第6章--船舶电站-revision

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1、第6章第6章船舶电站6.1船舶电力系统概述近代船舶象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一个发电、配电、输电、用电的独立系统——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来驱动和控制，船舶电力系统亦日趋庞大。6.1.1船舶电力系统的组成船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网与负载四部分组成。其单线原理如图6-1所示。图6-1船舶电力系统简图电源：电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池组。

2、配电装置：配电装置是对电源和负荷进行分配、监视、测量、保护、转换和控制的装置。配电装置主要可分为主配电板、应急配电板、分配电板(动力、照明)蓄电池充放电板、弱电配电板及岸电箱等。船舶电力网：它是全船电缆电线的总称。电网是联系发电机、主(应)配电板、分配电板和负荷的中间环节，是将电源的电能输送到负荷。负荷：即船舶各种用电设备，它是将电能转换成其他形式能量的装置。船舶负荷大体可分成舱室机械、甲板机械、船舶照明、通导设备、生活及其他用电设施。6.1.2船舶电力系统的特征和基本要求船舶电力系统与陆上电力系统相比有

3、很大差异．主要有以下几个方面：(1)船舶电站容量较小陆上电网容量一般在几百万至几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦，一般远洋船舶主电站大多装3台发电机组，多数发电机单机容量为400-l000kw。由于船舶电站容量较小，而某些大负载容量可与单台发电机容量相比，所以当这样的负载起动时对电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大)，此外，误操作或局部故障都容易导致全船断电，威胁船舶安全。因面对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求。如船用发电机调压器的动态特性与陆上发电机相比具有较高的指标要求，有强行励磁的能力，

4、发电机应能承受较大的过载能力。另外，由于船舶工况变动也较频繁，因此对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求。(2)船舶电网输电线路短与陆上数千公里高压输电网络相比，船舶电网输电线路短，大多数船舶发电机端电压、电网电压、负荷电压是同一个电压等级(500V以下)，所以输配电装置较陆上系统简单。由于船舶空间的限制．电气设备比较集中，电网长度不长(一般不超过200m)并都采用电缆，所以对发电机和电网的保护比陆上系统要简单，一般只设置有发电机过载及外部短路的保护，电网的保护和发电机的保护通常共用一套装置。(3)船舶

5、电气设备工作环境恶劣船舶电气设备工作条件比陆地恶劣得多，环境条件对电气设备的运行性能和工作寿命有严重影响。当环境温度高时，会造成电机出力不足，绝缘加速老化。相对湿度高则会使电气设备绝缘受潮、发胀、分层及变形等，使绝缘性能降低，并且会使金属部件加速腐蚀。空气中的盐雾、油雾的存在，霉菌的生长及灰尘粘结都104第6章能使电气设备绝缘下降、工作性能受到影响。当船舶营运时常常受到严重的冲击、振动、倾斜和摇摆时，也会造成电气设备损坏、接触不良或误动作。由此可见，船用电气设备必须满足“船用条件”的要求。6.1.3船舶电

6、力系统的基本电气参数船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。它们决定了电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。(1)电制的选择由于电源有直流电源与交流电源之分，因此船舶电力系统也相应有直流电力系统与交流电力系统，习惯上把它们称为直流船与交流船。目前除特种工程船舶外，几乎都采用交流电力系统。交流船舶的电气设备在维护、保养等方面工作量比直流船要少得多，且交流电机结构简单、体积小、重量轻、运行可靠．其相应控制设备也简单。当采用三相三线绝缘系统时，照明电网与动力电网没有电的直

7、接联系，因此对地绝缘电阻低的照明电网基本上不影响动力电网。采用交流电制后，船舶的造价和维修费用也有明显的降低。安全可靠性和自动化程度大为提高。(2)额定电压的选择船舶电力系统额定电压的大小直接影响到电力系统中所有电气设备的重量和尺寸、价格等技术经济指标和人身安全问题。提高电压主要是使电缆网络的重量和外形尺寸减少，对电力系统中的其他元件的重量、尺寸特性影响并不大；可是电压的提高对电气设备的绝缘和安全方面也提出了更高的要求，因此船舶建造时选择额定电压主要考虑是与本国陆上低压电网额定电压相一致。由于船舶电站容量

8、的增加，在一些大型船舶、工程船舶及舰船上电站容量已达数万千瓦，这时仍采用低压系统标准显然已不合理，因此这类船舶大多采用陆上相应中压等级标准(如3.3kV)。目前运行中的或正在建造中的远洋船舶主电站额定电压不是采用400V的就是采用440V的标准。我国《钢质海船建造及人级规范》规定：非电力推进船舶的限制电压为5(30V，动力负载、具有固定敷设电缆的电热装置等的额定电压为360V，电灯、生活居室的电热器限制电压为250V，额定电压