船舶电气与通讯-第四章-船舶配电装置

第四章船舶配电装置4.1船舶配电装置的功能和类型4.2主配电板4.3应急配电板4.4充放电板及蓄电池4.5岸电箱及其它配电装置4.1船舶配电装置的功能和类型船舶配电装置是按船舶电力系统主接线的要求，把开关设备、保护测量电器、母线和必要的辅助设备组合在一起，构成的用来接受、分配和控制电能的一体化装置。一、船舶配电装置的功能（1）接收船舶发电机输出的电能并对负载分配电能（2）正常运行时接通和断开电路（3）电力系统发生故障或处于不正常运行状态时，保护装置动作，切断故障电路或报警信号（4）测量和显示运行中的各种电气参数，如电压、电流、功率、频率、功率因数、绝缘等;（5）进行某些电气参数的调整(如电压、频率及转速的调整)（6）监视电路状态、开关状态以及对偏离正常工作状态进行信号指示等船舶配电装置按其用途的不同可分为下列类型：（1）主配电板MSB：又称为总配电盘，是用于控制和监视主电站所产生的电能，并对全船正常使用的电能分配的开关设备和控制设备的组合装置。（2）应急配电板ESB应急配电板是用于控制和监视由应急电源产生的电力，并在船舶应急状况下，对船舶安全所必需的电力负载进行配电的开关设备和控制设备的组合装置。二、船舶配电装置的类型（3）充放电板CHP充放电板是用来控制和监视充电电源的工作状态和蓄电池组的充电与放电情况，并将蓄电池组的电能分配给船上的低压用电设备的装置（4）分配电板DB：分配电板和区域配电板都是开关设备和控制设备的组合装置，属于次级配电板。对于分配电板，按供电负载的性质又可分成：动力分配电板、照明分配电板、应急照明分配电板、低压照明分配电板、低压分配电板、无线分配电板、助航分配电板（5）电工试验板TP装于电工间，设有全船各种用电器所需的电源，供电工检修试验电气设备用。（6）驾驶室集控板WHC用来在驾驶室集中控制某些电气设备，例如探照灯、雾笛、航行灯、信号灯、闪光灯、电铃、广播、声力电话、自动电话、甚高频电话、火灾报警、风油切断按钮、遇难报警、总动员按钮、遥控按钮等4.2主配电板主配电板是船舶电力系统的中枢，对全船电力系统的发电和配电的操作、控制、保护、测量及监视等功能都集中在主配电板上，主配电板通常由发电机控制屏、并车屏、负载屏及连接汇流排(母线)四部分构成。主配电板是船舶电能的控制装置，是根据船舶电力系统图设计制造的。一、概述并车屏负载屏发电机控制屏图4-1某轮主配电板的板面布置图1.功能和构成用来控制、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。发电机控制屏一般包含有励磁控制部分、发电机主开关及其指示操纵部分、发电机保护部分、互感器及测量仪表等。二.发电机控制屏发电机控制屏结构上常设计成上、中、下三部分上部的面板装有测量仪表、转换开关及指示灯，一般做成门式结构。中间装有主电源开关，面板上装有主电源开关的操作部件、指示灯、充磁按钮等。发电机的自励恒压装置用的相复励变压器、并车用的移相电抗器和励磁变阻器等较沉重的设备安装在下部2.主要器件(1)电流表(A)及转换开关(2)电压表(V)及转换开关(3)频率表(Hz)(4)功率表(kW)(5)功率因数表(cosφ)(6)励磁电流表(7)原动机调速开关(8)框架式自动空气开关(9)发电机主开关的合闸按钮、分闸按钮、充磁按钮和调速开关(按钮)(10)信号指示灯(11)逆功率保护及继电保护装置三.并车屏在有多台发动机向电网同时供电的船舶电站中，为了便于控制发电机的并车，主配电板大多设置有并车屏。在并车屏中安装有同步指示仪表及相关器件，在并车时可以操纵任一台发电机的调速、投人与切除，实现各发电机的手动、自动或半自动并车。主要由频率表、同步表与同步指示灯及其转换开关、调速开关、合（分）闸按钮、投切顺序选择和转换开关等组成。并车屏主要器件(1)隔离开关(2)整(同)步表及转换开关(3)两个频率表(4)两个电压表(5)整步指示灯(6)准同步并车装置四.负载屏供电给动力负载各分路的屏称为动力负载屏，一般船舶按动力负载的多少可设二至四屏；供电给照明负载的负载屏称为照明负载屏，一般只需一至二屏。负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视和保护，通过装在负载屏上的馈电开关将电能供给船上各用电设备或分配电板。负载屏上装有装置式空气开关、电压表、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。负载屏上的配电开关大多采用塑壳式自动空气断路器，某些船舶对一些大负载或重要负荷也有采用框架式自动空气断路器的。普通负载屏主要由配电开关、熔断器，部分负载屏还有电流表、电压表、绝缘监视表（兆欧表）及其转换开关组成；在照明负载屏上还装设有变压器开关及电流表，电压表及转换开关等设备五.汇流排汇流排是发电机与负载(或分配电板)的联系桥梁。各发电机发出的电能先送到共用母线即汇流排上，再由汇流排配送到负载。有的船舶汇流排由二段或多段组成，各汇流排之间根据需要通过隔离开关接通或断开。直流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前到后(水平布置)的顺序依次为正极、中线、负极。其正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间色。交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从前到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U相、V相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或紫色，中线为浅蓝色(若有接地线则接地线为黄绿相间颜色)。六.主配电板布置的基本原则主配电板的前后应留有足够宽的通道。其前面通道的宽度应为0.8m，后面通道的宽度应至少为0.6m。主配电板的后面和上方不应设有水、油及蒸汽管，油柜以及其他液体容器。若不能避免时，则应有可靠的防护措施主配电板及发电机组的布置应尽可能靠近电力负荷较集中的区域，以节约电缆4.3应急配电板通常由应急发电机控制屏和应急负载屏组成。一般安装在船甲板上与应急发电机在同一舱室中，屏上所安装的仪表和电器与主配电板基本相同，只是应急发电机不需要并联运行而无需逆功率继电器和同步表。负载屏仅向全船应急负载供电，负载屏可以是动力莉照明合为一屏、也可分成动力屏和照明屏，应急照明负载通过照明变压器供电。应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的工作状况，并向应急用电设备供电。应急发电机控制屏包含有发电机组的启动控制部分、励磁控制部分、发电机主开关及其指示操纵部分、发电机保护部分、与主配电板间的连锁部分、互感器及测量仪表等。应急负载屏主要用于对380V和220V各类应急负载的馈电，并对其回路进行控制、监视和保护，通过装在负载线路上的馈电开关将电能供给船上各应急用电设备或分电箱。应急配电板的接线应该反映出主发电机、应急发电机和岸电开关之间的电气联锁。防止非同期合闸（在几个电源之间）。图4-3船舶主电网与应急电网间单线原理简图船舶小应急照明，操纵仪器和无线电设备的电源均采用蓄电池，船舶设置充放电板对蓄电池进行充电、放电，实现向用电设备正常供电。常用充放电板的原理接线如图4-4，主要有以下两部分组成：1.充电部分目前交流船舶大都采用可控硅整流装置把交流电变为直流电。图4-4中电路中设有交流电源开关和向蓄电池充电的总开关，以及监视充放电的直流电压表和电流表和熔断器。4.4充放电板及蓄电池2.放电部分用于由蓄电池供电所形成的用电回路，由图4-4可见，当主应急电网都失电时，接触器KM得电，常开触头闭合，直接向小应急用电设备供电，其余用电设备分别利用开关送电。图4-4充放电板原理图返回3、蓄电池船上使用的应急蓄电池有酸性（铅）蓄电池和碱性（铁镍、铬镍）蓄电池两种。船上一般采用酸性蓄电池为多，主要是因为其具有体积小，价格便宜，维护方便等优点。蓄电池主要有如下用途：•⑴作为小应急电源（应急照明、航行灯）及内部通讯电源；•⑵作为机舱巡回监视系统的备用控制电源；•⑶作为应急柴油发电机的起动电源；•⑷作为救生艇柴油机的起动电源；•⑸作为无线电收发报机的电源。岸电箱与主配电板之间，应设有足够容量的固定电缆。在主配电板上的岸电接线，应装有指示灯，以指示外来电源的电缆是否已经带电。一、岸电箱4.5岸电箱及其它配电设备(1)检查岸电电力系统参数（电制、电压和频率）是否与本船电网参数一致。若电制、频率相同，仅电压不同，可通过调压器将岸电电压变换成与本船电压相等后，再接至船上电网。(2)检查岸电相序与船上电网相序是否一致，如果相序不一致将会使船上电机反转。一般船上的岸电箱内均有相序指示灯或逆序继电器，当显示相序正确时才能接岸电。(3)接通岸电后，不允许再起动船上主发电机或使应急发电机合闸向电网供电，因此主配电板均设有与岸电的互锁保护，使两者不可能同时合闸。(4)若岸电为三相四线制时，应将船体与岸上接地装置相连，然后接岸电。交流船舶接岸电时，还应注意如下各项：二、分配电板分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设备的组合装置。对额定电流不超过16A的电气设备进行供电的开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电板和照明分配电板两种。区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗电大于16A的电器设备进行供电的开关板。