船舶電站及其自動(dòng)化裝置 課件4 船舶同步發(fā)電機(jī)電壓及無(wú)功功率分配、5 船舶電力系統(tǒng)安全保護(hù)、6 船舶高壓電力系統(tǒng)

第四章船舶同步發(fā)電機(jī)電壓及無(wú)功功率分配

眾所周知，各種電氣設(shè)備，必須在額定電壓下運(yùn)行。因此保持電網(wǎng)電壓為額定值，是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。但是，實(shí)際上船舶電網(wǎng)電壓總是經(jīng)常變動(dòng)的。原因是相對(duì)于陸上電網(wǎng)，船舶電站容量較小，而某些用電設(shè)備容量卻較大，當(dāng)這些大負(fù)載起動(dòng)時(shí)，對(duì)船舶電網(wǎng)將造成沖擊，船舶同步發(fā)電機(jī)的端電壓變動(dòng)尤為嚴(yán)重，故研究船舶同步發(fā)電機(jī)電壓自動(dòng)調(diào)整，是交流船舶電站的重要課題之一。1.1同步發(fā)電機(jī)電壓變化的原因

當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，由于同步發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)，必定會(huì)引起發(fā)電機(jī)端電壓的變化。這一關(guān)系可由隱極式同步發(fā)的電壓平衡方程式（4-1）表示（其電勢(shì)簡(jiǎn)化矢量如圖4-1所示）：索引第一節(jié)自勵(lì)恒壓裝置的作用和基本措施1、對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響2、對(duì)電光源的影響3、對(duì)電網(wǎng)的影響索引1.2電壓偏差的危害引起同步發(fā)電機(jī)端電壓變化的主要原因是無(wú)功電流的變化，而要保持發(fā)電機(jī)端電壓不變，就要隨之相應(yīng)地調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，索引1.3發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整的基本措施2.1勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整的作用發(fā)電機(jī)端電壓是由勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，為了維持發(fā)電機(jī)的端電壓幾乎不變，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流必須適時(shí)地做相應(yīng)的調(diào)整。2.2同步發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)整自動(dòng)電壓調(diào)整裝置的的基本要求總的基本要求是：簡(jiǎn)單可靠；靈敏度高而穩(wěn)定；保證電壓為給定水平；調(diào)整迅速而很快穩(wěn)定；具有一定的強(qiáng)行勵(lì)磁能力；同樣有效的反映電壓的下降和電流的增大；合理地分配無(wú)功功率。相對(duì)應(yīng)基本要求的具體技術(shù)指標(biāo)有：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、強(qiáng)行勵(lì)磁、無(wú)功分配。索引第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整2.3勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整裝置的技術(shù)指標(biāo)

（1）發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓變化率。我國(guó)鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范中對(duì)穩(wěn)態(tài)指標(biāo)規(guī)定為：“交流發(fā)電機(jī)連同其勵(lì)磁系統(tǒng)，應(yīng)能在負(fù)載自空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)，且其功率因數(shù)為額定值情況下，保持其穩(wěn)態(tài)電壓的變化值在額定電壓的±2.5％以內(nèi)。應(yīng)急發(fā)電機(jī)可允許為±3.5％以內(nèi)?！保?）發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性

“交流發(fā)電機(jī)在負(fù)載為空載、轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速、電壓接近額定值的狀態(tài)下，突加和突卸60％額定電流及功率因數(shù)不超過(guò)0.4（滯后）的對(duì)稱負(fù)載時(shí)，當(dāng)電壓跌落時(shí)，其瞬態(tài)電壓值應(yīng)不低于額定電壓的85％；當(dāng)電壓上升時(shí)，其瞬態(tài)電壓值應(yīng)不超過(guò)額定電壓的120％，而電壓恢復(fù)到與最后穩(wěn)定值相差3％以內(nèi)所需的時(shí)間，則不應(yīng)超過(guò)1.5s。”2．勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整裝置的分類(lèi)主要采用的有：不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)裝置；可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)裝置；可控硅勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整裝置；用于無(wú)刷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整裝置；用于諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)整裝置。勵(lì)磁調(diào)整方法大都是按照電壓偏差（

）、負(fù)載電流（

）、電流相位（

）這三個(gè)原則來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

依被檢測(cè)量的不同可分為：按電壓偏差調(diào)整；按負(fù)載電流大小及相位調(diào)整；按電壓偏差、電流大小及相位的復(fù)合調(diào)整。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)本身提供的勵(lì)磁系統(tǒng)提供，故又稱為自勵(lì)系統(tǒng)。按負(fù)載電流大小及相位進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膭?lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量即機(jī)端電壓沒(méi)有反饋到系統(tǒng)的輸入端，是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，由人工預(yù)先調(diào)整好電抗器、變壓器等的氣隙和線圈匝數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載狀態(tài)來(lái)控制被調(diào)量，即僅根據(jù)負(fù)載變化提供相應(yīng)的勵(lì)磁電流。其特點(diǎn)是穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)精度較差，但動(dòng)態(tài)性能較好。僅按機(jī)端電壓偏差調(diào)節(jié)的勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能較差，一般都與相復(fù)勵(lì)裝置聯(lián)用構(gòu)成綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3．勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理索引勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（以下稱調(diào)節(jié)系統(tǒng)）的被調(diào)量是發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓U，由于發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流大小及其相位變化引起U的變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)是要把被調(diào)量調(diào)到所要求的值上。調(diào)節(jié)系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行時(shí)要維持機(jī)端電壓在一定水平上，在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)要實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的分配調(diào)節(jié)。調(diào)差系數(shù)在單機(jī)運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)為負(fù)載變化時(shí)的電壓調(diào)節(jié)精度，即穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率。（1）勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性索引按偏差調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，調(diào)節(jié)作用只與機(jī)端電壓的偏差有關(guān)，而與產(chǎn)生擾動(dòng)的原因無(wú)關(guān)，其靜態(tài)特性即調(diào)整精度較好；而動(dòng)態(tài)過(guò)程是一個(gè)周期性的振蕩過(guò)程，動(dòng)態(tài)特性較差。（2）按機(jī)端電壓偏差調(diào)節(jié)原理索引在既定的轉(zhuǎn)速和溫度等條件下，發(fā)電機(jī)端電壓是既定的。但是由于轉(zhuǎn)速或溫度變化等其他擾動(dòng)引起的電壓偏離，調(diào)節(jié)系統(tǒng)就無(wú)法響應(yīng)，因此靜態(tài)特性較差。這種不加以控制的勵(lì)磁系統(tǒng)一般稱為“不可控相復(fù)勵(lì)”系統(tǒng)，或稱為“開(kāi)環(huán)調(diào)節(jié)”系統(tǒng)，它的動(dòng)態(tài)過(guò)程是非周期性的，沒(méi)有振蕩過(guò)程，因此動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好。（3）按負(fù)載電流大小及相位進(jìn)行調(diào)節(jié)原理按機(jī)端電壓偏差調(diào)節(jié)的勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜態(tài)性能好，動(dòng)態(tài)性能差；按負(fù)載電流大小及相位進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)的勵(lì)磁系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)性能好，靜態(tài)性能差。綜合這兩種調(diào)節(jié)方法，既按負(fù)載電流大小及相位進(jìn)行補(bǔ)償，又按機(jī)端電壓偏差校正，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短獲得較好的調(diào)節(jié)效果。（4）綜合調(diào)節(jié)原理自勵(lì)同步發(fā)電機(jī)要達(dá)到正常自勵(lì)起壓，必須滿足三個(gè)條件：①必須要有足夠大的剩磁電壓

，以使自勵(lì)回路導(dǎo)通；②必須適當(dāng)整定自勵(lì)回路阻抗，使勵(lì)磁特性與空載特性配合恰當(dāng)，正好相交在正?？蛰d額定電壓

；③使自勵(lì)系統(tǒng)成為正反饋系統(tǒng)，剩磁電壓所產(chǎn)生的勵(lì)磁電流的磁化方向與剩磁方向相同。第三節(jié)自勵(lì)起壓原理抬高曲線1，就是保證要有足夠大的剩磁電壓。例如可采用在制造發(fā)電機(jī)時(shí)加恒磁插片或適當(dāng)加大其氣隙等辦法來(lái)提高剩磁電壓，但這將使發(fā)電機(jī)的尺寸加大。比較簡(jiǎn)易可行而常用的方法是，外接—充磁電源E。索引降低曲線3的常用方法是，接入諧振電容CQ。索引同步發(fā)電機(jī)建立正?？蛰d電壓后，在船舶主開(kāi)關(guān)合閘帶負(fù)載時(shí)，由于電樞反應(yīng)的去磁作用和內(nèi)部阻抗壓降，其端電壓必然要降低。復(fù)式勵(lì)磁，就是將發(fā)電機(jī)的定子電流整流后供給勵(lì)磁，如圖所示。其調(diào)壓作用是借助電流互感器LH組成的復(fù)勵(lì)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第四節(jié)不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置由于引起同步發(fā)電機(jī)

變化的原因，除了負(fù)載電流大小外，還和功率因數(shù)

的大小有很大關(guān)系，還需要調(diào)壓器能補(bǔ)償

變化引起的

的變化。這就需要進(jìn)行所謂的相復(fù)勵(lì)。電流合成矢量如圖同步發(fā)電機(jī)的這種勵(lì)磁系統(tǒng)，被稱為相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓勵(lì)磁系統(tǒng)。這種系統(tǒng)，由于采用相復(fù)勵(lì)，使調(diào)壓和電壓的變化幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，故它的最大特點(diǎn)就是調(diào)壓動(dòng)作迅速，因而其動(dòng)態(tài)特性是很好的。電磁疊加和電勢(shì)疊加的相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置TA----電流互感器：LC----移相電抗器，LC是一個(gè)具有氣隙的三相鐵心電抗器；ZL----三相橋式整流器SB----充磁按鈕；E----蓄電池；R’----限流電阻2．電流疊加相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置采用近似的辦法簡(jiǎn)化問(wèn)題

勵(lì)磁電流的相量圖4.2.2電勢(shì)疊加型不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置如圖4-12a）所示為電勢(shì)疊加型不可控相復(fù)勵(lì)電路原理圖，圖4-12b）為其單線圖。為了說(shuō)明其原理，還可繪制電勢(shì)疊加型的一相等效電路如圖4-12c）所示。4.2.3電磁疊加型不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置如圖4-13a）所示為電磁疊加型不可控相復(fù)勵(lì)電路原理圖，圖4-13b）為其單線圖。圖中，采用三繞組的變壓器T作為不可控相復(fù)勵(lì)的空載分量與復(fù)勵(lì)分量的疊加元件。4.2.3電磁疊加型不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置為了改善不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置的靜態(tài)性能，電磁疊加型不可控相復(fù)勵(lì)還常采用帶電壓曲折繞組的四繞組變壓器作為相復(fù)勵(lì)的疊加元件，如圖4-14所示。

可控相復(fù)勵(lì)的構(gòu)成：

可控相復(fù)勵(lì)磁裝置是以相復(fù)勵(lì)為勵(lì)磁裝置主體，再加上根據(jù)電壓偏差信號(hào)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動(dòng)調(diào)壓器AVR構(gòu)成的。負(fù)載電流變化時(shí)，首先是相復(fù)勵(lì)調(diào)節(jié)，然后AVR補(bǔ)充調(diào)節(jié)。索引第五節(jié)晶閘管自勵(lì)恒壓裝置為了進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)電機(jī)提供的電能質(zhì)量，可在不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)調(diào)壓裝置的基礎(chǔ)上加一個(gè)自動(dòng)電壓校正器，按照電壓偏差對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓進(jìn)一步調(diào)節(jié)，可控相復(fù)勵(lì)變壓器式自勵(lì)恒壓裝置，采用在電磁疊加相復(fù)勵(lì)裝置的三繞組變壓器中加一個(gè)直流磁化繞組的方法。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR通過(guò)改變直流磁化繞組中的電流來(lái)改變變壓器鐵芯的磁化程度，從而控制相復(fù)勵(lì)變壓器的各交流勵(lì)磁線圈的電抗，以控制相復(fù)勵(lì)變壓器的輸出電流。第六節(jié)可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓裝置可控移相電抗器式調(diào)壓器原理圖如圖所示。這種裝置的基本勵(lì)磁裝置為電流疊加的相復(fù)勵(lì)裝置，不同的是移相電抗器用飽和電抗器取代固定電抗器。AVR按電壓偏差輸出相應(yīng)的直流來(lái)控制飽和電抗器的飽和程度，以調(diào)節(jié)相復(fù)勵(lì)裝置交流側(cè)電流,從而消除電壓的偏差。2．可控移相電抗器式可控相復(fù)勵(lì)裝置在整流器的交流側(cè)并聯(lián)一個(gè)三相飽和電抗器，進(jìn)行交流側(cè)的分流控制。當(dāng)出現(xiàn)電壓偏差時(shí)，AVR的電流IT控制飽和電抗器的飽和程度，從而改變分流，以達(dá)到調(diào)壓的目的。3．可控電抗器分流的調(diào)壓裝置晶閘管并聯(lián)在相復(fù)勵(lì)裝置的交流側(cè)實(shí)現(xiàn)交流側(cè)的分流。當(dāng)電壓出現(xiàn)偏差時(shí)，AVR輸出與電壓偏差相應(yīng)的觸發(fā)電流,改變晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行分流。通常在晶閘管電路中串聯(lián)一適當(dāng)?shù)淖杩?，以限制晶閘管導(dǎo)通時(shí)的分流電流,與飽和電抗器交流側(cè)分流的電路相比,晶閘管分流是斷續(xù)的,而飽和電抗器交流側(cè)分流是連續(xù)的。4．交流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓裝置直流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓器單線原理圖如圖所示。它與交流側(cè)晶閘管分流的可控相復(fù)勵(lì)裝置不同的是晶閘管并聯(lián)在直流側(cè)，工作原理大致相同。5．直流側(cè)晶閘管分流的調(diào)壓裝置6.3.1TZ-F型可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓器：

索引6.3可控相復(fù)勵(lì)實(shí)例6.3.2CRB型可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓器：

索引6.3可控相復(fù)勵(lì)實(shí)例

主要由晶閘管主電路、觸發(fā)電路、控制電路三部分組成。控制電路則由比較、檢測(cè)和調(diào)節(jié)電路組成。

自勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)本身提供的勵(lì)磁系統(tǒng)提供，這種勵(lì)磁系統(tǒng)主要由變壓器和整流器組成，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，稱為靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流，是通過(guò)電刷和滑環(huán)引進(jìn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。由于電刷的磨損，增加了維護(hù)和保養(yǎng)工作，磨損產(chǎn)生的碳粉又會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)絕緣下降，產(chǎn)生的電火花不僅會(huì)影響無(wú)線電通訊，在油輪上使用極為危險(xiǎn)。為從根本上解決這一問(wèn)題，出現(xiàn)了具有同軸交流勵(lì)磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)硅整流器的無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)。

第七節(jié)無(wú)刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)主發(fā)電機(jī)G和勵(lì)磁機(jī)LG都是三相同步發(fā)電機(jī)。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于：主發(fā)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)磁極式的，其定子G是三相交流電樞，轉(zhuǎn)子L是直流勵(lì)磁繞組；而勵(lì)磁機(jī)則是旋轉(zhuǎn)電樞式，其定子是直流勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子L是三相交流電樞，與主發(fā)電機(jī)同軸。勵(lì)磁機(jī)是無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要部分，其勵(lì)磁饒組L由主發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整器TYQ的輸出來(lái)供電。勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的三相交流電經(jīng)三相撟式旋轉(zhuǎn)硅整流器VD整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。旋轉(zhuǎn)硅整流器安裝在同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上。由于整流器需承受離心力，因此對(duì)其制造和安裝工藝有一定的要求。勵(lì)磁機(jī)是放大系數(shù)很大的環(huán)節(jié)，調(diào)壓器小而可靠,其缺點(diǎn)是發(fā)電機(jī)軸向尺寸因同軸勵(lì)磁機(jī)而增加，勵(lì)磁機(jī)具有較大電磁慣性，動(dòng)態(tài)特性較差?！獣r(shí)間常數(shù)大，使端電壓反應(yīng)慢。

7.2.1旋轉(zhuǎn)二極管無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)

7.2.2帶旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)可控硅無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)

7.4.1VZRAB型無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)

7.4.3AVR部分（1）測(cè)量回路發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)經(jīng)由測(cè)量變壓器T1、三相整流橋整流、阻容支路R1、C1濾波后變換為與之成比例的直流電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)由穩(wěn)壓管Z1和電阻等組成的單穩(wěn)壓管比較橋在Z1的陰極輸出與電壓偏差成比例的直流控制電壓信號(hào)。

當(dāng)兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的電勢(shì)不相等，而頻率、相位相等時(shí)；則在兩機(jī)組之間將產(chǎn)生一個(gè)無(wú)功性質(zhì)的環(huán)流，其結(jié)果將使電勢(shì)較高的發(fā)電機(jī)輸出無(wú)功功率增大,而電勢(shì)較低的發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率減少（發(fā)電機(jī)負(fù)載電流功率因數(shù)低的，無(wú)功功率大；功率因數(shù)高的，則無(wú)功功率?。?。由此可見(jiàn)，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)其電勢(shì)，即能調(diào)整無(wú)功輸出、實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率轉(zhuǎn)移。具體調(diào)節(jié)方法是：必須同時(shí)調(diào)節(jié)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，將功率因數(shù)低的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減小，與此同時(shí)將功率因數(shù)高的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大，這樣就可以使兩臺(tái)發(fā)電機(jī)功率因數(shù)趨于一致，即輸出的無(wú)功功率相等。

索引第八節(jié)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配

索引船舶并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)整相量圖發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，調(diào)壓特性曲線應(yīng)呈下傾特性。這樣有利于穩(wěn)定地并聯(lián)工作。圖3-74所示，由于兩臺(tái)機(jī)組的電壓調(diào)整特性不一致,導(dǎo)致無(wú)功分配不均勻,特性曲線平坦的機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功變化大,特性曲線較陡的承擔(dān)無(wú)功變化小,因此希望并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組應(yīng)有相同的電壓調(diào)整特性。不可控相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，一般采用均壓線連接方式。目前船舶中采用無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)越來(lái)越多，它一般采用電流穩(wěn)定裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的均勻分配。

并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配只適用于同容量同型號(hào)發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行。它是將并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組用兩根均壓線并聯(lián)起來(lái)。均壓線上產(chǎn)生均衡電流，均衡電流是從勵(lì)磁電流較大的發(fā)電機(jī)流向勵(lì)磁電流較小的發(fā)電機(jī)，使前者勵(lì)磁電流減少，后者勵(lì)磁電流增加，直至兩臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流接近相等時(shí)為止。1．直流均壓線

對(duì)容量不同的同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,可采用交流均壓線,如圖3-76所示。圖中，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)調(diào)壓裝置的移相電抗器通過(guò)均壓線并聯(lián),該連接處在三相整流器之前的交流側(cè)。當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)電勢(shì)不相等時(shí),通過(guò)交流均壓線的聯(lián)接可使發(fā)電機(jī)輸出電壓均衡,以保持無(wú)功功率均勻分配。2．交流均壓線3．電流穩(wěn)定裝置

對(duì)于無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，一般采用電流穩(wěn)定裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的均勻分配。分配調(diào)差系數(shù)對(duì)于無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，差動(dòng)電流互感器→無(wú)功功率自動(dòng)調(diào)整裝置的測(cè)量元件。（1）機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)功率表（有功）指示基本相同而電流表指示相差太大時(shí)，說(shuō)明無(wú)功分配不均，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)或可能存在故障；（2）機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)功率表（有功）指示基本相同而功率因數(shù)表(cosφ表)指示相差較大時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)或可能存在故障。以均壓線連接為例來(lái)分析故障排除的方法，重點(diǎn)檢查均壓接觸器4．判斷兩機(jī)之間的無(wú)功功率分配是否均勻的方法六、同步發(fā)電機(jī)的自勵(lì)恒壓裝置與發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配手動(dòng)調(diào)節(jié)的方法1．兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)功率表（有功）指示基本相同而功率因數(shù)表（cosφ表）指示相差較大時(shí)的手動(dòng)調(diào)節(jié)方法說(shuō)明發(fā)電機(jī)負(fù)載電流功率因數(shù)低的，無(wú)功功率大；功率因數(shù)高的，則無(wú)功功率小。現(xiàn)需要由手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程：為保持電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，在調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)向相反方向調(diào)節(jié)兩機(jī)組的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)旋鈕，增大功率因數(shù)低的發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流，同時(shí)減少功率因數(shù)高的發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流，使兩臺(tái)機(jī)組各自分擔(dān)的無(wú)功功率基本一致。

2．兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)功率表（有功）指示基本相同而電流表指示相差太大時(shí)的手動(dòng)調(diào)節(jié)方法說(shuō)明發(fā)電機(jī)電流表指示電流大的，輸出的無(wú)功功率大；電流表指示電流小的，則無(wú)功功率小?，F(xiàn)需要由手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程：為保持電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，在調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)向相反方向調(diào)節(jié)兩機(jī)組的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)旋鈕，增大電流表指示電流小的發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流，同時(shí)減少電流表指示電流大的發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流，使兩臺(tái)機(jī)組各自分擔(dān)的無(wú)功功率基本一致。1、TUR型可控硅調(diào)壓器無(wú)功功率自動(dòng)分配裝置8.3.3無(wú)功功率自動(dòng)分配裝置實(shí)例2、CRB型可控相復(fù)勵(lì)調(diào)壓器無(wú)功功率自動(dòng)分配裝置8.3.3無(wú)功功率自動(dòng)分配裝置實(shí)例第五章船舶電力系統(tǒng)安全保護(hù)

船舶電力系統(tǒng)一般指發(fā)電機(jī)、主配電板、船舶電網(wǎng)。船舶電力系統(tǒng)的安全保護(hù)，主要包括船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)和船舶電網(wǎng)的保護(hù)等內(nèi)容。

船舶電站保護(hù)的任務(wù)：

①.電氣設(shè)備發(fā)生故障或異常時(shí)，應(yīng)自動(dòng)、迅速、有選擇性地切除，保證其他設(shè)備正常運(yùn)行。

②.發(fā)生異常時(shí)，應(yīng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以便及時(shí)處理，防止擴(kuò)大。

③.對(duì)于重要設(shè)備，要求能自動(dòng)起動(dòng)備用設(shè)備投入運(yùn)行，切除異?；蚬收显O(shè)備，并自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

④.配合各種自控裝置，自動(dòng)減少或消除異常運(yùn)行情況。檢測(cè)到異常，能發(fā)出信號(hào)給自動(dòng)控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，消除異常，提高運(yùn)行可靠性。索引第一節(jié)船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)和作用

第二節(jié)保護(hù)裝置的基本要求

電站保護(hù)的基本要求：基本有要求：①.選擇性，②.快速性，③.靈敏性，④.可靠性。返回索引1．發(fā)電機(jī)的過(guò)載和短路保護(hù)(1)過(guò)載10%～50%之間，經(jīng)少于2min的延時(shí)斷路器應(yīng)分?jǐn)?，建議整定在發(fā)電機(jī)額定電流的125%～135%，延時(shí)15～30s斷路器分?jǐn)啵?2)過(guò)電流大于50%，但小于發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)短路電流，經(jīng)與系統(tǒng)選擇性保護(hù)所要求的短暫延時(shí)后斷路器應(yīng)分?jǐn)唷嗦菲鞯亩萄訒r(shí)脫扣器建議按下列規(guī)定進(jìn)行整定:始動(dòng)值為發(fā)電機(jī)額定電流的200%～250%，延時(shí)時(shí)間:直流最長(zhǎng)為0.2s，交流最長(zhǎng)為0.6s；船舶發(fā)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)主要是由自動(dòng)分級(jí)卸載裝置和自動(dòng)空氣斷路器中的過(guò)電流脫扣器實(shí)現(xiàn)，船舶發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)主要是由自動(dòng)空氣斷路器中的過(guò)電流脫扣器實(shí)現(xiàn)。索引

并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)有欠電壓保護(hù)并能滿足下列要求:①當(dāng)電機(jī)不發(fā)電情況下閉合斷路器時(shí)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作；②當(dāng)電壓降低至額定電壓的70%～35%時(shí)，應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)選擇性保護(hù)要求的延時(shí)后動(dòng)作。船舶發(fā)電機(jī)的欠電壓保護(hù)主要是由自動(dòng)空氣斷路器中的失壓脫扣器實(shí)現(xiàn)。2．發(fā)電機(jī)的欠電壓保護(hù)

并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)有延時(shí)3～10s動(dòng)作的逆功率保護(hù)，并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的逆功率(或逆電流)值按原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型不同可整定為:①原動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)：發(fā)電機(jī)額定功率(電流)的8%～15%；②原動(dòng)機(jī)為渦輪機(jī)：發(fā)電機(jī)額定功率(電流)的2%～6%。當(dāng)供電電壓下降至額定電壓的50%時(shí)，逆功率或逆電流保護(hù)不應(yīng)失效，但其動(dòng)作值可以有所改變。船舶發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)由逆功率繼電器實(shí)現(xiàn)。并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，甲斷油→乙就過(guò)載3．發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)

應(yīng)設(shè)有適當(dāng)?shù)男遁d裝置或其他等效措施，自動(dòng)將非重要負(fù)載及保障居住條件的設(shè)備予以卸載，必要時(shí)，次重要設(shè)備也可予以卸載，以確保被連接的發(fā)電機(jī)不發(fā)生持續(xù)過(guò)載。根據(jù)發(fā)電機(jī)的過(guò)載能力，此種卸載可分一級(jí)或多級(jí)進(jìn)行。在這種情況下，應(yīng)先行卸掉非重要負(fù)載。4．自動(dòng)卸載索引3.1船舶發(fā)電機(jī)外部短路、過(guò)載、欠壓和逆功率保護(hù)的要求根據(jù)我國(guó)《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)500V以下同步發(fā)電機(jī)，針對(duì)其不正常運(yùn)行情況和可能出現(xiàn)的故障，主要設(shè)置的安全保護(hù)和要求如下第三節(jié)船舶發(fā)電機(jī)的外部短路、過(guò)載、欠壓和逆功率保護(hù)索引3.2船舶發(fā)電機(jī)外部短路、過(guò)載、欠壓和逆功率保護(hù)的原理船用萬(wàn)能式自動(dòng)空氣斷路器的保護(hù)機(jī)構(gòu)由過(guò)電流脫扣器、失壓脫扣器、分勵(lì)脫扣器及電子型脫扣器等組成3.2船舶發(fā)電機(jī)外部短路、過(guò)載、欠壓和逆功率保護(hù)的原理電子型脫扣器是用半導(dǎo)體元件制造的綜合型保護(hù)元件，具有過(guò)負(fù)荷、短路和欠壓保護(hù)等功能。電子脫扣器的一個(gè)突出特點(diǎn)是在環(huán)境溫度變化的情況下，仍能穩(wěn)定的工作。

當(dāng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)或調(diào)速器工作失常，往往會(huì)出現(xiàn)逆功率狀態(tài)，其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收功率變成電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。發(fā)電機(jī)在逆功率狀態(tài)下運(yùn)行，會(huì)使另外并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)過(guò)載，以致過(guò)載跳閘，因此必須設(shè)置有逆功率保護(hù)?！^(guò)載跳閘→易損壞原動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)是由逆功率繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它既反映有功功率的大小，又反映有功功率的方向?？紤]到當(dāng)采用手動(dòng)或半自動(dòng)法進(jìn)行并車(chē)操作時(shí)，在投入并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組中會(huì)出現(xiàn)逆功率狀態(tài)，而這種逆功率的狀態(tài)發(fā)生的時(shí)間短，逆功率的數(shù)值也不大，因此逆功率保護(hù)應(yīng)避開(kāi)這種狀態(tài)。3．逆功率保護(hù)及逆功率繼電器索引

GG-21型逆功率繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖索引電流線圈電壓線圈IA對(duì)應(yīng)的是UAC1．發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)參數(shù)的調(diào)整（1）發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)參數(shù)的調(diào)整的原則發(fā)電機(jī)發(fā)熱與電流的大小和持續(xù)的時(shí)間有關(guān)，發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行的保護(hù)主要是過(guò)電流保護(hù)。發(fā)電機(jī)承受的電流在1.1倍額定電流時(shí)，允許的運(yùn)行時(shí)間為2h；在1.25倍額定電流時(shí)，允許的運(yùn)行時(shí)間為30min；在1.5倍額定電流時(shí)，允許的運(yùn)行時(shí)間為5min。對(duì)船舶電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的要求是具有：速動(dòng)性、靈敏性、可靠性和選擇性3.3船舶發(fā)電機(jī)外部短路、過(guò)載、欠壓和逆功率保護(hù)參數(shù)的調(diào)整

發(fā)電機(jī)過(guò)電流小于110％IN時(shí)通過(guò)延時(shí)確認(rèn)，發(fā)出聲光報(bào)警，卸除部分非重要的負(fù)載，減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流。一般根據(jù)船舶電站發(fā)電機(jī)的容量和臺(tái)數(shù)，考慮非重要負(fù)載的性能和大小，分級(jí)脫扣卸載的各級(jí)脫扣是利用延時(shí)的時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如，長(zhǎng)延時(shí)脫扣器的延時(shí)為20s時(shí)，若分3級(jí)脫扣時(shí)，延時(shí)時(shí)間一般整定為：----第1級(jí)脫扣延時(shí)5s----第2級(jí)脫扣延時(shí)10s----第3級(jí)脫扣延時(shí)15s索引發(fā)電機(jī)過(guò)電流保護(hù)裝置保護(hù)裝置的動(dòng)作值與發(fā)電機(jī)電流的配合有兩種方式：一種以發(fā)電機(jī)額定電流為基準(zhǔn)值；另外一種以ACB的框架電流為基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)電流是確定保護(hù)動(dòng)作值的依據(jù)，電流互感器的變比是試驗(yàn)時(shí)模擬電流的計(jì)算依據(jù)。若基準(zhǔn)值是按發(fā)電機(jī)額定電流選取的，則基準(zhǔn)電流是被保護(hù)發(fā)電機(jī)的額定電流。電流互感器的一次側(cè)額定電流與發(fā)電機(jī)額定電流接近。二次側(cè)是5A或3A。（2）過(guò)電流保護(hù)參數(shù)設(shè)置與調(diào)整索引電流表A中的電流值是電子脫扣器中的電流（電流互感器的二次側(cè)電流），應(yīng)與AH主開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作值相對(duì)應(yīng)。保護(hù)動(dòng)作的延時(shí)時(shí)間，可用電子脫扣器上的相應(yīng)電位器調(diào)節(jié)。動(dòng)作值由電子脫扣器內(nèi)部電位器調(diào)節(jié)。（3）參數(shù)調(diào)整與校驗(yàn)方法

先將調(diào)壓器回零位，合閘刀開(kāi)關(guān)后逐漸增加調(diào)壓器輸出電壓至發(fā)電機(jī)額定值，觀察失壓線圈的吸合狀態(tài)，然后合發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)，再逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓下降，調(diào)至欠壓動(dòng)作值，主開(kāi)關(guān)應(yīng)跳閘。欠壓動(dòng)作值及動(dòng)作延時(shí)時(shí)間的調(diào)整由UVT整流裝置內(nèi)的電位器調(diào)節(jié)。2．發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)參數(shù)的調(diào)整ACB失壓試驗(yàn)→是通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓

在GG-21型逆功率繼電器上裝有調(diào)整逆功率動(dòng)作值的插座，以備改變電流線圈的匝數(shù)，整定逆功率的起動(dòng)值。在運(yùn)行中調(diào)整時(shí)，要先以備用插銷(xiāo)插入調(diào)整的插座內(nèi)而后再旋出原插銷(xiāo)插入備用插座內(nèi)，以防電流互感器副邊線圈開(kāi)路。在額定電壓下，起動(dòng)功率可整定在6.4%、9.6%和12%的發(fā)電機(jī)額定功率。

GG-21型逆功率繼電器上還裝有一止擋塊，其作用是，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功功率時(shí)，能擋住動(dòng)觸頭使之不能向反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改變止擋塊的位置，就可以調(diào)整動(dòng)觸頭的行程，以整定延時(shí)的時(shí)限，可整定在2、3、5、7、9、12S。由于轉(zhuǎn)矩與逆功大小成正比，逆功越大，轉(zhuǎn)矩越大，鋁盤(pán)旋轉(zhuǎn)越快，因此GG-21型逆功率繼電器動(dòng)作時(shí)限具有反時(shí)限特性。3．發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)參數(shù)的調(diào)整索引第四節(jié)船舶電網(wǎng)的保護(hù)

為了保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行，船舶電網(wǎng)的絕緣電阻不得低于1MΩ。（照明0.5M）

用于電力、電熱和照明的絕緣配電系統(tǒng)，不論是一次系統(tǒng)還是二次系統(tǒng)，均應(yīng)設(shè)有連續(xù)監(jiān)測(cè)絕緣電阻，且能在絕緣電阻異常低時(shí)發(fā)出聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)報(bào)警信號(hào)的絕緣電阻監(jiān)測(cè)報(bào)警器。通常用絕緣指示燈(俗稱地氣燈)監(jiān)視船舶電網(wǎng)單相接地，用專(zhuān)用配電盤(pán)式兆歐表或絕緣監(jiān)視儀監(jiān)視船舶電網(wǎng)絕緣電阻。

索引1．絕緣指示燈

緣指示燈(俗稱地氣燈)地氣燈法，地氣燈法僅適合三相絕緣系統(tǒng)。當(dāng)電網(wǎng)工作正常時(shí)，三個(gè)燈星形連接，各燈泡兩端均為相電壓，因而亮度相同。若某一相（設(shè)圖中的A相）出現(xiàn)接地故障，則燈L3燈被接地線短接熄滅，而L1、L2兩端的電壓上升為線電壓，燈泡亮度增強(qiáng)。若A相線路漏電，雖然L3燈還能發(fā)光，但三燈間亮度有顯著區(qū)別，從而可指示出線路絕緣情況。查找單相接地簡(jiǎn)單方便的方法

當(dāng)電網(wǎng)絕緣下降時(shí)，漏電流將增大，漏電流經(jīng)電源正極接線柱3→電網(wǎng)→絕緣電阻Rx→測(cè)量機(jī)構(gòu)→接線柱4（電源負(fù)極），漏電流愈大，測(cè)量機(jī)構(gòu)指針偏轉(zhuǎn)愈大，說(shuō)明絕緣電阻越小。2．電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)在線監(jiān)測(cè)配電板式兆歐表法適用于______帶電測(cè)量時(shí)。A．中性點(diǎn)接地的三相四線制B．船體做中線的三相系統(tǒng)C．三相絕緣系統(tǒng)D．中性點(diǎn)接船體的三相系統(tǒng)

接地故障出現(xiàn)時(shí)，要分析判斷故障點(diǎn)可能發(fā)生在何處，如考慮最近是否有新安裝的電氣設(shè)備，因接線碰殼而形成接地，或者本船運(yùn)行中有哪些薄弱環(huán)節(jié)易于形成接地等。必要時(shí)，可以用分區(qū)域斷電的方法檢查，分級(jí)逐個(gè)去檢查直到找出故障點(diǎn)。船舶電網(wǎng)接地故障大多發(fā)生在照明網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)值班人員通過(guò)配電板式兆歐表檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣電阻低（或裝有連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)地絕緣電阻報(bào)警裝置的聲、光報(bào)警時(shí)），值班人員應(yīng)及時(shí)找到接地點(diǎn)，排除接地故障消除隱患。3．接地故障的排查船舶進(jìn)廠及靠港檢修時(shí)，或某些船舶靠港停泊時(shí)，可以用陸地的電源來(lái)供電，稱為“岸電”。接岸電時(shí)，陸上電源通過(guò)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(kāi)關(guān)加熔斷器、岸電接線柱、相序指示燈（或負(fù)序繼電器）、表明船電的額定電壓與額定頻率。換接岸電的操作是在主配電板上進(jìn)行的，在主配電板上除岸電開(kāi)關(guān)外，還設(shè)有岸電指示燈，指示岸電箱已合閘。第五節(jié)船舶岸電系統(tǒng)（1）接岸電時(shí)岸電與船電的電流種類(lèi)應(yīng)一致；（2）接岸電時(shí)岸電的額定頻率、額定電壓應(yīng)與船電相一致；（3）當(dāng)岸電為三相四線制時(shí)，需將岸電的中性線接在岸電箱上接船體的接線柱上。只有船體與岸電中性線相聯(lián)后，才可接通岸電；（4）合上岸電箱上開(kāi)關(guān)，只有當(dāng)岸電相序與船電相序一致時(shí)才可到主配電板前進(jìn)行轉(zhuǎn)接岸電操作；（5）船舶接岸電時(shí)嚴(yán)禁船舶發(fā)電機(jī)合閘供電，只有在岸電切除后發(fā)電機(jī)才可合閘供電，兩者不可能同時(shí)合閘；1．接岸電注意事項(xiàng)（1）進(jìn)廠塢修時(shí)，將岸上電力電纜接在岸電箱的岸電接線柱上，合上岸上配電開(kāi)關(guān)，岸電電源指示燈亮（一般由船廠人員承擔(dān)）。（2）在船電供電情況下合上岸電箱上開(kāi)關(guān)。由岸電箱上相序測(cè)定器指示岸電與船電間相序，當(dāng)兩個(gè)指示燈的亮暗關(guān)系與岸電箱上標(biāo)志相一致時(shí)，說(shuō)明岸電相序與船電相序一致。否則即相序不一致。若為負(fù)序繼電器，則當(dāng)相序不一致時(shí)，岸電箱的開(kāi)關(guān)合上即跳閘。（3）在主配電板前，當(dāng)岸電指示器已表明岸電已通電時(shí)，分?jǐn)喟l(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)，電后立即合上岸電開(kāi)關(guān)，此時(shí)船舶電網(wǎng)已換接成岸電供電。2．換接岸電操作

相序測(cè)定器電路的三相負(fù)載是不對(duì)稱的。當(dāng)接電容c的一相設(shè)定為R相時(shí)，則燈較亮的一相為S相，燈較暗的一相為T(mén)相。除相序測(cè)定器外，負(fù)序(逆序)繼電器也是一種檢測(cè)電網(wǎng)相序的裝置，當(dāng)岸電相序正確、三相電壓對(duì)稱時(shí)，負(fù)序繼電器的輸出電壓為0，岸電箱開(kāi)關(guān)可以合閘供電，當(dāng)相序不一致或斷一相線時(shí)，負(fù)序繼電器有電壓輸出，岸電箱開(kāi)關(guān)就合不上閘。負(fù)序繼電器是用來(lái)防止接岸電時(shí)，相序接錯(cuò)或一相斷線形成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置。3．相序測(cè)定器工作原理接電容的后序相較亮船舶高壓岸電設(shè)施主要包括：高壓岸電電纜絞車(chē)；高壓岸電連接屏（MVSHOREPOWERCONNECTIONPANEL）;高壓岸電接受屏（MVSHOREPOWERRECERIVEPANEL），如圖5-12所示。5.6.1高壓岸電系統(tǒng)的組成第六章船舶高壓電力系統(tǒng)

隨著船舶電氣設(shè)備自動(dòng)化程度的不斷提高以及船員生活、工作條件的逐步改善，船舶電氣負(fù)荷急速增加，相應(yīng)的船舶發(fā)電機(jī)的功率也隨之大幅度增加。目前大型船舶電力系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)值已高達(dá)15~20MVA，大型豪華郵輪更高達(dá)70MVA。被廣泛采用半個(gè)多世紀(jì)的船舶低壓電力系統(tǒng)已無(wú)法滿足現(xiàn)代化大型船舶電力系統(tǒng)容量的要求，船舶高壓電力系統(tǒng)有不斷增加的趨勢(shì)，這將給船舶電力系統(tǒng)帶來(lái)一系列新的變化。中國(guó)船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》對(duì)船舶低壓和船舶高壓系統(tǒng)的定義是：低壓系統(tǒng)系指工作于額定頻率為50Hz或60Hz、最高電壓不超過(guò)1000V的交流系統(tǒng)，或在額定工作條件下最高瞬時(shí)電壓不超過(guò)1500V的直流系統(tǒng)。高壓系統(tǒng)系指額定電壓大于1kV但不超過(guò)15kV，額定頻率為50Hz或60Hz的交流系統(tǒng)，或在額定工作條件下最高瞬時(shí)電壓超過(guò)1500V的直流系統(tǒng)。索引第一節(jié)概述

IEEE標(biāo)準(zhǔn)100規(guī)定，中壓交流電力系統(tǒng)的定義是指額定電壓大于1000V，小于10000V的電力系統(tǒng)；在中壓之上，還有高壓和超高壓。對(duì)于額定頻率為60Hz的電力系統(tǒng)，中壓的額定值有2．3kV、4．16kV、6．6kV等；額定頻率為50Hz的電力系統(tǒng)，中壓的額定值有3．3kV、6．0kV、10．0kV等。一般而言，選擇電動(dòng)機(jī)是否采用中壓電力標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)功率值分界點(diǎn)是450kW。

第二節(jié)船舶高壓電力系統(tǒng)電壓等級(jí)和防護(hù)要求3.1電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)(neutralpoint)運(yùn)行方式是指電源或變壓器中性點(diǎn)采用什么方式接地。

第三節(jié)船舶高壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地技術(shù)3.1.1中性點(diǎn)運(yùn)行方式分類(lèi)通常中性點(diǎn)運(yùn)行方式分為以下幾種：（1）不接地方式，又稱中性點(diǎn)絕緣；（2）直接接地方式，中性點(diǎn)直接與接地裝置連接；（3）消弧線圈接地方式，中性點(diǎn)經(jīng)電抗器（稱消弧線圈）與接地裝置連接；（4）電阻接地方式，中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)電阻與接地裝置連接。通常采用高電阻接地方式。。3.1.2中性點(diǎn)接地方式分析1）中性點(diǎn)不接地方式由于不接地方式的中性點(diǎn)對(duì)地絕緣，較安全、可靠，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，不會(huì)影響三相電壓各相之間的對(duì)稱關(guān)系，單相接地也不形成短路，可以繼續(xù)帶接地故障運(yùn)行2h，供電連續(xù)性好。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)，單相接地電流由電力系統(tǒng)對(duì)地分布電容電流決定。對(duì)于配電線路距離較近的低壓電力系統(tǒng)，配電線路各相對(duì)地的電容較小，因此接地故障電流也很小，瞬時(shí)性故障往往自動(dòng)消除。因接地電流小，對(duì)通信線路的干擾也小。中性點(diǎn)不接地方式的缺點(diǎn)是當(dāng)一相接地時(shí)，另外兩相對(duì)地電壓升高，最大至相電壓的倍，易使絕緣薄弱處擊穿，造成兩相接地短路。3.2不同中性點(diǎn)接地方式單相接地電流計(jì)算索引

3.2不同中性點(diǎn)接地方式單相接地電流計(jì)算船舶高壓電力系統(tǒng)一般通過(guò)高壓變壓器將高電壓降為低電壓，向船舶低壓電力系統(tǒng)的負(fù)載供電。因此，船舶高壓電力系統(tǒng)就多了變壓的配電裝置，稱高壓變配電盤(pán)。第四節(jié)船舶高壓電力系統(tǒng)變配電裝置高壓斷路器雖然有多種分類(lèi)方法，但在型號(hào)上國(guó)標(biāo)以滅弧介質(zhì)命名斷路器。高壓斷路器型號(hào)是由字母和數(shù)字兩部分組成的，表示如下：1、高壓斷路器型號(hào)含義a.滅弧室結(jié)構(gòu)真空滅弧室的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于一個(gè)真空管，它是一個(gè)高度真空的密閉容器。真空滅弧室結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。靜觸頭導(dǎo)電桿1焊接在上端蓋2上，上端蓋與絕緣外殼6之間密封。②真空斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)及滅弧原理斷路器的關(guān)鍵元件是充滿一定壓力氣體的滅弧室。其動(dòng)觸頭及靜觸頭均安裝在氣室內(nèi)，斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)如圖6-4所示。斷路器的靜觸頭1置于滅弧室內(nèi)，固定不動(dòng)，它的端部呈管狀，當(dāng)合閘時(shí)動(dòng)觸頭3插入此端頭的管中。動(dòng)觸頭3同樣置于滅弧室內(nèi)，受趨于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它呈圓柱形，合閘時(shí)動(dòng)觸頭插入靜觸頭。絕緣噴口2是利用耐高溫、耐腐蝕的聚四氟乙烯塑料制成的。壓氣活塞5的作用是當(dāng)斷路器分閘時(shí)，壓氣活塞壓縮氣室內(nèi)的氣體，它和動(dòng)觸頭3同步運(yùn)動(dòng)。a.滅弧室結(jié)構(gòu)ZN12-10真空斷路器由操作機(jī)構(gòu)箱、一次導(dǎo)電回路、真空滅弧室等構(gòu)成。ZN12-10真空斷路器結(jié)構(gòu)外形如圖6-5所示。a.ZN12-10真空斷路器外部結(jié)構(gòu)ZN12-10真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)為彈簧儲(chǔ)能式操作機(jī)構(gòu)，可電動(dòng)及手動(dòng)操作。其主要由儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)、合／分閘彈簧、主傳動(dòng)軸等組成。ZN12-10真空斷路器操作機(jī)構(gòu)外形如圖6-6所示。b.ZN12-10真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)ZN12-10真空斷路器的滅弧室主要由陶瓷絕緣外殼、上端蓋、下端蓋、屏蔽罩及內(nèi)部組件等組成。滅弧室的觸頭采用銅鉻合金材料，開(kāi)斷性能優(yōu)良。ZN12-10真空斷路器滅弧室如圖6-7所示。c.ZN12-10真空斷路器的滅弧室VD4斷路器的外部結(jié)構(gòu)主要包括控制線路軟管、操作結(jié)構(gòu)箱、手車(chē)進(jìn)出搖桿、航空插頭、一次插頭、極柱、框架及底盤(pán)等。VD4斷路器外形結(jié)構(gòu)如圖6-8所示。a.VD4斷路器的外部結(jié)構(gòu)VD4斷路器操作機(jī)構(gòu)如圖6-9所示。VD4斷路器的操作機(jī)構(gòu)使用了彈簧儲(chǔ)能、自由脫扣的模塊化機(jī)械操作機(jī)構(gòu)，可裝配各種閉鎖機(jī)構(gòu)以防止錯(cuò)誤操作，只有當(dāng)所有的先決條件都滿足時(shí)，每個(gè)操作順序才可能被正確操作。b.VD4斷路器操作機(jī)構(gòu)VD4斷路器的真空滅弧室采用螺旋形狀的真空滅弧室觸頭，這種觸頭的特點(diǎn)是：它可在弧柱運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)橫向的磁場(chǎng)，并且在觸頭邊緣的區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度最大。磁場(chǎng)導(dǎo)致電弧圍繞觸頭軸線快速旋轉(zhuǎn)。這種方式不僅減少了觸頭上的熱應(yīng)力、減小了觸頭的燒蝕，還使極高短路電流的真空開(kāi)斷變得可能，因此額定電流開(kāi)斷次數(shù)可以非常高。c.VD4斷路器真空滅弧室真空斷路器由操作機(jī)構(gòu)箱、帶有真空滅弧室的三相極柱、環(huán)氧澆注絕緣子