第二節船舶電力系統的基本概念一、船舶電力系統的組成與特點(一)船舶電力系統的組成船舶電力系統是指由一個或幾個在統一監控之下運行的船舶電源及與之相連接的船舶電網組成并向負載供電的整體。換句話說，船舶電力系統是由電源裝置、配電裝置、電力網和負載按照一定方式連接的整體，是船舶上電能產生、傳輸、分配和消耗等全部裝置和網絡的總稱。典型船舶電力系統簡圖如3-10所示。集大輪機自動化船舶電氣1.船舶電源裝置

船舶電源裝置是將機械能、化學能等能源轉變成電能的裝置。船舶常用的電源裝置是發電機組和蓄電池組。2.船舶配電裝置

船舶配電裝置是對電源即發電機發出的電能、電力網和電力負載進行保護、分配、轉換、控制和檢測的裝置。按用途分:總配電板(或稱主配電板)、應急配電板、充放電板、岸電箱、分配電板；按結構分:防護式、防滴式、防水式三種，通常主配電板和應急配電板多采用防護式。船舶電氣船舶主配電板是對電能進行集中控制、監測和分配的一種裝置。它是由各種開關、自動控制與保護裝置、測量儀表及互感器、調節和信號指示等電器設備按一定要求組合而成的一個整體。應急配電板的功能是控制和監視應急發電機組的工作狀況，并向應急用電設備供電。應急配電板通常只有發電機控制屏和負載屏。船舶小應急照明、操縱儀器和無線電設備的電源均采用蓄電池，船舶須設置充放電板對蓄電池進行充電、放電，實現向用電設備正常供電。船舶電氣交流岸電箱功能：船舶進廠及靠港檢修或某些船舶靠港停泊時，可以用陸地的電源來供電。接岸電時，陸上電源通過電纜通常接到位于主甲板層的岸電箱，岸電箱一般都有岸電電源指示燈、斷路器或開關加熔斷器、岸電接線柱、相序指示燈(或負序繼電器)、表明船電的額定電壓與額定頻率。分配電板是向成組用電設備進行供電的開關和控制設備的組合裝置，對額定電流不超過16A的電氣設備進行供電的開關板，也稱為分電箱，主要有動力分配電板和照明分配電板兩種。區域分配電板由主配電板或應急配電板饋電，是對耗電大于16A

的電氣設備進行供電的開關板。船舶電氣3.船舶電力網

船舶電力網是全船電纜和電線的總稱。其作用是將各種電源與各種負載按一定關系連接起來。根據所連接負載性質分:動力電網、照明電網、應急電網和小應急電網等。4.負載船舶電力負載即用電設備，按系統大體可分為以下幾類：動力裝置用輔機，為主機和主鍋爐等服務的輔機，如滑油泵、海水冷卻泵、淡水冷卻泵和鼓風機等。甲板機械，包括錨機、絞纜機、舵機、起貨機、舷梯機和起艇機等。艙室輔機，包括生活用水泵、消防泵、艙底泵以及為輔鍋爐服務的輔機等。船舶電氣機修機械，包括車床、鉆床、電焊機和盤車機等。冷藏通風裝置，包括空調裝置、伙食冷庫等用的輔機和通風機等。廚房設備，包括電灶、電烤爐等廚房機械用輔機和電茶爐等。照明設備，包括機艙照明、住艙照明、甲板照明等照明設備和航行燈、信號燈以及電風扇等。弱電設備，包括無線電通信、導航和船內通信設備等。自動化設備及其他，例如，自動化裝置、蓄電池充放電設備、冷藏集裝箱和艏側推裝置、電力推進船舶或特種工程船舶使用的推進電動機、生產機械和專用設備等。船舶電氣(二)船舶電力系統的特點

與陸地電力系統相比較，船舶電力系統有如下特點：1.船舶電氣設備的工作條件比較復雜，工作環境比較惡劣

要求船舶電站的發電機、電器元件應當進行三防處理(防潮、防霉菌、防鹽霧)，并具有抗振、抗傾斜的性能，以保證電站運行的可靠性。2.船舶發電設備與用電設備之間的距離很短，相互影響大

當電網某一點發生短路(特別是動力設備)，就可能直接影響發電站的運行，因此各級船舶電網均應設置短路保護環節，并具有選擇性，以保證電站供電的連續性。3.船舶電站容量相對較小

要求船舶發電機組要有較大的承受過載和強行勵磁的能力，以提高船舶電站運行的穩定性。船舶電氣二、船舶電力系統的基本參數1.電流種類(電制)

船舶電力系統常采用的電制有交流和直流兩種。2.額定電壓等級

美國、韓國、日本采用450V、60Hz的電制，而我國和俄羅斯等均采用400V、50Hz的電制。

中國船級社《鋼質海船入級規范》規定：非電力推進船舶的限制電壓為500V，動力負載、具有固定敷設電纜的電熱裝置等的額定電壓為380V，照明、生活居室的電熱器限制電壓為250V，額定電壓為220V。3.額定頻率等級

交流船舶電力系統的額定頻率一般沿用各國陸地上的頻率標準，我國采用50Hz，西歐、美國采用60Hz。船舶電氣三、船舶電網分類、配電方式、電力系統的線制

船舶電力網泛指主配電板和應急配電板到用電負載之間的電纜連線。

由主配電板直接供電的電網稱作一次配電網絡，而由區、分配電板供電的網絡叫二次配電網絡。(一)船舶電力網的分類

根據供電電源的不同、負載的性質和用途不同，船舶電力網可分為：(1)動力配電網絡。(2)正常照明配電網絡。(3)應急電網。(4)小應急電網。(5)弱電網絡。船舶電氣(二)船舶電網的配電方式(接線方式)

電壓等級在500V以下的船舶電網，一般采用枝狀或環狀配電方式，如圖3-11所示為船舶電網配電方式。船舶電氣

枝狀配電方式的每一條饋電線均由主配電板直接引出，并且是各自獨立的，它只向一個分配電板或一個用電設備供電。其主要特點是：①從主配電板出的各條饋電線路都安裝有自動開關，便于集中控制；②由于用電設備很多，主配電板需要集中大量的電纜端頭和自動開關，不僅電纜耗量多，而且主配電板的尺寸也需相應增大；③一旦饋電線路發生故障，則該線路的電氣設備或分配電板就要停電，因此可靠性較差。船舶電氣

環狀配電方式的主饋電線是一個環形閉合回路，它經過串接在主饋電線路上的各個分線盒供電給用電設備或分配電板。其主要特點是：①每一個用電設備均可以從線路的兩個方向獲得供電，當一條主饋電線路出現故障，另一條饋電線路仍可以保持供電；②可以減少主饋電電纜的數量和長度及主配電板的尺寸；③不便于在主配電板上對各條饋電線路實行集中控制。

目前，除了少數對供電可靠性要求特別高的軍艦和大型客船采用環狀電網外，絕大部分船舶都采用枝狀配電方式。船舶電氣

船舶中壓電網配電方式有四種。采用較多的是枝狀和樹干狀，如圖3-12(a)和圖3-12(b)所示，枝狀和樹干狀配電方式結構簡單、可靠性不高，對重要負載在故障工況時有失電的可能。船舶電氣

為了提高供電的可靠性，可采用橋狀配電或者采用互為備用的橋狀綜合配電方式，如圖3-12(c)和圖3-12(d)所示，這兩種網絡不太復雜，但提高了供電的可靠性，只要有一臺發電機正常工作，就可保證一些重要設備正常工作。船舶電氣(三)船舶電網的線制對于船舶三相交流電力系統，其線制一般分為以下三種。1.三相三線絕緣系統

在三相三線絕緣系統中，動力系統與照明系統采用變壓器隔離，兩者之間沒有電的直接聯系，因此，即使照明系統的絕緣電阻下降也不會影響動力系統，且當系統發生單相接地時，不會影響三相電壓之間的對稱關系，系統仍可短時工作。因此絕緣性能相對較好，安全可靠，目前大多數船舶采用三相絕緣系統。船舶電氣2.中性點接地的三相四線系統

特點是照明和動力系統由同一個電源供電，無須采用變壓器，發生單相接地