變?yōu)橹绷麟姡俟╇娊o船上的停泊負載；基本要求：岸電箱的設施注意事項第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[18]7.船舶電網

(★★)

主電網：主發(fā)電機通過主配電板供電的網絡，包括動力電網和照明電網，分別供電給動力負載和照明負載

應急電網：由應急發(fā)電機通過應急配電板供電，或由蓄電池通過蓄電池充放電板供電的電路

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[19]第二節(jié)軸帶發(fā)電機Section2Shaftmotorgenerator第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[20]一、主要類型(★★)

頻率變動型頻率穩(wěn)定型復合型l:軸帶發(fā)電機；2:晶閘管整流器；3:電抗器；4:晶閘管道變器；5:短路電抗器；6:同步調相機；7:勵磁變換器；8:控制裝置；9:勵磁變壓器；10:負載

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[21]關鍵問題★

：根據主機的運行條件，對主機轉速的變化進行補償，以獲得恒頻、恒壓的電力轉速補償方式：無頻率補償型：發(fā)電機的頻率隨主機轉速而變化二、變距漿船舶的軸帶發(fā)電機頻率補償型：采用機械或電氣的控制手段保持船舶電網的頻率第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[22]圖7-3CPP+S/G

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[23]變距槳和軸帶發(fā)電機

工作原理(★★★)

發(fā)電機與主機轉軸靠機械傳動裝置（減速齒輪箱）聯在一起；缺點：①輸出電源頻率受主機負荷變化的影響；②可以和其他發(fā)電機并聯運行，但時間不宜過長；③輸出功率的大小受主機允許輸出功率的限制；

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[24]三、定距漿船舶的軸帶發(fā)電機第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[25]第三節(jié)船舶電氣安全管理Section2SafetyManagementofElectricalsystme一、船舶照明系統(tǒng)的維護保養(yǎng)1.照明系統(tǒng)的維護周期和要求

(★★★)

測量線路的絕緣電阻檢查燈頭接線是否老化和開斷檢查室外燈具水密性能與銹蝕開航前，應檢查航行燈、信號燈的供電電源、燈具及故障報警裝置探照燈、運河燈在使用前應檢查其電源、開關、連接電纜和燈具的水密性能及絕緣電阻情況第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[26]2.照明系統(tǒng)維護保養(yǎng)注意事項★盡量避免帶電更換燈泡，更換的燈泡應與電源電壓一致，功率不能超過燈具允許的容量。在檢修某些特殊部位，例如輔鍋爐內部、柴油機曲軸箱、壓載艙、儲水柜等地方需用臨時照明時，必須使用帶有安全網罩的36V以下的低壓燈。裝卸易燃危險貨物時，不可使用攜帶式貨艙燈。應急照明燈具應涂以紅漆標記，以示區(qū)別。經常檢查燈泡是否良好，損壞的應及時更換.。第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[27]甲板、船橋等露天投光燈具，開燈前應先脫去帆布，用完要及時將帆布罩妥。室外水密插座，通電前先檢查插頭螺母是否旋緊，取出插頭前檢查電源是否切斷，用畢后應旋緊防水蓋。需要張掛彩燈時，要考慮到供電線路和開關的載流量、各相電流分配是否平衡，并要配備好保護裝置。油船嚴禁張掛彩燈

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[28]二、船舶電氣火災的預防★1.電氣設備起火原因電氣設備的絕緣下降或損壞，電氣線路發(fā)生短路、接地等故障引起的火花；電氣設備長期過載、超負荷工作，溫升超過允許值，甚至燃燒；繼電器、接觸器通斷‘情況不良，滅弧不好；直流電機換向不好，換向火花過大；導體或電纜連接點松動，接觸不好，引起局部發(fā)熱甚至燃燒。

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[29]2.電氣設備的防火要求★

經常檢查電氣線路及設備的絕緣電阻，發(fā)現接地、短路等故障時要及時排除；電氣線路和設備的載流量必須控制在額定范圍內；嚴格按施工要求，保證電氣設備的安裝質量；按環(huán)境條件選擇使用電氣設備，易燃易爆場所要使用防爆電器；電纜及導線連接處要牢靠，防止松動脫落

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[30]3.電氣滅火器具對于已經切斷電源而范圍較大的電氣火災，可使用水和常規(guī)滅火器

；對于未切斷電源的電氣火災應采用絕緣性能好、腐蝕性小的滅火器具

；H氧化碳滅火器、1211滅火器、干粉滅火器

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[31]第四節(jié)油船電氣系統(tǒng)的安全管理Section4ElectricalsystemSafetyManagementoftanker一、油船靜電起火的預防1.靜電的產生(★★★)

油與管壁、油艙的摩擦和沖擊

油品與油艙壁的摩擦

油品通過多孔或網狀過濾器、隔離裝置

油品微滴的飛濺與空氣摩擦及油中結晶水滴的沉降過程

油艙內的油品與油面漂浮物的相互撞擊在對油艙采樣測量時，測桿和采樣器具在施放和提升過程中，油艙內會產生靜電；洗艙機和噴嘴軟管在洗艙工作過程中會產生靜電，洗艙水柱、水霧、水珠等形成的水滴；降落在油品中發(fā)生沖擊時，也能產生靜電；

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[32]油艙內的鐵銹、石鈾渣滓等沉淀物在下沉時，會產生靜電；油艙上索具和吊桿的摩擦，會產生靜電；落到油艙的物品及工具等，在墜落和發(fā)生碰撞時，會產生靜電；人體穿脫毛料和合成纖維衣服時，會產生極高的靜電電壓，足以引燃周圍的爆炸性氣體。第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[33]二、油船靜電的預防★向艙內充入惰性氣體，以使含氧量極低在裝卸油時應控制貨油的流速油管要用接地電纜連接裝完后30min進行取樣按要求進行洗艙油船工作人員應穿導電好的衣服和鞋襪，不宜配帶與人體絕緣的金屬器件

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[34]三、油船電氣設備的管理要求★采用對地絕緣系統(tǒng)；采用防爆型或本質安全型設備或電路；定期檢測電纜、電氣設備的絕緣電阻，保持絕緣良好；

防止工具碰擊短路產生電火花；

在室外禁止使用非防爆式燈具，手電筒也應是防爆型；

主電站和應急電站應定期清潔，防止油污造成短路

；嚴格控制使用電爐，絕對禁止使用明火電爐；防止電纜、電氣設備與高溫管道接觸，保證絕緣不損壞；

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[35]四、特殊注意事項★不許動用電焊、氣焊、噴燈以及易于發(fā)生火災的工具；停止蓄電池的充電；無線電通信只許收報，不能發(fā)報；斷開靠貨艙口及貨艙進氣口的電動機電源，關好各種起動箱控制室、插座的門蓋，以防油氣和水侵人；禁止在室外和氣密場所使用萬用表和兆歐表；關閉變流機組、通風機、加溫器等的電源；斷開雷達電源，天線轉至背向油艙的方向；使用防爆式報話機時，應站在貨艙口的下風。如需換電池，要在室內進行，使用固定式超短波電話時，應將輸出功率調到IW以下；修理雷達、發(fā)報機和各種助航儀器時，應先經測爆，在確認無可燃氣體威脅時，方可進行修理，嚴禁懸掛彩燈；

第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[36]第五節(jié)輪機自動化概述Section5Introductionformarineengineeringautomation一、輪機自動化系統(tǒng)是集機艙動力系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的自動控制、監(jiān)測、報警等于一體的監(jiān)控系統(tǒng)。主要包括以下內容和技術：船舶主機自動遙控，各種參數和工況的自動監(jiān)測、報警；各種輔機的自動控制、集中控制、自動調節(jié)；電站自動化；火警探測及自動滅火；系統(tǒng)的故障診斷等。第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[37]第八章船舶電氣及自動化概述主機遙控系統(tǒng)(★★)

主機遙控系統(tǒng)保證主機可在駕駛室用車鐘手柄直接操縱，或者在機艙集中控制站操縱。通過邏輯回路控制主機的起動、換向和停車等操作；通常采用電子組件執(zhí)行轉速的PID控制任務。系統(tǒng)還設有故障停車、故障減速、應急操縱、三次連續(xù)起動、自動避開臨界轉速和冷車起動時按時間程序增加熱負荷等一系列功能。輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[38]第八章船舶電氣及自動化概述輪機概論IntroductiontoMarineEngineering[39]第八章船舶電氣及自動化概述電站自動化系統(tǒng)(★★)

電站自動化系統(tǒng)主要功能是自動控制電站系統(tǒng)正常運行，保護連續(xù)安全供電。要求能夠自動處理系統(tǒng)的不正?，F象