1育锋轮航行实习船电教学

船电教学船电所涉及的内容船电内容•船舶电力系统、……（发配电和用电）•船舶电力拖动、……•自动控制、……•计算机和网络系统……•电站和船舶电力管理系统发电、配电、电网管理和负载管理•……电站电拖电力拖动对象有甲板机械：起货机、锚机绞缆机、船舶舵机、甲板升降机冷藏机室舱室机械为主、副机服务的各类泵浦（辅机）锅炉、伙食冷库制冷、空调、排油监控装置•……电站电拖•船舶自动控制船舶导航与驾驶的自动化航线计划、机动航行、导航（卫星通信导航）、全球定位系统、雷达避碰与避让、航行管理、轮机自动监测和监控、自动报警等自动控制驾驶自动化•船舶自动控制机舱管理自动化主机遥控、动力管理、燃油消耗记录和油、水量计算、电站和电力管理、机舱监测报警、辅机电力拖动自动化燃油系统、压舱系统等的泵和阀的控制等机舱管理自动化•船舶自动控制装货、配载自动化自动配载、货物控制和监测、液位（舱内液面等）遥测和压载控制、冷藏集装箱监控等装卸配载自动化•船舶自动控制船岸信息一体化对船舶航行状态的实时监视、调度、管理、指挥的大型的自动管理系统，对于海上船舶航行安全有很重要的意义船岸信息一体化•计算机和网络系统利用计算机和网络技术，集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。组成：系统通常由两个工作母站、若干个工作分站将若干个分控制系统联网组成：工作母站设在机舱控制室和驾驶室、工作分站设在船舶重要部位方便对各设备进行监测和操纵等、分控制系统如主机遥控、机舱监测报警、电站管理泵阀控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。计算机和网络系统•船舶电力系统（发配电和用电）一、船舶电力系统的组成：电源、配电装置、电力网、负载1船舶电力系统电源将其他形式的能量(如机械能、化学能等)转换为电能的装置电源机械能电能发电机组:•直流发电机组•交流发电机组o柴油机发电机组o汽轮机发电机组o轴带发电机和主机废气透平发电机电源本轮电源设备发电机组：主发电机3台应急发电机1台主发电机：型号6DS-22/2FCS额定电压400V额定电流1020A频率50Hz相数3功率因数：0.8转速：750r/min励磁：无刷发电机励磁系统无刷发电机有刷：转子励磁绕组靠滑环和碳刷引入直流励磁电流；无刷：转子的励磁电流来自同轴转枢式绕组经过整流后的直流电源无刷发电机o旋转磁极式o旋转电枢式：定子绕组励磁为磁极，转子是电枢电源本轮电源设备发电机组：主发电机3台应急发电机1台应急发电机：型号6135ZD/THXV额定电压400V额定电流162A频率50Hz相数3功率因数0.8转速1500r/min电源本轮电源设备变压器：主变压器2只应急变压器1只主变压器：容量100KVA额定电压230V相数3台数2用途：正常照明、220V电力设备电源本轮电源设备变压器：主变压器2只应急变压器1只应急变压器：容量25KVA额定电压230V相数3台数1用途：大应急照明、220V电力设备电源化学能电能蓄电池组电源化学能电能本轮所使用的蓄电池组供小应急照明及机舱报警系统和主机遥控的备用电源：电压24v、容量187Ah。供驾驶台助航设备使用的蓄电池、应急发电机起动用蓄电池、救生艇起动用蓄电池。配电装置接受和分配电能；对电源、电力网和负载进行监测、控制和保护的装置配电装置组成：连接母线、_互感器、_测量仪表、_各种转换和控制开关、_保护电器、自动化装置及各种附属设备等。配电装置类型：总配电板、_应急配电板、_动力分配电箱、_照明分配电箱、_充放电板、……等。船舶电力网船舶输电电缆和电线的总称连接电源和负载，以实现能量的传递和信息的处理船舶电力网分类：动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱电电网等组成负载即用电设备电能其他形式能量的装置负载1)电力拖动设备甲板机械有：舵机、锚机、起货机、绞缆机、舷梯绞车等．舱室机械有：各种油泵及水泵、空压机、空调设备、冷藏设备和通风机等．其它：电力推进设备及工程船舶的生产机械设备等．负载2)照明设备船舶工作场所、生活舱室等的照明灯具，信号灯等．负载3)船舶通信导航设备无线电收发报机、电话、广播、声光报警装置、电车钟、舵角指示器、电罗经、雷达、无线电测向仪等．负载4)其他设备；船舶电加热器、电风扇、电视机、洗衣机等生活用电设备。•船舶电力系统二、基本参数：船舶主电网的电制（电流种类）、额定电压、额定频率。电力系统参数•船舶电力系统基本参数电流种类（电制）:直流电制、交流电制。•船舶电力系统基本参数额定电压动力系统有：440V、380V、220V、3.3KV等照明有：220V、110V、24V等。注意：电源电压的额定值比用电设备的额定电压高5％左右。如：380V动力系统的发电机额定电压为400V；220V照明电源额定电压为230V•船舶电力系统基本参数额定频率:50Hz（中国等）60Hz（日本、美国等）三、船舶电力系统的特点容量小在网发电机的转速和电压的变化；负载的投入和切除直接影响电网频率和电压的波动船舶电网的输电距离短线路阻抗低，各处短路电流大工作环境恶劣湿热、盐雾、霉菌、油气、船舶倾斜、摇摆、振动或冲击。船舶电力系统的特点•船舶配电板接收船舶电源发出的电能；集中控制并分配给各用电设备。分类：主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板、岸电箱等几种；3船舶配电板•船舶配电板主配电板位于机舱近电源处组成：发电机控制屏、并车屏、负载屏、连接母线等。主配电板主配电板•主配电板主配电板•并车屏主配电板•发电机控制屏No1和No2主配电板•发电机控制屏No3主配电板•负载屏•组合起动屏（右）380馈电屏220馈电屏主配电板•负载屏•组合起动屏（左）380馈电屏•船舶配电板主配电板发电机控制屏用来控制、调节、监视和保护发电机组每台发电机组均配有单独的控制屏。•船舶配电板主配电板发电机控制屏面板上有：•测量仪表：电流表及其转换开关、电压表及其转换开关；频率表、功率表、功率因数表；•开关：发电机主开关、原动机的调速开关等；•其它：操作按钮和逆功率继电器等。内部安装发电机的励磁控制装置；•船舶配电板主配电板并车屏用作发电机组的并联操作o面板上有：同步表、同步指示灯、转换开关、调速开关、操纵按钮等o内部有：汇流排、分段隔离开关、粗同步电抗器、自动并车装置等•船舶配电板主配电板负载屏动力负载屏和照明负载屏，用来分配电能并对各馈电线路进行控制、监视和保护。面板上有：装置式自动空气开关、电流表、转换开关、绝缘指示灯、兆欧表以及与岸电箱相连的岸电开关等。•船舶配电板主配电板汇流排铜质交流汇流排按从上到下、或左到右、或前到后的顺序依次为A相、B相、C相；A相—绿色，B相—黄色，C相—褐包或紫色中线为浅蓝色。直流汇流排的颜色正极为红色，负极蓝色，中线为绿和黄色间隔。•发电机的并联运行条件与分析同步发电机组的并联运行：两台及以上同步发电机同时向负载供电并车：将待并发电机投入运行的电网并车操作的场合：o增机：适应船舶高负荷运行工况时用电量的需求（靠离码头、进出狭窄水道等的机动航行）；船舶运行工况o备用机组替换平时运行的机组2同步发电机并联运行•船舶运行工况货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：航行工况：指全速满载航行期间进出港工况：指进出港低速航行、靠离码头等机动状态，装卸货工况：指装卸所载货物期间，停泊工况：指无装卸作业的停泊期间应急工况：指发生海损(如进水、火灾等)主发电机失效时(用以选择应急发电机)。在各种运行工况下满足用电量，并有适当的裕量，以保证连续可靠的供电,裕量功率不能太大，以保证其经济性。#####船舶运行工况•发电机的并联运行条件与分析电网并联运行须满足的四个条件：待并发电机与电网:1.电压的相序一致；2.电压的有效值相同;3.电压的频率相同；4.电压的相位一致。•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析(以单相电路分析)•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析I.频率和初相位相同，电压有效值不相同如果U1U2投入G2时，主开关DW2两端存在电压差：△U=U2–U1合闸后两台发电机之间会有环流（IPH）形成环流在相位上滞后于△U90°。•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析I.频率和初相位相同，电压有效值不相同如果U1U2均压作用：滞后的无功环流对发电机G2产生去磁的电枢反应（U2和△U同相位），结果使该发电机的端电压减小。对发电机G1来说，环流与输出电流方向相反，即超前于电压U190°，故对发电机G1产生增磁的电枢反应，使G1端电压升高环流作用的结果是使两台发电机的电压最终趋于一致，起到均压作用。电压差不能超过额定电压的10%•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析2.频率和电压相同，相位不相同（待并机U2电网U1）如：U2相位超前于U1DW2两端存在电压：△U=U2–U1合闸瞬间产生的冲击环流滞后△U90°o环流的无功去磁作用使电压有所减小；o环流的有功部分起着自整步的作用•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析2.频率和电压相同，相位不相同（待并机U2电网U1）U2相位超前于U1将环流分解为有功和无功分量：见图无功的去磁作用，电压有所减小；有功分量在发电机轴上产生扭矩o对于G2，输出的有功电流产生电磁制动转矩使其减速；o对于G1，输入有功电流使其加速。自整步作用使电压相位趋于一致而同步运行相位差控制在+/-15°之内•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析3.并车时电压和相位相同，频率不相同f2﹥f1频差产生相角如图频率高的发电机(G2)轴上产生制动力矩使转速下降，频率低的发电机轴上产生驱动力矩使转速升高.最终拉入同步运行频差控制在±0.5Hz之内•发电机的并联运行条件与分析并车条件分析综上所述，待并发电机合闸瞬间任一条件的不满足时，都会在发电机组之间产生冲击电流。如果合闸条件相差不大，相位超前发电机轴上产生制动力矩使降低转速，相位滞后发电机轴上产生驱动力矩使转速升高，这种自整步作用最终使两台发电机的电压相位趋于一致而同步运行。如果冲击电流太大，会造成并车失败，严重时会导致全船停电，甚至造成发电机组的损坏•发电机并车方法手动准同步并车手动粗同步并车自动准同步并车•发电机并车方法准同步并车：满足并车条件时合闸粗同步并车：通过电抗器限流，放宽条件合闸整步(或同步)：调整待并机，使其满足同步合闸条件，这一操作过程称为整步(或同步)。调整内容：o发电机装有自动调压装置，无需进行特别调整。（电压情况由配电板上的电压表来监测）o调整待并机的频率，使其满足频差条件，（等待相位到达合闸位置时操作合闸）•发电机并车方法检测并车条件的方法：o灯光法灯光明暗法灯光旋转法o整步表法•发电机并车方法检测并车条件的方法：o灯光法灯光明暗法当电网和待并发电机电压的频率和相位不相同时，指示灯两端存在着大小随时间周期性变化的电压差，灯泡周期性地亮灭，形成明暗的灯光。接线如图•发电机并车方法检测并车条件的方法：o灯光法灯光明暗法经电压互感器将三个灯泡分别接在待并发电机和运行发电机的对应相上；每个灯两端的电压就是两对应相之间的电压差值。•发电机并车方法检测并车条件的方法：灯光明暗法判断频差和相位两电压同相位时：三个同步指示灯两端的电压差均为零，灯泡熄灭。两电压的频率不相同时：灯泡两端的电压差，随时间周期性的变化，灯泡也将周期性地明暗。o灯泡明暗的快慢反映两台发电机频差的大小，频差周期：Ts=1/△fo调节待并机的调速开关，直到3s～5s明暗一次时，约在接近灯暗区间的中心位置时合闸。•发电机并车方法检测并车条件的方法：o灯光法灯光旋转法当两电压频率和相位不相同时，三个灯泡周期性地轮流熄灭，形成依次明亮旋转的灯光。接线如图•发电机并车方法检测并车条件的方法：o灯光法灯光旋转法指示灯L1两端连接在同名相上；指示灯L2、L3的两端接到异名相上。•发电机并车方法检测并车条件的方法：灯光旋转法判断频差和相位根据指示灯灯光旋转的方向和快慢，可以