船舶電站教學目的：掌握船舶電力系統及保護、配電板、應急發電機、蓄電池、接岸電裝置的基本組成、性能和使用；掌握軸帶發電機、空氣開關、各種并車裝置性能和特點；掌握手動并車的原理和操作。重點：船舶電力系統、配電板的組成、性能；掌握手動并車的原理和操作。難點：軸帶發電機、空氣開關的性能。船舶電站教學目的：掌握船舶電力系統及保護、配電板、應1§1船舶電力系統概況§2電站容量與發電機組數量§3主機軸帶發電機裝置§4船舶配電板§5萬能式空氣斷路器§6發電機的保護§7發電機的并聯運行條件與分析§8手動并車整步原理與方法§9自動準同步并車原理（機動略）§10船舶應急發電機組§11船舶蓄電池裝置§12船舶接用岸電裝置§1船舶電力系統概況2§1船舶電力系統概況

一、系統的組成及特點（一）船舶電力系統的組成由電源、配電裝置、電力網和負載四部分組成。1．電源

將其它能量轉換成電能的裝置；主要由發電機組和蓄電池組組成。2．配電裝置（1）定義：接受和分配電能，對電源、電力網和負載進行保護、監視、測量和控制的裝置。（2）組成：各種轉換和控制開關、互感器、測量儀表、連接母線、保護電器、自動化裝置及各種附屬設備等。（3）分類：A．總配電板（一級），動力配電箱、照明配電箱（二級）；B．應急配電板；C．充放電板。§1船舶電力系統概況

一、系統的組成及特點33．船舶電力網船舶輸電電纜和電線的總稱；由動力、照明、應急、低壓和弱電等電網組成。4.負載將電能轉換成其它形式能量的裝置；種類。（二）船舶電力系統的特點1．容量小（多為2～3臺小容量柴油發電機），電壓、頻率易波動（易全船停電）。2．輸電線路短（短路電流大）。3．環境惡劣：要能在潮濕、鹽霧、油霧和霉菌的環境和在規定的船舶傾斜、搖擺、振動和沖擊等條件下可靠的工作。3．船舶電力網4二、系統的基本參數1．電流種類—電制50年代前用直流；現代用交流。2．額定電壓我國限定電壓500V（非電力推進船舶）；動力：電源（發電機）400V（美日450V），負載380V；照明：電源（變壓器）230V，負載220V。3．額定頻率我國50Hz，美日60Hz。返回二、系統的基本參數返回5§2電站容量與發電機組數量

一、確定電站容量和選擇發電機組數量的基本原則1．船舶的運行工況2．確定電站容量的基本原則電站容量以實際用電量最大的運行工況為基礎來確定。確定船舶電站容量的原則是：應能滿足船舶在各種運行工況下的用電量并有適當余量。3．發電機組容量和數量的選擇原則§2電站容量與發電機組數量

一、確定電站容量和選擇發電機組6二、電站容量的計算利用有關理論和統計計算選擇發電機組容量和發電機組臺數時，應考慮機動、壽命和維修等選發電機的基本原則；考慮計算的各運行工況的總功率，還要考慮cosφ=0.8的無功容量。返回二、電站容量的計算返回7§3主機軸帶發電機裝置一、軸帶發電機的特點要點：充分利用主機功率儲備裕量，實現節能；主機燒重柴油，其發電成本降低；系統控制環節多，管理復雜。二、船舶軸帶發電機主要類型1．直流軸帶發電機（很少）2．交流軸帶發電機（分：可變螺距螺旋槳的主機型式；定螺距螺旋槳的主機型式）三、變螺距螺旋槳式主軸轉速與轉向恒定；主機轉速低、主機與軸發間設增速齒輪；例：齒輪比為1：10、f=50Hz、n=150r/min、則P=2；一般軸發和備用柴發P相同。§3主機軸帶發電機裝置一、軸帶發電機的特點8四、定螺距螺旋槳式（主要）主軸轉速與轉向可變；通過轉速補償裝置使發電機電壓和頻率穩定。主要是：整流—逆變作中間環節的(晶閘管)軸帶發電機系統。五、軸發工作對主機的轉速有限制，因此還要設輔助柴油發電機組。補充：晶閘管軸帶發電機系統一、組成四、定螺距螺旋槳式（主要）9船舶電站課件101．軸帶發電機1（SG）、晶閘管整流器2、直流平滑濾波電抗器3、晶閘管逆變器4和交流電抗器5構成主回路有功通道。變壓器11和晶閘管整流器7是軸帶發電機勵磁電流調節電路。軸帶發電機（三相逆變器）提供有功功率。2．具有自動調壓器（AVR）的調相機（也稱同步補償機SC）6為無功通道。同步補償機提供無功功率。3．控制（頻率和逆變角）器8調節和控制系統頻率和有功功率。二、起動當船舶離港進入正常航行工況（如公海）后，主機轉速達到要求時，可投入軸帶發電機系統。1．軸帶發電機1（SG）、晶閘管整流器2、直流平滑濾波電抗器111．接通控制系統的電源；2．檢查起動條件，當系統無故障報警和車鐘在大于最小轉速（＞75%額定轉速）位時，允許起動調相機（發出允許起動信號）；3．按下異步電動機的起動按紐（或自動控制起動），帶動調相機（同步補償機）起動，并建立電壓；4．檢查調相機建立正常電壓后，接通軸帶發電機的勵磁電路，發電機起壓空載運行；5．給整流器、逆變器觸發脈沖，逆變器開始向調相機輸出功率，異步電動機斷電；6．軸帶發電機系統已經具備供電能力，起動成功。1．接通控制系統的電源；12三、停機當船舶需要轉入機動工況（如進港等）時，因主機將進行減速、倒車、停車等操縱，軸帶發電機應停止工作。（主要步驟：1→2→3）1．起動柴油輔助發電機組，并切除次要負載；2．完成輔助發電機的手動或自動并車及轉移負荷，之后才能操作主機減速或倒車；3．當主機轉速降低到額定轉速的40%以下時，軸帶發電機勵磁終止，主開關跳閘，逆變器停止觸發，軸帶發電機終止發電。返回三、停機返回13§4船舶配電板一、主（總）配電板由發電機控制屏、并車屏、負載屏及連接母線等組成。1．發電機控制屏作用：控制、調節、監視和保護發電機組。組成：上部為測量儀表[電流表（測線電流）、電壓表（測線電壓）、頻率表、功率表、功率因數表和儀用互感器]、轉換開關和指示燈等；中部為主開關（含逆功率繼電器）、指示燈等；下部為自勵恒壓裝置。2．并車屏主要有同步表、同步指示燈等。用作交流發電機并車操作。§4船舶配電板一、主（總）配電板143．負載屏用來分配電能并對各饋電線路進行控制、監視和保護。組成：主要有裝置式自動開關、絕緣指示燈、兆歐表、與岸電箱相連的岸電開關等。包括動力負載屏和照明負載屏。主配電盤直接供電（提高重要負載供電的可靠性）的設備：舵機、錨機、消防泵、航行燈、無線電電源板、電羅經、電航儀器電源箱、蘇伊士運河燈等部分重要負載，還有空壓機、鍋爐鼓風機等大容量負載。其中舵機和航行燈采用兩路供電、一路經應急電盤。4．匯流排（母線）用來匯集和分配電能；排列顏色：交流A、B、C分別為綠、黃、褐或紫，中線為淺藍；直流正、負為紅、藍；中線為黃綠色相間。按從上到下、從左到右、從前到后排列。（中間）3．負載屏15二、應急配電屏作用：用來控制和監視應急電源工作情況，并合理分配應急電源。組成：應急發電機控制屏和應急負載屏（同主配電屏），無并車屏（無整步表、同步指示燈）和逆功率保護。主、應急配電屏關系：應急電網平常由主配電屏供電，其聯絡開關對應急電屏進行電氣聯鎖；主發電機失壓應急發電機自動起動，并經應急配電屏經向應急電網供電。三、充放電屏作用四、區配電板、分配電板將從主配電屏輸送來的電能向不同區域的用電設備進行配電。區：I＞16A分：I＜16A五、岸電箱船舶停靠碼頭和進塢時，將岸電接入總配電屏進行分配。

返回二、應急配電屏返回16§5萬能式空氣斷路器概述1．分類自動開關（又叫空氣開關、斷路器）分為：

塑料外殼式（裝置式），用DZ表示，作分路或負荷開關；框架式（萬能式），用DW表示（陸用DW10為主，船用DW—94、95、98、AH等），作總開關。2．船用萬能式自動空氣斷路器（1）組成觸點系統、滅弧裝置、自由脫扣機構、操作傳動機構和保護元件（脫扣器）等。（2）用途

A．開關作用：通斷主電路，也可以通過分勵按紐進行遠距離斷電操作；B．保護作用：短路、過載和欠電壓時自動切斷主電路。§5萬能式空氣斷路器概述17一、觸頭系統（見圖1）由主觸頭（斷先、通后），副觸頭，弧觸頭（帶電通斷：通先、斷后）組成，都起通斷主電路的作用；輔助觸點通斷控制電路。二、滅弧裝置采用磁鋼片制成的滅弧柵片：利用電磁力將電弧吸入柵片，拉長、分割成小段和陰極效應（見圖2講）使電弧熄滅。一、觸頭系統（見圖1）18三、自由脫扣機構作用：實現操作傳動裝置與觸點系統之間的聯系（書圖：恢復四連桿的剛性連接）。書圖（b）無聯系、（c）有。分閘不能合閘，要經再扣才能合閘（DZ見圖3）。四、操作傳動裝置作用：使觸頭合閘；過程：使儲能彈簧儲能，自由脫扣機構達“再扣”，然后利用儲能快速合閘；種類：手動操作，電磁或電動合閘。三、自由脫扣機構19五、保護元件（脫扣器）（見書圖）概述作用：脫扣器動作使自動開關掉閘。種類：DZ主要是熱脫扣器（過載保護）、電磁式過流脫扣器（短路保護），復式脫扣器（短路和過載保護）；DW脫扣器：1．電磁式（DW98采用半導體式）過流脫扣器：多個、（電流）線圈串聯在主電路中（圖1）。分瞬時脫扣器：短路保護；短延時脫扣器：短路選擇性保護；長延時脫扣器：過載或過載選擇性保護。2．電磁式失壓脫扣器（電壓）線圈并聯在主電路中（圖2）；欠（失）壓作保護。為避免電源電壓瞬時波動造成欠壓脫扣器誤動作，須采用延時跳閘機構。五、保護元件（脫扣器）（見書圖）概述203．分勵脫扣器遠距離斷電控制；分通電型：按紐加電壓脫扣器；斷電型：按紐加欠壓脫扣器。（見書圖）返回3．分勵脫扣器遠距離斷電控制；返回21§6發電機的保護電站保護的任務：切除故障電氣設備；發出報警信號。要求保護元件具有可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。1．可靠性：保護裝置本身必須工作可靠；2．選擇性：電力系統，從發電機到負載，應分級設置保護裝置，使保護具有選擇性；系統發生故障時使離故障電路最近的保護裝置動作；其動作電流或動作延時：短路保護動作整定電流逐級減少、動作整定延時逐級減少。（DW采用整定時間），DZ(一般采用整定電流)§6發電機的保護電站保護的任務：切除故障電氣設備；發出報警223．快速性：對于故障保護電器要求動作快速，以免事故擴大造成損害。4．靈敏性：對于故障和非正常狀態的反應能力。3．快速性：對于故障保護電器要求動作快速，以免事故擴大造成23一、外部短路保護1．外部短路：發電機輸出電流大大超過額定電流；2．要求Id=2（或3）～5Ie、延時0.2（或0.3）～0.6s動作（選擇性）；Id=5～10Ie、瞬時動作（快速性）。3.采用自動開關過流脫扣器（非熔斷器）或過電流繼電器進行保護。二、過載1．發電機過載：發電機輸出電流（功率）超過額定值；2．（規范）要求過載保護元件無分級卸載：I=1.25～1.35Ie、延時15～20s動作分級卸載：I=1.1～1.2Ie、延時5～10s卸掉次要負載，I=1.5Ie、延時15～20s動作一、外部短路保護243．采用自動開關（長延時）過流脫扣器或長延時過電流繼電器和分級卸載裝置進行保護；動作值按發電機電流設定。三、欠壓保護（對發電機和運行的電動機保護）1．欠壓原因危害：電動機過流或堵轉，其它負載不能正常工作。2．要求發電機跳閘帶時限U=70～80%Ue、延時1.5～3s；不帶時限U=40～70（或50～60）%Ue、瞬時。3．采用自動開關欠壓脫扣器或欠壓繼電器進行保護四、逆功率保護（保護發電機組）1．逆功率保護的性質（1）原因：并聯運行的發電機，若一臺發電機的原動機發生故障使轉矩消失，則發電機進入電動機狀態，拖動原動機轉動從電網吸收功率即逆功率，另外并車操作未能滿足并車條件也出現逆功率。（2）危害：正常運行的發電機嚴重過載跳閘。3．采用自動開關（長延時）過流脫扣器或長延時過電流繼電器和分25（3）要求：P=-5～-15%Pe、延時1～10s（防并車時短暫逆功率）逆功率繼電器跳閘。2．逆功率繼電器（1）GG—21型感應式逆功率繼電器原理：電流線圈的磁場和電壓線圈的磁場穿過鋁盤組成一個移位磁場，鋁盤感應形成幅射狀電流，在磁場中受力作用而轉動，永久磁鐵起阻尼作用。輸出功率鋁盤帶動觸點向斷開處轉動，但被擋塊擋住，逆功率鋁盤帶動觸點閉合，使自動開關跳閘。改變電流線圈匝數可改變動作值，改變擋塊位置可改變延時。接線：電壓線圈接B、C相，電流線圈接C相。（2）整流式逆功率繼電器裝置（3）晶體管式逆功率繼電器裝置返回（3）要求：P=-5～-15%Pe、延時1～10s（防并車時26§7發電機的并聯運行條件與分析一、并聯運行的必要性

1．發電機容量合理利用：少負載開一臺，多負載開兩至三臺。2．便于對發電機的維護管理：多臺機可以輪流進行保養和維護。二、并聯運行的條件：電壓、頻率、初相相同，相序一致。三、頻率和初相位相同，電壓有效值不同：（環流的均壓作用）

1．兩機電壓不等在兩機間形成環流（見書圖）。§7發電機的并聯運行條件與分析一、并聯運行的必要性272．環流使電壓高的發電機產生去磁電樞反應、電壓降低，電壓低的發電機產生增磁電樞反應、電壓升高，結果使兩機電壓相等。3．要求：ΔU＜10%Ue（電抗小，一定的電壓差產生很大的沖擊環流）。四、頻率和電壓相同，相位不相同：自整步作用1．自整步作用2．環流使電壓高的發電機產生去磁電樞反應、電壓降低，電壓低的282．要求：-15°＜δ＜15°相差太大（180°最大），兩機間產生沖擊電流和沖擊力矩，不能牽入同步，且產生振蕩（轉子相對擺動），導致逆功率跳閘，甚至損壞繞組。2．要求：-15°＜δ＜15°29五、并車時電壓和相位相同，頻率不相同1．頻率不同兩機具有相位差δ=2л(f2-f1)Δt和電壓差，具有自整步作用。2．要求：-0.5Hz＜Δf＜+0.5Hz（T=1/Δf）頻差小自整步作用使兩機牽入同步，頻差大無法牽入同步。六、相序不一致引起很大的環流燒壞發電機，該條件一般可滿足，航行并車不必檢測。七、合閘：最理想是待并發電機的電流為零時。并車時任何一個條件不滿足都會產生沖擊電流，相位和頻率條件不滿足還會產生沖擊轉矩。返回五、并車時電壓和相位相同，頻率不相同返回30§8手動并車整步原理與方法概述：1．準同步并車法：觀察和調整發電機的電壓、頻率和初相位，使之完全滿足并車條件后并車。2．手動準同步并車法：依靠操作人員觀察、判斷進行并車操作；自動準同步并車：依靠自動裝置完成并車。3．調壓器可保證電壓條件，并車時只要調整待并機的頻率和相位一、燈光法（同步指示燈法）1．燈光明暗法（暗燈法）（1）電路§8手動并車整步原理與方法概述：31（2）性能A．燈光很亮說明待并機與電網相位差很大、熄滅說明相位差很小或為零，燈光明暗度說明相位差的大小；B．燈光明暗變化快說明頻差大、慢說明頻差小。（3）合閘調待并機的調速開關（即調油門），使燈光明暗變化慢（周期為3～5秒），燈光熄滅后（接近燈暗區中心）（ΔU為30%Ue燈滅），合閘并車。（4）缺點燈光明暗不能說明f2是快還是慢。（2）性能322．燈光旋轉法（亮燈法）（1）電路（2）性能A．f2＞f1：三燈熄滅的順序為L1→L2→L3→L1，f2＜f1：三燈熄滅的順序為L1→L3→L2→L1；B．燈光明暗旋轉快說明頻差大、慢說明頻差小，L1燈光明暗度說明相位差的大小。（3）合閘調待并機的調速開關：f2快減速、f2慢加速，使燈光旋轉慢（周期為3～5秒），熄滅的順序為L1→L2→L3→L1（快向、順時針，防逆功率），接近L1燈熄滅區中心，合閘并車。2．燈光旋轉法（亮燈法）（1）電路33二、同步表法1．并車操作（1）當同步表指針指快向、調待并機調速開關減速，當同步表指針指慢向、調調速開關加速。（2）當指針指快向（順時針）旋轉，轉速慢（周期為3～5秒），指針在紅點前10°～15°即11點鐘位置（開關慣性）合閘，待并機牽入同步。2．性能（1）并車后同步表應斷電（15分鐘短時工作制）。（2）接線要正確，轉子應接電網AB相。3．目前大多數船同時采用同步表法和燈光明暗法。二、同步表法34三、電抗器粗同步并車原理1．特點：基本滿足并車條件：調節待并機頻率（條件同準同步），觀測電壓差別不大，不考慮相差（最好δ＜90°）。先在待并機和電網間接入一個電抗器（短時工作制、空心線圈），限制沖擊電流（I=1.2～1.4Ie）和沖擊轉矩，牽入同步（電抗器不能太大：要有足夠的環流），然后合閘、自動延時切斷電抗器。2．電路原理：（講）設G1為運行機，G2為待并機。按下SB2→KM2通電→輔觸點閉→自鎖→限流→主觸點閉→G2與電網接電抗器LS→牽入同步→KT2通電觸點延時閉→KM4通電觸點閉→DW2通電→aa→輔觸點斷→KM2、KT2、KM4斷電觸點復原→主觸點閉空氣開關合閘（線圈通電合閘，斷電無影響）三、電抗器粗同步并車原理35四、并車失敗的原因：1）電網電壓、頻率波動太大；2）空載并車；3）并車操作不當；4）未能及時轉移負載。五、直流發電機并車（補）1．條件：電壓相等（檢測儀表僅電壓表）、極性相同。2．并車：起動待并機→調勵磁使電壓稍高于電網電壓（防逆電流失、反磁跳閘）→按下合閘按紐→增加并入機勵磁減少運行機勵磁轉移負荷。四、并車失敗的原因：363．解列：增加留用機勵磁，同時減少解列機勵磁（兩機的電動勢一增一減）（只增或只減一機勵磁、負荷分配改變、電網電壓增加或減少）到負荷電流為零、再按下脫扣按紐。4．為保證負荷動態分配的均勻及并聯運行的穩定性，直流復勵發電機必須設均壓線（勵磁部位）。返回3．解列：增加留用機勵磁，同時減少解列機勵磁（兩機的電動勢一37§9自動準同步并車原理

一、自動準同步并車原理1．性能：利用自動并車裝置檢測和調整待并發電機的電壓、頻率和相位，使之滿足并車條件，向合閘機構發出信號，使主開關合閘。2．基本功能（1）能檢測待并機電壓和頻差，并且能自動調節；§9自動準同步并車原理

一、自動準同步并車原理38（2）有一個門電路，當滿足合閘條件時發出合閘信號（不滿足條件實現閉鎖）；（3）能保證合閘提前時間等于主開關固有時間：使合閘瞬間電壓、相位一致，達到準確同步目的。3．組成：分合閘、調壓和調頻三部分。二、自動整步器（略）。返回（2）有一個門電路，當滿足合閘條件時發出合閘信號（不滿足條件39§10船舶應急發電機組

一、應急電源1．設應急電源的條件：客船及1000總噸或500噸以上貨船。2．作用：當主電源因故障不能繼續正常供電時，立即向船舶一部分用以保證船舶安全的用電設備繼續供電；其功率應充分供應上述設備的用電。3．組成：應急發電機組及應急配電板和應急蓄電池組及其充放電板或之一。大應急發電機（組），供電時間：國際航線的客船為36h.小應急為蓄電池組，供電時間為30min.(小應急在大應急有故障時或起動過程中投入，用來保證最必須的用電設備不致斷電而設置)§10船舶應急發電機組

一、應急電源404．應急電源供電范圍

1）航行燈及國際海上避碰規則、所規定的其它各種信號燈；2）白晝信號探照燈及無線電測向儀，無線電臺（按國際航行要求）；3）各通道、梯道出口處的應急照明，每個登艇處的應急照明，救生艇、筏、救生浮貯存處的照明。4）機艙主機操縱臺、鍋爐水位表、氣壓表、總配電盤前、應急發電機室、舵機等處的照明；

5）駕駛室、海圖室、無線電室、消防設備控制站的照明；

6）船員、旅客公共艙室的照明；

7）緊急集合報警裝置；

8）電動應急消防泵；

4．應急電源供電范圍419）固定式潛水艙底泵；

10）無線電設備和通用報警器；

11）舵機。

二、應急發電機組要求：

1．與主電源的聯鎖關系：主電源正常供電，應急電源不能投入；主電源失壓，應急電源自動投入；小應急在大應急投入前投入（供無線電和應急照明），大應急投入后自動退出；主電源供電大應急立即退出。2．應急配電盤由獨立饋線經聯絡開關與主配電盤聯接，應急電網平時由主配電盤供電。

3．主電網失電，主配電盤與應急配電盤聯絡開關自動斷開（先），應急發電機應在30s內自動起動，主空氣開關自動合閘（后）投入供電；主電網恢復供電，聯絡開關自動閉合。

三、應急發電機的自起動控制裝置（略）

返回9）固定式潛水艙底泵；

10）無線電設備和通用報警器；

42§11船舶蓄電池裝置

種類：

酸性蓄電池：歷史悠久、用途廣泛、價格低廉、船上多用，外殼不帶電；

堿性蓄電池：工作電壓平穩、可大電流放電、機械強度高、使用壽命長，但價格較高。一、酸性蓄電池基本結構和工作原理1．組成

1）容器2）極板3）隔板（見書）

2．工作原理§11船舶蓄電池裝置

種類：43二、堿性蓄電池

1．組成：容器、極板和活性物質等。

2．工作原理（電解液為KOH、充放電比重不變）

負極正極負極正極3.每個蓄電池的電動勢一般為1.25V，放電畢為1～1.2V，充電畢為1.4～1.8V。三、蓄電池的容量Q=It單位：安時（Ah）酸性蓄電池以10h為標準放電（例200Ah：20A、放電10h）；堿性蓄電池以8h為標準放電。二、堿性蓄電池

1．組成：容器、極板和活性物44四、充電1．充電種類：1）初充電：新的和長期庫存的蓄電池充電；2）經常充電：正常充電；3）過充電：補充經常充電不足的極板硫化原因：長時間充電不足、過放電；措施：按時過充電、定期全容量放電。2．充電方法：1）充放電制：恒流充電法（堿性常用），恒壓充電法，分段恒流充電法（酸性常用、可延長壽命）。2）浮充電法：整流充電設備處于經常工作，電源、蓄電池、負載保持接通，一可為負載供電、還可為蓄電池充電。四、充電45五、比重（酸性）充電畢比重（大）：1.275～1.300，極限電壓2.4V（正常額定2V）放電畢比重：1.150～1.180，極限電壓1.7V（約為90%額定電壓）電壓：E=0.84+d（d為比重）六、維護保養1．酸性蓄電池液面下降的原因是產生氣體和蒸發、應加蒸餾水。2．保持鉛蓄電池通氣孔暢通和蓄電池室通風是為防爆。3．1h放電，酸性蓄電池不可，堿性蓄電池可以。后者過充電、過放電能力強。4．未加LiOH的堿性蓄電池溫度不得超過30℃。返回五、比重（酸性）返回46§12船舶接用岸電裝置

概述：1．接岸電的作用：當船舶靠岸特別是修船時應接岸電，因岸電比船電便宜很多，同時可免去對發電機進行管理，便于發電機的維修、保養。2．接岸電的要求：電制、額定電壓及額定頻率一致，與船舶電網相序一致（不一致電動機反轉等）且不能斷相。3．主發電機、應急發電機、岸電之間的聯鎖關系是：主發電機供電，岸電開關合不上閘或自動跳閘；主發電機（應急發電機）脫離電網后，岸電開關才能合閘。主發電機失電，應急發電機自動起動送電。配電板上主開關與岸電開關設有聯鎖保護環節。一、相序指示器

1．電路§12船舶接用岸電裝置

概述：47船舶電站課件482．原理：上圖在正常情況通過電路分析U1=1.5UpU2=0.4Up（Up為相電壓）3．性質：白（綠）燈比紅燈亮、為正序，可接岸電；紅燈比白（綠）燈亮、為逆序，應將岸電任意兩根接線對換。二、逆（負）序繼電器1．作用：在逆序或斷相時，接岸電的自動開關不能合閘。2．原理：（講）1）正序時：Umn=0KA→線圈無電觸點斷→KT斷電觸點閉→U＜（DW失壓脫扣器）有電→DW可合閘2）逆序時：Umn≠0→KA線圈通電觸點閉→KT通電觸點延時斷→U＜失電→DW不能合閘返回2．原理：返回49船舶同步發電機的自動調節裝置

教學目的：使學生熟悉調壓器的類型、可控硅及可控相復勵恒壓的原理和性能、無刷發電機的特號；掌握不可控相復勵恒壓裝置的原理、性能及調節；掌握并聯運行無功功率和有功功率的調節及性能；了解自動調頻調載和自動分級卸載的原理和性能、掌握其使用。重點：不可控相復勵恒壓裝置的原理、性能及調節；并聯運行無功功率和有功功率的調節及性能。難點：不可控相復勵恒壓裝置的原理；并聯運行無功功率和有功功率的性能。船舶同步發電機的自動調節裝置

教學目的：使學生熟悉調壓器的50§1同步發電機電壓的自動調節§2不可控相復勵恒壓原理§3晶閘管（可控硅）自動勵磁裝置§4可控相復勵恒壓原理§5無刷同步發電機勵磁恒壓系統（屬于他勵）§6并聯運行同步發電機無功自動分配§7調速特性與并聯有功分配§8自動調頻調載原理§9自動分級卸載及自動增減機組

返回§1同步發電機電壓的自動調節返回51§1同步發電機電壓的自動調節保證供電品質的兩個重要指標是：電壓和頻率恒定。一、自動調壓裝置的功能作用：

發電機起動后轉速接近額定轉速時，能建立額定空載電壓；當負載大小和負載性質變化時，能自動保持電壓基本恒定。還有均勻分配無功功率的功能。§1同步發電機電壓的自動調節保證供電品質的兩個重要指標是：52品質要求：

靜態和動態指標均滿足《海船規范》要求。1．自勵起壓：同步發電機轉子勵磁電流，是由三相輸出電壓經整流而形成，這就是自勵；起勵電流在二極管死區電壓內不能導通，故轉子要有剩磁外，還要有起壓措施。2．靜態電壓調整率要求：主發電機：±2.5%以內；應急發電機：±3.5%以內。3．動態電壓調整率要求：突加（減）50%Iecos＜0.4調整率±15%以內Δt＜1.5s。品質要求：534．強行勵磁負載突變或短路故障消除后電壓可迅速恢復。5．合理分配發電機的無功功率要求：P=20～100%Pe時，Q按比例分配，ΔQ＜|10%|Qmax。二．自動調壓裝置分類1．按直流勵磁電流獲得方式分1）直流勵磁機他勵方式同軸直流勵磁機有電刷和換向器、不宜在船上使用。2）靜止自勵方式經整流供轉子勵磁、主要使用方法。3）交流勵磁機他勵方式無電刷、滑環、發展方向。4．強行勵磁542．按照自動調壓的作用原理分

1）按電壓偏差調節：靜態性能好；2）按負載擾動調節：動態性能好。3）復合調節：靜、動態性能都較好。3．按照勵磁裝置的組成元件分相復勵（最多）、三次諧波、晶閘管等。返回2．按照自動調壓的作用原理分返回55§2不可控相復勵恒壓原理一、相復勵自勵恒壓裝置1．同時按負載電流和負載功率因數進行調節，前者為復勵補償、后者為相位補償，合稱相復勵。2．動態性能好、有好的強勵能力3．分電流疊加、電磁疊加、電勢疊加三種。二、電流疊加相復勵自勵恒壓裝置1．電路單相電路見下：§2不可控相復勵恒壓原理一、相復勵自勵恒壓裝置56由電流互感器、電抗器（主要作用移相）、三相橋式整流器及并聯的R與C或硒堆（過壓保護）、電容（作用起壓）和勵磁繞組等組成

2．基本原理

由電流互感器、電抗器（主要作用移相）、三相橋式整流器及并聯的57船舶電站課件584．性能1）Iv的相量為勵磁電流的空載分量，其作用是決定發電機空載輸出電壓的大小；空載電壓偏低、說明Iv分量偏小。2）Ii的相量為勵磁電流的復勵分量，其作用是產生電流補償和電壓補償；接負載后電壓偏低、說明Ii分量偏小。3）Iv分量適當，Ii分量太強、發電機外特性上翹；Ii分量太弱、發電機外特性嚴重下斜。三、電磁疊加的相復勵自勵恒壓裝置1．特點：動態性能更好。2．組成：同上、增加了一個三繞組變壓器（N1、N2、N3為電壓、輸出、電流繞組）。3．原理：?f≈（N1/N2）?v+（N3/N2）?I4．性能59四、交流側電勢疊加的相復勵自勵恒壓裝置（見下圖）四、交流側電勢疊加的相復勵自勵恒壓裝置（見下圖）60五、相復勵裝置的起壓和參數調整1．起壓初始空載電壓小、整流二極管不能導通、利用電容（與整流橋交流側三角形連接）和移相電抗器串聯諧振產生大電流起壓。2．參數調整1）調空載電壓↑電流疊加：增加移相電抗器（三相鐵心線圈）氣隙或減少其線圈匝數；δ↑→μ↓→L↓=(μSN2)/l→Xl↓→Iv↑→E↑或：N↓→L↓→E↑電磁疊加：增加電壓繞組的匝數N1↑→E1（U1）↑=444fN1Ф→Iu↑→Il↑→E↑2）調負載電壓↑電流疊加：減少電流互感器二次繞組匝數Ni2↓→Ii↑(電流比與匝數成反比)→Il↑→U↑電磁疊加：增加電流繞組的匝數?f↑≈（N1/N2）?v+（N3↑/N2）?i

返回五、相復勵裝置的起壓和參數調整返回61§3晶閘管（可控硅）自動勵磁裝置特點：屬按電壓偏差調節、靜態性能好。一、測量比較電路1．測量電路將發電機端電壓測量后整流為直流。2．比較電路（見書畫）1)Uin＜Uz：Uout＝Uin（Dz相當于開路）→起勵2）Uin＞Uz：Uout＝2Uz－Uin∵UR＝Uin－Uz∴Uout＝Uz－UR＝Uz-（Uin－Uz）＝2Uz－UinUout↑→Uin↓→（負反饋）穩壓§3晶閘管（可控硅）自動勵磁裝置特點：屬按電壓偏差調節、靜62二、移相觸發電路根據Uout大小和正負、控制可控硅的導通角（控制角）。三、可控整流主電路利用可控整流作勵磁。四、保護和起勵電路采用阻容保護，使晶閘管不因過壓、過流損壞；采用人工觸發起勵（書圖），因剩磁電壓其脈沖不能使晶閘管導通。返回二、移相觸發電路返回63§4可控相復勵恒壓原理

性質：根據電壓偏差和負載電流綜合調節；在相復勵的基礎上加一個按電壓偏差調節的裝置。一、變壓器式（書圖）反應電壓偏差的AVR（自動電壓調節器）控制變壓器鐵芯飽和程度恒壓。二、移相電抗器式（書圖）AVR控制移相電抗器飽和程度恒壓：UO↑→UAVR↓→I↓→電抗器x飽和程度↓→XL↑→IV↓→IF↓→IL↓→UO↓返回§4可控相復勵恒壓原理

性質：根據電壓偏差和負載電流綜合調64§5無刷同步發電機勵磁恒壓系統（屬于他勵）

一、結構及特點1．勵磁機電樞EX（轉子）與發電機G勵磁Nf（轉子）同軸，勵磁機電樞電流經整流后作發電機勵磁；2．勵磁機勵磁繞組F1、F2的電流決定于G輸出的電流、電壓；3．無刷同步發電機的關健問題是由于具有旋轉硅整流器，從而去掉了滑環和炭刷。二、恒壓原理EX的勵磁電流由相復勵和AVR兩部分構成，EX輸出電流經整流后作為G的勵磁，G的電壓為綜合調節。三、無功功率的自動調整（略）返回§5無刷同步發電機勵磁恒壓系統（屬于他勵）

一、結構及特點返65§6并聯運行同步發電機無功自動分配

一、無功功率分配的基本原理1．調發電機勵磁電流，即調無功功率（也調電壓）（直流發電機調勵磁電流，即調有功功率）。因有恒壓裝置、當電網功率因數降低時，僅使發電機容量不能充分利用、線路功率因數降低。2．QF（發電機總無功功率）=QL（負載）并車時：調勵磁電流使Q運↓、Q并↑→Q運+Q并=QLQ運=Q并（或按比例分配）解例相反。容量相同的兩機并聯，電流表讀數相同、功率因數表讀數不同，則有功和無功分配都不均。§6并聯運行同步發電機無功自動分配

一、無功功率分配的基本原663．調壓特性（書圖）1）一般為有差特性、兩臺機特性很難一致；2）負載變化，通過調勵磁、使電壓穩定但略有變化，出現無功分配不均；3）電壓下降，斜率絕對值大的無功分配少，斜率小的無功分配多（電壓升高相反）。二、均壓連接

作用：實現無功功率的自動調節使無功均勻分配，適用于相復勵的發電機。1．直流均壓線：并聯運行發電機勵磁繞組用兩根均壓線并接；使發電機勵磁電流隨無功負載變化而相應變化，保證無功分配均勻；適用于容量相同、同型號的發電機、并車沖擊電流小。3．調壓特性（書圖）672．交流均壓線：并聯運行發電機電壓調整器的移相電抗器并聯連接；直流均壓電流小、更適用于容量不同的發電機、并車沖擊電流大。3．要求：均壓電路連接要可靠，均壓線電阻要小；視并聯運行發電機容量設置不同的均壓線。三、調差裝置適用于按電壓偏差調節的可控恒壓裝置。返回2．交流均壓線：返回68§7調速特性與并聯有功分配

要求：P=20～100%Pe時，P均勻分配（P相等）：ΔP＜|10%|P（P1=P2=…=P）或按比例分配：ΔP＜|10%|PmaxΔP＜|20%|Pmin一、調速器及其調速特性1．調速器（見輔機）：發電機原動機調速器伺服電動機的控制開關（或手柄）（裝在發電機控制屏上），標有“快”（正轉）、“慢”（反轉）；“快”對應調節調速器的彈簧預緊力增加、柴油機油門開度增大。2．調速特性f(n)=f(P):分有差（主要）、無差（很少）；（見下）§7調速特性與并聯有功分配

要求：P=20～1069人為調節彈簧預緊力增加、可使調速特性上移a→b，相反成立；工作點從m→n時，彈簧預緊力不變、柴油機油門開度增大。（見下）3．性能：1）兩機調速特性均為有差特性，當電網負荷變化時，能自動地、穩定地（按比例）分配有功功率，兩機能穩定的并聯運行；2）調速特性均為無差特性不能并聯運行；3）一臺有差特性與一臺無差特性并聯運行，當電網負荷變化時，總功率的變化量全部由無差特性發電機承擔（不能均勻的分配有功功率），有差特性發電機承擔有功功率不變。船舶電站課件704．要求：調速器的調差率既特性曲線的下降率為3～5%；有功分配偏差為額定有功的±10%以內。二、發電機并聯運行的有功功率分配1．并聯均功，運行時頻率偏低，應同時調兩機調速開關指“快”，偏高相反。2．無差特性因負載變化、頻率不變，它與有差特性無交點（運行點），不能并聯。3．兩臺有差特性不一致時并聯（見圖）4．要求：71原來均功兩機負載變化后，兩機承擔有功功率不一致。例如：P1=P2（均功）→P↑（投入大負荷如起貨機）→f(n)↓→P2(K小)＞P1(K大)（同時兩機的功率都增加）（切除大負荷相反）。一臺應減油門、另一臺應加油門（見圖），使兩機承擔功率一致。即調兩機調速器進行有功的分配和轉移。原來均功兩機負載變化后，兩機承擔有功功率不一致。72三、有功功率的轉移操作分A機運行、B機并入，AB機運行、B機退出（下圖圖為重點）；又分功率相等，功率不等共四種情況。

例：A機運行、B機并入，AB機功率相等（其余類似）。調A機調速開關減速（即減油門、彈簧預緊力松），同時B機調速開關加速；觀看頻率不變、如頻率減少只調B機調速開關加速，頻率增加只調A機調速開關減速；調節到：PA↓=P→PA′=（1/2）P；PB↑=0→PB′=（1/2）P三、有功功率的轉移操作73性能：

如均功的兩機A機轉移負荷到B機，只調A機調速開關減速→電網頻率減少；只調B機調速開關加速→電網頻率增加。四、解列并入電網運行的發電機操作步驟轉移負載→拉閘→停原動機返回性能：返回74§8自動調頻調載原理1．定義：在發電機并聯運行時協助原動機調速器對電網電壓的頻率和有功功率進行調整的裝置。2．作用：保證電網電壓的頻率恒定；按并聯運行機組的容量比例進行負荷分配；接到解列指令、自動轉移負荷（不能根據電網負荷的大小自動調整發電機的臺數）。3．特點：只能在發電機并聯運行時投入工作。返回§8自動調頻調載原理1．定義：在發電機并聯運行時協助原動機75§9自動分級卸載及自動增減機組

一、自動分級卸載裝置作用：根據過載電流的大小和負載的重要性，按一定的時間間隙、分級切除次要負載，使發電機退出過載狀態；保證發電機正常工作和主要負載連續供電；同時還可進行短路、過載和欠壓保護。ZFX—1原理1．檢測電流：三相電流→信號變換→電流檢測→信號2．分級卸載1）I≥110%IN延時5～8s第一級卸載跳閘2）仍I≥110%IN延時8～17s第二級卸載跳閘§9自動分級卸載及自動增減機組

一、自動分級卸載裝置763．短路和持續過載保護1）電路短路，不經電流檢測產生信號，使發電機主開關瞬時跳閘；2）兩級卸載后仍過載，根據反時限原則、使主開關跳閘。4．欠壓保護U＜50～60%UN、延時1～3s，電壓檢測產生信號、主開關跳閘。二、自動增減運行機組原理（略）返回3．短路和持續過載保護返回77船舶電站的調試船舶電站是船上的主要動力源，它承擔著發電與配電的重要任務，電站的運行質量直接關系到船舶的生命，所以在設置電站時，一般應考慮：1.發電機組的臺數與容量，必須滿足各種工況下對容量的要求，要使每臺機組的功率得以充分利用。2.主發電機組必須要有備用機組，以便交替工作和維護檢修。此外尚需備有應急電源或應急機組，在有條件時，要做到應急機組能自動起動，自動投入工作。3.發電機組要配置適當的調壓、調速裝置，以保證電網電壓、頻率穩定在一定的范圍之內。船舶電站的調試船舶電站是船上的主要動力源，它承擔著發電與配電784.裝設各種保護環節，以便能及時切除故障部分，保護發電機組及整個電網繼續穩定運行。5.配備各種檢測儀表和信號指示系統，以便及時反映運轉與供電情況。總之，電站必須做到供電可靠，電網穩定而經濟地運行。調試工作必須認真負責，保證各項設計指標。4.裝設各種保護環節，以便能及時切除故障部分，保護發電機組及79電站的調試包括兩大部分：發電機調試和主配電板（應急配電板）調試。由于發電機組是通過主配電板進行工作的，所以這兩部分的調試實際上是聯合在一起進行的。電站調試工作的主要內容有：1.保證發電機組處于最佳運行狀態，各臺機組既能作單機運行，又能進行并聯供電或負荷轉移。2.對各種保護裝置的動作值進行整定。3.保證主開關及各種開關各種正常。4.使儀表及信號裝置指示正確。電站的調試包括兩大部分：80根據我國現行的鋼質船舶建造規范的要求，在電站調試時，要保證電站達到下列指標：1.在原動機的調速器滿足要求的情況下（突加突卸滿負荷時，瞬時調速率不大于10％，穩定調速率不大于5％，穩定時間不大于7秒）。（1）30KW以下的直流發電機的靜態電壓調整率應小于額定電壓的±10％，30KW及以上的直流發電機的靜態電壓調整率應小于額定電壓的±7％。若直流發電機帶有自動調壓器，則靜態帶有調整率分別為±15％根據我國現行的鋼質船舶建造規范的要求，在電站調試時，要保證電81（2）如交流發電機作為主發電機，其靜態帶有調整率應不超過額定帶有的±2.5％；如作為應急發電機使用，可以放寬至±3.5％。在突加突卸50％額定電流及功率因數不超過0.4（滯后）時，瞬態帶有調整率不超過額定帶有的±15％，穩定時間（以恢復至額定帶有的3％以內為止）不超過1.0秒。在各種工況下，起動實船上功率最大的電動機時，應不致引起運行中的電機失步、停轉和電器的自行脫扣。（2）如交流發電機作為主發電機，其靜態帶有調整率應不超過額定822.主軸帶動的交直流發電機應設有自動調壓和調速裝置。當主軸轉速在規定的范圍內變化時，能保證端電壓和頻率（交流）基本不變，保證受電設備仍能正常工作。3.并聯運行的交流發電機組，當負荷在總額定功率的20％－100％范圍內變化時，應能穩定運行。各個發電機實際承擔的功率與按發電機額定功率比例分配的計算值之差，當發電機功率相同時，應不超過發電機額定功率的±10％，發電機功率不相同時，應不超過最大發電機額定功率的±10％，最小發電機額定功率的±20％。交流發電機的無功功率分配誤差不超過最大發電機額定無功共的±10％。2.主軸帶動的交直流發電機應設有自動調壓和調速裝置。當主軸轉834.發電機過載保護的整定值調整在額定電流的125％－135％，延時15－20秒動作。5.發電機的逆電流、逆功率保護整定值：原動機為往復機時為額定值的15％；原動機為汽輪機時為5％。交流發電機還應延時1－3秒。6.發電機欠壓保護采用具有延時動作特征的，其動作值應調整在額定電壓的70％－80％，延時1－3秒。低于70％額定電壓時須瞬時動作。采用不具有延時的欠電壓保護裝置時，其動作值為40％－70％額定電壓。4.發電機過載保護的整定值調整在額定電流的125％－135％84交流電站的調試交流電站的主配電板無論屏數多少，均可分為發電機屏和配電屛兩種，發電機的主開關、調壓器、儀表、信號指示、保護裝置都設在發電機屏上，所以調試工作主要集中在發電機屏上進行。每臺發電機組有一屏發電機屏、同步并車裝置及其附屬儀表，信號設備是公用的。交流電站的調試交流電站的主配電板無論屏數多少，均可分為發電機85交流發電機的調壓器基本上有三種：（1）按擾動量進行調節有不可控相復勵自激恒壓裝置，其動態特性較好。（2）按負反饋量進行調節有碳阻調壓器、可控硅勵磁裝置，其具有較高的調壓精度。（3）按復合量進行調節有可控相復勵相同和帶電壓校正器的相復勵系統，具有上述二者的優點。交流發電機的調壓器基本上有三種：86船舶電站課件87船舶電站課件88船舶電站課件89船舶電站課件90船舶電站課件91船舶電站課件92船舶電站課件93船舶電站課件94船舶電站課件95船舶電站課件96

船舶電站教學目的：掌握船舶電力系統及保護、配電板、應急發電機、蓄電池、接岸電裝置的基本組成、性能和使用；掌握軸帶發電機、空氣開關、各種并車裝置性能和特點；掌握手動并車的原理和操作。重點：船舶電力系統、配電板的組成、性能；掌握手動并車的原理和操作。難點：軸帶發電機、空氣開關的性能。船舶電站教學目的：掌握船舶電力系統及保護、配電板、應97§1船舶電力系統概況§2電站容量與發電機組數量§3主機軸帶發電機裝置§4船舶配電板§5萬能式空氣斷路器§6發電機的保護§7發電機的并聯運行條件與分析§8手動并車整步原理與方法§9自動準同步并車原理（機動略）§10船舶應急發電機組§11船舶蓄電池裝置§12船舶接用岸電裝置§1船舶電力系統概況98§1船舶電力系統概況

一、系統的組成及特點（一）船舶電力系統的組成由電源、配電裝置、電力網和負載四部分組成。1．電源

將其它能量轉換成電能的裝置；主要由發電機組和蓄電池組組成。2．配電裝置（1）定義：接受和分配電能，對電源、電力網和負載進行保護、監視、測量和控制的裝置。（2）組成：各種轉換和控制開關、互感器、測量儀表、連接母線、保護電器、自動化裝置及各種附屬設備等。（3）分類：A．總配電板（一級），動力配電箱、照明配電箱（二級）；B．應急配電板；C．充放電板。§1船舶電力系統概況

一、系統的組成及特點993．船舶電力網船舶輸電電纜和電線的總稱；由動力、照明、應急、低壓和弱電等電網組成。4.負載將電能轉換成其它形式能量的裝置；種類。（二）船舶電力系統的特點1．容量小（多為2～3臺小容量柴油發電機），電壓、頻率易波動（易全船停電）。2．輸電線路短（短路電流大）。3．環境惡劣：要能在潮濕、鹽霧、油霧和霉菌的環境和在規定的船舶傾斜、搖擺、振動和沖擊等條件下可靠的工作。3．船舶電力網100二、系統的基本參數1．電流種類—電制50年代前用直流；現代用交流。2．額定電壓我國限定電壓500V（非電力推進船舶）；動力：電源（發電機）400V（美日450V），負載380V；照明：電源（變壓器）230V，負載220V。3．額定頻率我國50Hz，美日60Hz。返回二、系統的基本參數返回101§2電站容量與發電機組數量

一、確定電站容量和選擇發電機組數量的基本原則1．船舶的運行工況2．確定電站容量的基本原則電站容量以實際用電量最大的運行工況為基礎來確定。確定船舶電站容量的原則是：應能滿足船舶在各種運行工況下的用電量并有適當余量。3．發電機組容量和數量的選擇原則§2電站容量與發電機組數量

一、確定電站容量和選擇發電機組102二、電站容量的計算利用有關理論和統計計算選擇發電機組容量和發電機組臺數時，應考慮機動、壽命和維修等選發電機的基本原則；考慮計算的各運行工況的總功率，還要考慮cosφ=0.8的無功容量。返回二、電站容量的計算返回103§3主機軸帶發電機裝置一、軸帶發電機的特點要點：充分利用主機功率儲備裕量，實現節能；主機燒重柴油，其發電成本降低；系統控制環節多，管理復雜。二、船舶軸帶發電機主要類型1．直流軸帶發電機（很少）2．交流軸帶發電機（分：可變螺距螺旋槳的主機型式；定螺距螺旋槳的主機型式）三、變螺距螺旋槳式主軸轉速與轉向恒定；主機轉速低、主機與軸發間設增速齒輪；例：齒輪比為1：10、f=50Hz、n=150r/min、則P=2；一般軸發和備用柴發P相同。§3主機軸帶發電機裝置一、軸帶發電機的特點104四、定螺距螺旋槳式（主要）主軸轉速與轉向可變；通過轉速補償裝置使發電機電壓和頻率穩定。主要是：整流—逆變作中間環節的(晶閘管)軸帶發電機系統。五、軸發工作對主機的轉速有限制，因此還要設輔助柴油發電機組。補充：晶閘管軸帶發電機系統一、組成四、定螺距螺旋槳式（主要）105船舶電站課件1061．軸帶發電機1（SG）、晶閘管整流器2、直流平滑濾波電抗器3、晶閘管逆變器4和交流電抗器5構成主回路有功通道。變壓器11和晶閘管整流器7是軸帶發電機勵磁電流調節電路。軸帶發電機（三相逆變器）提供有功功率。2．具有自動調壓器（AVR）的調相機（也稱同步補償機SC）6為無功通道。同步補償機提供無功功率。3．控制（頻率和逆變角）器8調節和控制系統頻率和有功功率。二、起動當船舶離港進入正常航行工況（如公海）后，主機轉速達到要求時，可投入軸帶發電機系統。1．軸帶發電機1（SG）、晶閘管整流器2、直流平滑濾波電抗器1071．接通控制系統的電源；2．檢查起動條件，當系統無故障報警和車鐘在大于最小轉速（＞75%額定轉速）位時，允許起動調相機（發出允許起動信號）；3．按下異步電動機的起動按紐（或自動控制起動），帶動調相機（同步補償機）起動，并建立電壓；4．檢查調相機建立正常電壓后，接通軸帶發電機的勵磁電路，發電機起壓空載運行；5．給整流器、逆變器觸發脈沖，逆變器開始向調相機輸出功率，異步電動機斷電；6．軸帶發電機系統已經具備供電能力，起動成功。1．接通控制系統的電源；108三、停機當船舶需要轉入機動工況（如進港等）時，因主機將進行減速、倒車、停車等操縱，軸帶發電機應停止工作。（主要步驟：1→2→3）1．起動柴油輔助發電機組，并切除次要負載；2．完成輔助發電機的手動或自動并車及轉移負荷，之后才能操作主機減速或倒車；3．當主機轉速降低到額定轉速的40%以下時，軸帶發電機勵磁終止，主開關跳閘，逆變器停止觸發，軸帶發電機終止發電。返回三、停機返回109§4船舶配電板一、主（總）配電板由發電機控制屏、并車屏、負載屏及連接母線等組成。1．發電機控制屏作用：控制、調節、監視和保護發電機組。組成：上部為測量儀表[電流表（測線電流）、電壓表（測線電壓）、頻率表、功率表、功率因數表和儀用互感器]、轉換開關和指示燈等；中部為主開關（含逆功率繼電器）、指示燈等；下部為自勵恒壓裝置。2．并車屏主要有同步表、同步指示燈等。用作交流發電機并車操作。§4船舶配電板一、主（總）配電板1103．負載屏用來分配電能并對各饋電線路進行控制、監視和保護。組成：主要有裝置式自動開關、絕緣指示燈、兆歐表、與岸電箱相連的岸電開關等。包括動力負載屏和照明負載屏。主配電盤直接供電（提高重要負載供電的可靠性）的設備：舵機、錨機、消防泵、航行燈、無線電電源板、電羅經、電航儀器電源箱、蘇伊士運河燈等部分重要負載，還有空壓機、鍋爐鼓風機等大容量負載。其中舵機和航行燈采用兩路供電、一路經應急電盤。4．匯流排（母線）用來匯集和分配電能；排列顏色：交流A、B、C分別為綠、黃、褐或紫，中線為淺藍；直流正、負為紅、藍；中線為黃綠色相間。按從上到下、從左到右、從前到后排列。（中間）3．負載屏111二、應急配電屏作用：用來控制和監視應急電源工作情況，并合理分配應急電源。組成：應急發電機控制屏和應急負載屏（同主配電屏），無并車屏（無整步表、同步指示燈）和逆功率保護。主、應急配電屏關系：應急電網平常由主配電屏供電，其聯絡開關對應急電屏進行電氣聯鎖；主發電機失壓應急發電機自動起動，并經應急配電屏經向應急電網供電。三、充放電屏作用四、區配電板、分配電板將從主配電屏輸送來的電能向不同區域的用電設備進行配電。區：I＞16A分：I＜16A五、岸電箱船舶停靠碼頭和進塢時，將岸電接入總配電屏進行分配。

返回二、應急配電屏返回112§5萬能式空氣斷路器概述1．分類自動開關（又叫空氣開關、斷路器）分為：

塑料外殼式（裝置式），用DZ表示，作分路或負荷開關；框架式（萬能式），用DW表示（陸用DW10為主，船用DW—94、95、98、AH等），作總開關。2．船用萬能式自動空氣斷路器（1）組成觸點系統、滅弧裝置、自由脫扣機構、操作傳動機構和保護元件（脫扣器）等。（2）用途

A．開關作用：通斷主電路，也可以通過分勵按紐進行遠距離斷電操作；B．保護作用：短路、過載和欠電壓時自動切斷主電路。§5萬能式空氣斷路器概述113一、觸頭系統（見圖1）由主觸頭（斷先、通后），副觸頭，弧觸頭（帶電通斷：通先、斷后）組成，都起通斷主電路的作用；輔助觸點通斷控制電路。二、滅弧裝置采用磁鋼片制成的滅弧柵片：利用電磁力將電弧吸入柵片，拉長、分割成小段和陰極效應（見圖2講）使電弧熄滅。一、觸頭系統（見圖1）114三、自由脫扣機構作用：實現操作傳動裝置與觸點系統之間的聯系（書圖：恢復四連桿的剛性連接）。書圖（b）無聯系、（c）有。分閘不能合閘，要經再扣才能合閘（DZ見圖3）。四、操作傳動裝置作用：使觸頭合閘；過程：使儲能彈簧儲能，自由脫扣機構達“再扣”，然后利用儲能快速合閘；種類：手動操作，電磁或電動合閘。三、自由脫扣機構115五、保護元件（脫扣器）（見書圖）概述作用：脫扣器動作使自動開關掉閘。種類：DZ主要是熱脫扣器（過載保護）、電磁式過流脫扣器（短路保護），復式脫扣器（短路和過載保護）；DW脫扣器：1．電磁式（DW98采用半導體式）過流脫扣器：多個、（電流）線圈串聯在主電路中（圖1）。分瞬時脫扣器：短路保護；短延時脫扣器：短路選擇性保護；長延時脫扣器：過載或過載選擇性保護。2．電磁式失壓脫扣器（電壓）線圈并聯在主電路中（圖2）；欠（失）壓作保護。為避免電源電壓瞬時波動造成欠壓脫扣器誤動作，須采用延時跳閘機構。五、保護元件（脫扣器）（見書圖）概述1163．分勵脫扣器遠距離斷電控制；分通電型：按紐加電壓脫扣器；斷電型：按紐加欠壓脫扣器。（見書圖）返回3．分勵脫扣器遠距離斷電控制；返回117§6發電機的保護電站保護的任務：切除故障電氣設備；發出報警信號。要求保護元件具有可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。1．可靠性：保護裝置本身必須工作可靠；2．選擇性：電力系統，從發電機到負載，應分級設置保護裝置，使保護具有選擇性；系統發生故障時使離故障電路最近的保護裝置動作；其動作電流或動作延時：短路保護動作整定電流逐級減少、動作整定延時逐級減少。（DW采用整定時間），DZ(一般采用整定電流)§6發電機的保護電站保護的任務：切除故障電氣設備；發出報警1183．快速性：對于故障保護電器要求動作快速，以免事故擴大造成損害。4．靈敏性：對于故障和非正常狀態的反應能力。3．快速性：對于故障保護電器要求動作快速，以免事故擴大造成119一、外部短路保護1．外部短路：發電機輸出電流大大超過額定電流；2．要求Id=2（或3）～5Ie、延時0.2（或0.3）～0.6s動作（選擇性）；Id=5～10Ie、瞬時動作（快速性）。3.采用自動開關過流脫扣器（非熔斷器）或過電流繼電器進行保護。二、過載1．發電機過載：發電機輸出電流（功率）超過額定值；2．（規范）要求過載保護元件無分級卸載：I=1.25～1.35Ie、延時15～20s動作分級卸載：I=1.1～1.2Ie、延時5～10s卸掉次要負載，I=1.5Ie、延時15～20s動作一、外部短路保護1203．采用自動開關（長延時）過流脫扣器或長延時過電流繼電器和分級卸載裝置進行保護；動作值按發電機電流設定。三、欠壓保護（對發電機和運行的電動機保護）1．欠壓原因危害：電動機過流或堵轉，其它負載不能正常工作。2．要求發電機跳閘帶時限U=70～80%Ue、延時1.5～3s；不帶時限U=40～70（或50～60）%Ue、瞬時。3．采用自動開關欠壓脫扣器或欠壓繼電器進行保護四、逆功率保護（保護發電機組）1．逆功率保護的性質（1）原因：并聯運行的發電機，若一臺發電機的原動機發生故障使轉矩消失，則發電機進入電動機狀態，拖動原動機轉動從電網吸收功率即逆功率，另外并車操作未能滿足并車條件也出現逆功率。（2）危害：正常運行的發電機嚴重過載跳閘。3．采用自動開關（長延時）過流脫扣器或長延時過電流繼電器和分121（3）要求：P=-5～-15%Pe、延時1～10s（防并車時短暫逆功率）逆功率繼電器跳閘。2．逆功率繼電器（1）GG—21型感應式逆功率繼電器原理：電流線圈的磁場和電壓線圈的磁場穿過鋁盤組成一個移位磁場，鋁盤感應形成幅射狀電流，在磁場中受力作用而轉動，永久磁鐵起阻尼作用。輸出功率鋁盤帶動觸點向斷開處轉動，但被擋塊擋住，逆功率鋁盤帶動觸點閉合，使自動開關跳閘。改變電流線圈匝數可改變動作值，改變擋塊位置可改變延時。接線：電壓線圈接B、C相，電流線圈接C相。（2）整流式逆功率繼電器裝置（3）晶體管式逆功率繼電器裝置返回（3）要求：P=-5～-15%Pe、延時1～10s（防并車時122§7發電機的并聯運行條件與分析一、并聯運行的必要性

1．發電機容量合理利用：少負載開一臺，多負載開兩至三臺。2．便于對發電機的維護管理：多臺機可以輪流進行保養和維護。二、并聯運行的條件：電壓、頻率、初相相同，相序一致。三、頻率和初相位相同，電壓有效值不同：（環流的均壓作用）

1．兩機電壓不等在兩機間形成環流（見書圖）。§7發電機的并聯運行條件與分析一、并聯運行的必要性1232．環流使電壓高的發電機產生去磁電樞反應、電壓降低，電壓低的發電機產生增磁電樞反應、電壓升高，結果使兩機電壓相等。3．要求：ΔU＜10%Ue（電抗小，一定的電壓差產生很大的沖擊環流）。四、頻率和電壓相同，相位不相同：自整步作用1．自整步作用2．環流使電壓高的發電機產生去磁電樞反應、電壓降低，電壓低的1242．要求：-15°＜δ＜15°相差太大（180°最大），兩機間產生沖擊電流和沖擊力矩，不能牽入同步，且產生振蕩（轉子相對擺動），導致逆功率跳閘，甚至損壞繞組。2．要求：-15°＜δ＜15°125五、并車時電壓和相位相同，頻率不相同1．頻率不同兩機具有相位差δ=2л(f2-f1)Δt和電壓差，具有自整步作用。2．要求：-0.5Hz＜Δf＜+0.5Hz（T=1/Δf）頻差小自整步作用使兩機牽入同步，頻差大無法牽入同步。六、相序不一致引起很大的環流燒壞發電機，該條件一般可滿足，航行并車不必檢測。七、合閘：最理想是待并發電機的電流為零時。并車時任何一個條件不滿足都會產生沖擊電流，相位和頻率條件不滿足還會產生沖擊轉矩。返回五、并車時電壓和相位相同，頻率不相同返回126§8手動并車整步原理與方法概述：1．準同步并車法：觀察和調整發電機的電壓、頻率和初相位，使之完全滿足并車條件后并車。2．手動準同步并車法：依靠操作人員觀察、判斷進行并車操作；自動準同步并車：依靠自動裝置完成并車。3．調壓器可保證電壓條件，并車時只要調整待并機的頻率和相位一、燈光法（同步指示燈法）1．燈光明暗法（暗燈法）（1）電路§8手動并車整步原理與方法概述：127（2）性能A．燈光很亮說明待并機與電網相位差很大、熄滅說明相位差很小或為零，燈光明暗度說明相位差的大小；B．燈光明暗變化快說明頻差大、慢說明頻差小。（3）合閘調待并機的調速開關（即調油門），使燈光明暗變化慢（周期為3～5秒），燈光熄滅后（接近燈暗區中心）（ΔU為30%Ue燈滅），合閘并車。（4）缺點燈光明暗不能說明f2是快還是慢。（2）性能1282．燈光旋轉法（亮燈法）（1）電路（2）性能A．f2＞f1：三燈熄滅的順序為L1→L2→L3→L1，f2＜f1：三燈熄滅的順序為L1→L3→L2→L1；B．燈光明暗旋轉快說明頻差大、慢說明頻差小，L1燈光明暗度說明相位差的大小。（3）合閘調待并機的調速開關：f2快減速、f2慢加速，使燈光旋轉慢（周期為3～5秒），熄滅的順序為L1→L2→L3→L1（快向、順時針，防逆功率），接近L1燈熄滅區中心，合閘并車。2．燈光旋轉法（亮燈法）（1）電路129二、同步表法1．并車操作（1）當同步表指針指快向、調待并機調速開關減速，當同步表指針指慢向、調調速開關加速。（2）當指針指快向（順時針）旋轉，轉速慢（周期為3～5秒），指針在紅點前10°～15°即11點鐘位置（開關慣性）合閘，待并機牽入同步。2．性能（1）并車后同步表應斷電（15分鐘短時工作制）。（2）接線要正確，轉子應接電網AB相。3．目前大多數船同時采用同步表法和燈光明暗法。二、同步表法130三、電抗器粗同步并車原理1．特點：基本滿足并車條件：調節待并機頻率（條件同準同步），觀測電壓差別不大，不考慮相差（最好δ＜90°）。先在待并機和電網間接入一個電抗器（短時工作制、空心線圈），限制沖擊電流（I=1.2～1.4Ie）和沖擊轉矩，牽入同步（電抗器不能太大：要有足夠的環流），然后合閘、自動