船舶電站及其自動化裝置教學大綱

1、“船舶電站及其自動化裝置”課程教學大綱一、課程教學大綱基本信息適用專業(yè)輪機工程編寫年月2016-06適用對象本科執(zhí) 筆學分學時 數(shù)：2學分，36學時審 核二、課程性質(zhì)、任務與目的及基本要求課程性質(zhì)：船舶電站及其自動化裝置屬于輪機工程專業(yè)“專業(yè)課”中“方向限修課”模塊:“電氣與自動化方向”的課程。本課程是輪機工程專業(yè)的選修課，學生修完電工學、電子技術(shù)、電工與電子實驗實習、船舶電氣設(shè)備維修技術(shù)、單片機原理與接口技術(shù)和計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)（VB)課程后開設(shè)。同時開設(shè)的相關(guān)課程有PLC與現(xiàn)場總線技術(shù)、船舶電氣設(shè)備維修技術(shù)、輪機自動化。任務與目的：通過這門課程的學習，使學生熟悉現(xiàn)代船舶電站及其自動化裝置組

2、成及發(fā)展趨勢，熟悉在自動化船舶中電站系統(tǒng)所涵蓋的內(nèi)容，熟悉船舶電站中各類自動控制裝置的基本工作原理，日常維護管理及裝置參數(shù)的調(diào)節(jié)方法，熟悉船舶電力系統(tǒng)的設(shè)備保護方法，保護裝置的作用。為上船從事電機合一的輪機員工作，為管理和檢修船舶電站及其自動化裝置打下一定理論基礎(chǔ)?；疽螅和ㄟ^本課程的學習，獲得有關(guān)船舶電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和運行管理方面的基本知識、基本理論和基本技能。同時，應達到下列的基本要求：1、掌握船舶電站自動化運行的基本內(nèi)容。2、掌握自動并車裝置、晶閘管調(diào)壓器、可控相復勵裝置及無刷勵磁裝置。3、掌握船舶電力系統(tǒng)保護裝置設(shè)置原則。三、教學內(nèi)容及要求第一章 船舶電力系統(tǒng)第一節(jié) 概述【目

3、的要求】1.了解發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則。2.理解船舶電力系統(tǒng)的組成及特點。3.掌握船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)?！局饕獌?nèi)容】1.船舶電力系統(tǒng)的組成及特點。2.船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)。3.發(fā)電機容量及臺數(shù)確定的原則。4.應急發(fā)電機容量的確定。重點：船舶電力系統(tǒng)的組成及特點；船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)。難點：船舶電力系統(tǒng)的組成及特點；船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)。第二節(jié) 船舶電源【目的要求】1.了解船舶電源的分類與船舶新能源。2.理解船舶同步發(fā)電機。3.掌握船舶軸帶發(fā)電機與船舶蓄電池?！局饕獌?nèi)容】1.船舶電源的分類。2.船舶同步發(fā)電機。3.船舶軸帶發(fā)電機優(yōu)缺點以及主要類型。4.船舶新能源。5.船舶蓄電池的應用

4、、類別、主要性能、結(jié)構(gòu)以及工作原理。重點：船舶軸帶發(fā)電機；船舶蓄電池。難點：船舶軸帶發(fā)電機；船舶蓄電池第三節(jié) 配電裝置【目的要求】1.了解配電裝置分類、應急配電板和充放電板。2.理解分配電板的構(gòu)成及功能。3.掌握主配電板與岸電箱的構(gòu)成及功能?！局饕獌?nèi)容】1.配電裝置分類。2.主配電板的構(gòu)成及功能。3.分配電板。4.應急配電板。5.充放電板。6.岸電箱。重點：主配電板的構(gòu)成及功能；分配電板難點：主配電板的構(gòu)成及功能；分配電板第四節(jié) 船舶電力系統(tǒng)中的常用電器【目的要求】1.了解電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀與負序繼電器。2.理解裝置式自動空氣開關(guān)。3.掌握萬能式自動空氣斷路器與逆功率繼電器?！局饕獌?nèi)容】1.萬能式

5、自動空氣斷路器結(jié)構(gòu)及原理。2.裝置式自動空氣開關(guān)。3.逆功率繼電器。4.負序繼電器。5.電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀。重點：萬能式自動空氣斷路器；逆功率繼電器難點：萬能式自動空氣斷路器；逆功率繼電器第五節(jié) 船舶電網(wǎng)【目的要求】1.了解船舶電網(wǎng)的分類與接線方式?！局饕獌?nèi)容】1.船舶電網(wǎng)的分類。2.船舶電網(wǎng)的接線方式。3.船舶電纜。重點：船舶電網(wǎng)的分類與接線方式。難點：船舶電網(wǎng)的分類與接線方式。第六節(jié) 船舶電力系統(tǒng)的保護及保護裝置【目的要求】1.了解船舶電網(wǎng)的保護形式。2.理解船舶變壓器與負載的保護方式。3.掌握同步發(fā)電機的保護及保護裝置?！局饕獌?nèi)容】1.船舶電網(wǎng)的保護形式。2.同步發(fā)電機的保護及保護裝置。3.

6、船舶變壓器的保護。4.船舶負載的保護。重點：同步發(fā)電機的保護及保護裝置。難點：同步發(fā)電機的保護及保護裝置。第七節(jié) 船舶中壓電力系統(tǒng)【目的要求】1.了解“泰安口”半潛式電力推進船中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與電力系統(tǒng)的運行模式。2.理解中壓電力系統(tǒng)的隔離開關(guān)和接地開關(guān)。3.掌握船舶中壓保護與船舶電力推進系統(tǒng)中的中壓系統(tǒng)?！局饕獌?nèi)容】1.“泰安口”半潛式電力推進船中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。2.“泰安口”半潛式電力推進船電力系統(tǒng)的運行模式。3.中壓電力系統(tǒng)的隔離開關(guān)和接地開關(guān)。4.船舶中壓保護。5.船舶電力推進系統(tǒng)中的中壓系統(tǒng)。重點：船舶中壓保護與船舶電力推進系統(tǒng)中的中壓系統(tǒng)。難點：船舶中壓保護與船舶電力推進系統(tǒng)中

7、的中壓系統(tǒng)。第二章 船舶同步發(fā)電機的并車運行第一節(jié) 并車的條件及分析【目的要求】1.理解理想并車的條件。2.掌握對并車條件的分析?！局饕獌?nèi)容】1.理想并車的條件。2.并車條件的分析。重點：理想并車的條件；并車條件的分析。難點：理想并車的條件；并車條件的分析。第二節(jié) 同步發(fā)電機的手動并車【目的要求】1.理解手動并車程序及注意事項。2.掌握同步指示燈法和同步表法?！局饕獌?nèi)容】1.同步指示燈法。2.同步表法。3.手動并車程序及注意事項。重點：同步指示燈法和同步表法；手動并車程序。難點：同步指示燈法和同步表法；手動并車程序。第三節(jié) 同步發(fā)電機自動并車的基本原理【目的要求】1.了解自動并車裝置。2.掌握

8、自動并車基本原理?！局饕獌?nèi)容】1.自動并車基本原理。2.自動并車裝置。重點：自動并車基本原理。難點：自動并車基本原理。第三章 船舶同步發(fā)電機電壓及無功功率自動調(diào)整第一節(jié) 自動電壓調(diào)整的基本知識【目的要求】1.了解同步發(fā)電機的電壓波動。2.理解自勵恒壓裝置的作用。3.掌握自勵恒壓裝置的基本要求?！局饕獌?nèi)容】1.同步發(fā)電機的電壓波動。2.自勵恒壓裝置的作用。3.自勵恒壓裝置的基本要求。重點：自勵恒壓裝置的作用與基本要求。難點：自勵恒壓裝置的作用與基本要求。第二節(jié) 相復勵原理【目的要求】1.掌握同步發(fā)電機的自勵起壓原理、相復勵恒壓原理以及相復勵的基本形式?！局饕獌?nèi)容】1.同步發(fā)電機的自勵起壓原理。2

9、.相復勵恒壓原理。3.相復勵的基本形式。重點： 同步發(fā)電機的自勵起壓原理、相復勵恒壓原理以及相復勵的基本形式。難點： 同步發(fā)電機的自勵起壓原理、相復勵恒壓原理以及相復勵的基本形式。第三節(jié) 不可控相復勵裝置【目的要求】1.了解電磁疊加帶點壓曲折繞組的相復勵系統(tǒng)。2.理解電流疊加相復勵恒壓裝置。3.掌握電磁疊加的相復勵自勵恒壓裝置?！局饕獌?nèi)容】1.電流疊加相復勵恒壓裝置。2.電磁疊加的相復勵自勵恒壓裝置。3.電磁疊加帶點壓曲折繞組的相復勵系統(tǒng)。重點：電流疊加相復勵恒壓裝置；電磁疊加的相復勵自勵恒壓裝置。難點：電流疊加相復勵恒壓裝置；電磁疊加的相復勵自勵恒壓裝置。第四節(jié) 可控相復勵自勵恒壓勵磁系統(tǒng)【

10、目的要求】1.了解交流與直流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓器。2.理解可控電抗器分流調(diào)壓器 3.掌握可控相復勵變壓器式可控相復勵裝置與可控移相電抗式可控相復勵裝置?！局饕獌?nèi)容】1.可控相復勵變壓器式可控相復勵裝置。2.可控移相電抗式可控相復勵裝置。3.可控電抗器分流調(diào)壓器。4.交流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓器。5.直流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓器。重點：可控相復勵變壓器式可控相復勵裝置與可控移相電抗式可控相復勵裝置。難點：可控相復勵變壓器式可控相復勵裝置與可控移相電抗式可控相復勵裝置。第五節(jié) 無刷發(fā)電機勵磁系統(tǒng)【目的要求】1.熟悉無刷同步發(fā)電機的組成。2.掌握無刷勵磁方式。【主要內(nèi)容】1.無刷同步發(fā)電機的組成。2.無刷勵

11、磁方式。重點：無刷勵磁方式。難點：無刷勵磁方式。第六節(jié) 并聯(lián)運行發(fā)電機組間無功功率分配【目的要求】1.掌握并聯(lián)運行發(fā)電機組間無功功率分配?！局饕獌?nèi)容】1. 并聯(lián)運行發(fā)電機組間無功功率分配。重點：直流均壓線、交流均壓線與調(diào)壓裝置。難點：直流均壓線、交流均壓線與調(diào)壓裝置。第四章 電力系統(tǒng)頻率及有功功率自動調(diào)整第一節(jié) 電力系統(tǒng)有功功率自動調(diào)整基礎(chǔ)知識【目的要求】1.了解電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其影響。2.理解調(diào)速器及其調(diào)速特性與發(fā)電機并聯(lián)運行的有功功率分配。3.掌握有功功率的轉(zhuǎn)移操作以及調(diào)壓系數(shù)與功率分配間的關(guān)系。【主要內(nèi)容】1.電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其影響。2.調(diào)速器及其調(diào)速特性。3.發(fā)電機并聯(lián)

12、運行的有功功率分配。4.有功功率的轉(zhuǎn)移操作。5.調(diào)壓系數(shù)與功率分配間的關(guān)系。重點：調(diào)速器及其調(diào)速特性與發(fā)電機并聯(lián)運行的有功功率分配；有功功率的轉(zhuǎn)移操作以及調(diào)壓系數(shù)與功率分配間的關(guān)系。難點：調(diào)速器及其調(diào)速特性與發(fā)電機并聯(lián)運行的有功功率分配；有功功率的轉(zhuǎn)移操作以及調(diào)壓系數(shù)與功率分配間的關(guān)系。第二節(jié) 自動調(diào)頻調(diào)載原理【目的要求】1.熟悉自動調(diào)頻調(diào)載方法。3.掌握自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理與自動分級卸載?！局饕獌?nèi)容】1.自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理。2.自動調(diào)頻調(diào)載方法。3.自動分級卸載。重點：自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理；自動調(diào)頻調(diào)載方法；自動分級卸載。難點：自動調(diào)頻調(diào)載裝置的原理；自動調(diào)頻調(diào)載方法；自動分級卸載。

13、第五章 船舶電力系統(tǒng)保護第一節(jié) 船舶電力系統(tǒng)保護【目的要求】1.了解船舶同步發(fā)電機的保護。2.熟悉船舶電網(wǎng)的保護。3.掌握岸電相序監(jiān)視。4.船舶電力系統(tǒng)故障分析與處理。【主要內(nèi)容】1.船舶同步發(fā)電機的保護。2.船舶電網(wǎng)的保護。3.岸電相序監(jiān)視。4.電力系統(tǒng)故障分析與處理。重點：船舶電網(wǎng)的保護；電力系統(tǒng)故障分析與處理。難點：電力系統(tǒng)故障分析與處理。第六章 船舶電站自動化第一節(jié) 概述【目的要求】1.了解有關(guān)規(guī)范。2.熟悉電站自動化基本功能。3.掌握電站自動化的技術(shù)特點?！局饕獌?nèi)容】1.有關(guān)規(guī)范。2.基本功能。3.電站自動化的技術(shù)特點。重點：基本功能；電站自動化的技術(shù)特點。難點：電站自動化的技術(shù)特點

14、。第二節(jié) 船舶電站自動控制裝置的系統(tǒng)組成【目的要求】1.了解發(fā)電機并車與保護單元的通信和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。2.熟悉SIMOS PMA 71型電力自動管理系統(tǒng)的組成；GENOP 71型發(fā)電保護/并車單元；OP 7型液晶顯示操作單元和PLC單元。3.掌握電力自動管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型；船舶自動化電站的功能組成。【主要內(nèi)容】1.電力自動管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型。2.船舶自動化電站的功能組成。3.SIMOS PMA 71型電力自動管理系統(tǒng)的組成。4.GENOP 71型發(fā)電保護/并車單元。5.OP 7型液晶顯示操作單元和PLC單元。6.發(fā)電機并車與保護單元和空氣斷路器、調(diào)速器之間電氣接線示例。7.發(fā)電機并車與保護單元

15、的通信和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。重點：電力自動管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型；船舶自動化電站的功能組成。難點：電力自動管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型；船舶自動化電站的功能組成。第三節(jié) 船舶電站自動化主要功能簡介【目的要求】1.熟悉PMA 71的功率自動管理功能。2.掌握對柴油發(fā)電機組的控制；船舶電網(wǎng)的監(jiān)視和發(fā)電機的保護功能?！局饕獌?nèi)容】1.對柴油發(fā)電機組的控制。2.船舶電網(wǎng)的監(jiān)視和發(fā)電機的保護功能。3.PMA 71的功率自動管理功能。重點：對柴油發(fā)電機組的控制；船舶電網(wǎng)的監(jiān)視和發(fā)電機的保護功能。難點：對柴油發(fā)電機組的控制；船舶電網(wǎng)的監(jiān)視和發(fā)電機的保護功能。第四節(jié) 發(fā)電機并車和保護器（PPU）實現(xiàn)的自動化電站簡介【目的要求】1.

16、了解DEIF公司的Multi-Line2產(chǎn)品PPU簡介。2.熟悉基于PPU和PLC模塊實現(xiàn)的自動化電站。3.掌握PPU對調(diào)速器和AVR的控制。【主要內(nèi)容】1.DEIF公司的Multi-Line2產(chǎn)品PPU簡介。2.基于PPU和PLC模塊實現(xiàn)的自動化電站。3.PPU對調(diào)速器和AVR的控制。4.PPU和PLC構(gòu)建的系統(tǒng)應用分析。重點：PPU對調(diào)速器和AVR的控制。難點：PPU對調(diào)速器和AVR的控制。第七章 船舶高壓電力系統(tǒng)第一節(jié) 船舶高壓電力系統(tǒng)【目的要求】1.了解船舶高壓電力系統(tǒng)電壓等級和防護要求。2.熟悉船舶高壓電力系統(tǒng)中性點接地技術(shù)。3.掌握船舶高壓電力系統(tǒng)變配電裝置。4.掌握船舶高壓電力系

17、統(tǒng)保護。5.掌握船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理?！局饕獌?nèi)容】1.船舶高壓電力系統(tǒng)電壓等級和防護要求。2.船舶高壓電力系統(tǒng)中性點接地技術(shù)。3.船舶高壓電力系統(tǒng)變配電裝置。4.船舶高壓電力系統(tǒng)保護。5.船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理。重點：船舶高壓電力系統(tǒng)電壓等級和防護要求；船舶高壓電力系統(tǒng)中性點接地技術(shù)；船舶高壓電力系統(tǒng)變配電裝置；船舶高壓電力系統(tǒng)保護；船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理。難點：船舶高壓電力系統(tǒng)電壓等級和防護要求；船舶高壓電力系統(tǒng)中性點接地技術(shù)；船舶高壓電力系統(tǒng)變配電裝置；船舶高壓電力系統(tǒng)保護；船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理。第八章 船舶軸帶發(fā)電裝置的電力系統(tǒng)第一節(jié) 船舶軸帶

18、發(fā)電裝置的分類及基本工作原理【目的要求】1.了解頻率變動型軸帶發(fā)電裝置。2.理解頻率穩(wěn)定型軸帶發(fā)電裝置。3.掌握軸帶發(fā)電電動裝置。4.理解復合軸帶發(fā)電裝置。【主要內(nèi)容】1.頻率變動型軸帶發(fā)電裝置。2.頻率穩(wěn)定型軸帶發(fā)電裝置。3.軸帶發(fā)電電動裝置。4.復合軸帶發(fā)電裝置。重點：軸帶發(fā)電電動裝置。難點：頻率穩(wěn)定型軸帶發(fā)電裝置。第二節(jié) 定距槳恒頻晶閘管軸帶發(fā)電裝置【目的要求】1.理解晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡要工作原理。2.掌握SIEMENS WGA 23 d軸帶發(fā)電電動裝置簡介。3.軸帶異步發(fā)電機簡介?！局饕獌?nèi)容】1.晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡要工作原理。2.掌握軸帶發(fā)電電動裝置簡介。3.軸帶異

19、步發(fā)電機簡介。重點：晶閘管變換器式軸帶發(fā)電裝置簡要工作原理。難點：軸帶發(fā)電電動裝置簡介。四、實驗內(nèi)容及要求實驗1. 船舶電力系統(tǒng)的組成及原理【目的要求】1.了解船舶電力系統(tǒng)的組成及各組成部分的特點和相互間的關(guān)系。2.熟悉船舶配電裝置的總體結(jié)構(gòu)，各組成部分的功能?！局饕獌?nèi)容】1.對照實物，分清系統(tǒng)中各裝置分屬電力系統(tǒng)的那一部分。2.電力系統(tǒng)的配電部分采用實物模擬，應結(jié)合圖紙，查找圖上對應的實物，了解其功能、維修方法。實驗2. 船舶電站實驗【目的要求】1.掌握同步發(fā)電機并車使學生了掌握船舶配電裝置的基本組成、性能和特點。2.掌握交流同步發(fā)電機各種并車方法性能和特點。3.掌握負荷轉(zhuǎn)移等操作，掌握船舶

20、電站各種自動化裝置的基本性能?！局饕獌?nèi)容】1.同步發(fā)電機并車使學生了掌握船舶配電裝置的基本組成、性能和特點。2.交流同步發(fā)電機各種并車方法性能和特點。3.負荷轉(zhuǎn)移等操作，掌握船舶電站各種自動化裝置的基本性能。五、學時分配建議序號課程內(nèi)容學時分配講課實驗習題課課程設(shè)計機動一船舶電力系統(tǒng)42二船舶同步發(fā)電機的并聯(lián)運行5三船舶同步發(fā)電機電壓及無功功率自動調(diào)節(jié)5四船舶電力系統(tǒng)頻率及有功功率自動調(diào)節(jié)52五船舶電力系統(tǒng)保護2六船舶電站自動化52七船舶高壓電力系統(tǒng)2八船舶軸帶發(fā)電裝置的電力系統(tǒng)2合計3042（表格寬度15厘米、行高0.6厘米，表格居中，表格內(nèi)文字5號宋體、居中）六、實驗學時分配建議序號實 驗 內(nèi)容學時分配一船舶電力系統(tǒng)的組成及原理實驗2二船舶電站實驗2合計4七、教學建議本課程的先修課程是 “船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)”。 1.與“船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)”的聯(lián)系船舶電氣設(shè)備及系