輪機(jī)概論：第七章 船舶電氣概述

第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem船舶電力系統(tǒng)軸帶發(fā)電機(jī)船舶電氣安全管理油船電氣安全管理船舶電氣概述返回第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1船用電力系統(tǒng)Marinepowersystem7.1.1船舶電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)電源裝置將機(jī)械能、化學(xué)能等能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，主要指發(fā)電機(jī)和蓄電池配電裝置對(duì)電源和用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分配、轉(zhuǎn)換、控制的裝置

負(fù)載各種用電設(shè)備船舶電網(wǎng)：根據(jù)船用負(fù)載的特點(diǎn)，船舶電力系統(tǒng)的電站容量、連接方式、電壓等級(jí)、配電裝置等與陸上電力系統(tǒng)有著很大的差別。電纜電線的總稱(chēng)，是中間傳遞環(huán)節(jié)第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1.2船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)

早期船舶采用直流電制主要基于直流發(fā)電機(jī)調(diào)壓容易、直流配電裝置簡(jiǎn)潔、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速平滑等優(yōu)點(diǎn)。但直流電制在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可維修性方面的缺陷甚多，而電力電子技術(shù)的發(fā)展突破了交流電力系統(tǒng)的調(diào)壓、調(diào)頻、并聯(lián)運(yùn)行電流種類(lèi)船舶電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)的選用直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備的重量和尺寸，提高電壓利于減少導(dǎo)線中的電流、提高設(shè)備功率、減小艙容，利于提高經(jīng)濟(jì)性，隨之對(duì)電氣設(shè)備的絕緣和安全方面的要求也更高。額定電壓等級(jí)主要基于直流發(fā)電機(jī)調(diào)壓容易、直流配電裝置簡(jiǎn)潔、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速平滑等優(yōu)點(diǎn)。但直流電制在可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可維修性方面的缺陷甚多，而電力電子技術(shù)的發(fā)展突破了交流電力系統(tǒng)的調(diào)壓、調(diào)頻、并聯(lián)運(yùn)行

額定頻率第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.1.3配電裝置匯流排配電板上主匯流排及連接部件是銅質(zhì)的，連接處作了防腐或防氧化處理。匯流排能承受短路時(shí)的機(jī)械沖擊力，其最大允許溫升為45℃。

發(fā)電機(jī)控制屏包含有發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)及操縱器件、指示燈和儀表、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制和保護(hù)環(huán)節(jié)等。每臺(tái)發(fā)電機(jī)組均配有單獨(dú)的控制屏，用于控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)。監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)。負(fù)載屏包括動(dòng)力負(fù)載屏和照明負(fù)載屏，通常安裝有裝置式自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、絕緣指示燈、兆歐表以及與岸電箱相連的岸電開(kāi)關(guān)。它們是用于分配電能并完成對(duì)各饋電線路進(jìn)行控制、監(jiān)視和保護(hù)等。

1)主配電板包含有同步表、同步指示燈、投切順序選擇和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、操縱按鈕及狀態(tài)顯示指示燈等。并車(chē)屏用于交流發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行、解列等操作。并車(chē)屏第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem2)分配電板3)應(yīng)急配電板用于應(yīng)急發(fā)電機(jī)的控制和監(jiān)視，并向應(yīng)急用電設(shè)備供電；由應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制屏和應(yīng)急配電屏組成；與主配電板的互聯(lián)；

分配電板是由過(guò)載保護(hù)電器組成的集合體，對(duì)額定電流不超過(guò)16A的電氣設(shè)備進(jìn)行供電的開(kāi)關(guān)板，也稱(chēng)為分電箱，主要有動(dòng)力分配電板和照明分配電板兩種。區(qū)域分配電板由主配電板或應(yīng)急配電板饋電，是對(duì)耗電大于16A的電氣設(shè)備進(jìn)行供電的開(kāi)關(guān)板。

船舶小應(yīng)急照明、操縱儀器和無(wú)線電設(shè)備的電源均采用蓄電池，船舶設(shè)置充放電板對(duì)蓄電池進(jìn)行充電、放電，實(shí)現(xiàn)向用電設(shè)備正常供電。第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem4)蓄電池作為應(yīng)急電源或備用電源，一般商船都作為船舶小應(yīng)急電源

A用途作為低壓設(shè)備的電源（如供電給無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī)、自動(dòng)電話(huà)交換機(jī)和各種警報(bào)器）作應(yīng)急發(fā)電機(jī)組和救生艇上柴油機(jī)的起動(dòng)電源，以及羅經(jīng)的直流電源等。蓄電池的主要性能指標(biāo)包括開(kāi)路電壓、工作電壓、電池容量、使用溫度、壽命和儲(chǔ)存期等。B性能C種類(lèi)船用蓄電池有酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類(lèi)。第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem酸性蓄電池結(jié)構(gòu)組成:電極、電解質(zhì)、隔離物及外殼

酸性蓄電池也稱(chēng)為鉛酸蓄電池

負(fù)極：正極：氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極：還原反應(yīng)正極：氧化反應(yīng)充電過(guò)程放電過(guò)程第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem堿性鎘鎳蓄電池(NickelCadmiumCell)堿性蓄電池具有體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、工作電壓平穩(wěn)、能大電流放電、使用壽命較長(zhǎng)和易于攜帶等特點(diǎn)，近年來(lái)在遠(yuǎn)洋船上的應(yīng)用增多。缺點(diǎn)是堿性蓄電池比酸性蓄電池的額定電壓低，要提供相同的供電電壓，堿性蓄電池通常在數(shù)量上要比酸性蓄電池多出67％，成本較高。堿性蓄電池可分為搞一鎳（Cd—Ni）、鐵一鎳（Fe—Ni）、鋅一銀（Zn一Ag）、鋼一銀（Cd—Ag）等系列。第七章船舶電氣概述IntroductiontomarineelectricalsystemD蓄電池的充放電方式

E船用蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)

恒電流充電恒電壓充電恒電流恒電壓充電初次充電正常充電

第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem5)岸電箱供電方式：接用單相交流岸電，僅供船上照明電路使用；船上安裝一臺(tái)變流機(jī)組或整流裝置，將交流岸電變?yōu)橹绷麟?，再供電給船上的停泊負(fù)載；交流電制船舶則無(wú)論進(jìn)塢修理還是停泊碼頭，都應(yīng)設(shè)置交流岸電箱以接用交流岸電。岸電箱的容量依據(jù)停泊負(fù)載來(lái)確定，各類(lèi)船舶的停泊負(fù)載不同，通常包括：照明設(shè)備、日用設(shè)備(日用海水泵、日用淡水泵以及空壓機(jī)等),冷藏空調(diào)設(shè)備,廚房設(shè)備,通風(fēng)機(jī),通信設(shè)備,修理機(jī)械和娛樂(lè)設(shè)備等岸電箱基本要求和注意事項(xiàng)6)船舶電網(wǎng)主配電網(wǎng)：主發(fā)電機(jī)通過(guò)主配電板供電的網(wǎng)絡(luò)，包括動(dòng)力電網(wǎng)和照明電網(wǎng)，分別供電給動(dòng)力負(fù)載和照明負(fù)載。

應(yīng)急電網(wǎng)：由應(yīng)急發(fā)電機(jī)通過(guò)應(yīng)急配電板供電，或由蓄電池通過(guò)蓄電池充放電板供電的電路。

小應(yīng)急電網(wǎng)：由蓄電池通過(guò)蓄電池充放電板用以傳輸、分配臨時(shí)應(yīng)急電能的網(wǎng)絡(luò)。

Theendofchapter6第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2軸帶發(fā)電機(jī)Shaftmotorgenerator（1）節(jié)省燃料費(fèi)用。主機(jī)用劣質(zhì)燃料油熱效率高、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)點(diǎn)：（2）降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間和消耗，減少其維修工作量和費(fèi)用（3）航行中不使用輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，也就減少其消耗的滑油。（4）有利于機(jī)艙的布置。由于輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組總的工作時(shí)間縮短，故可選用較高速的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組。使用軸帶發(fā)電機(jī)時(shí)，往往會(huì)減少一臺(tái)副機(jī)，機(jī)艙的空間節(jié)省了（5）改善機(jī)艙工作環(huán)境。降低噪聲，減少熱源。缺點(diǎn)：（1）在港作業(yè)時(shí)，需要輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組供電（2）對(duì)于交流電制的船舶，若非恒定轉(zhuǎn)速的主機(jī)，則必須采取特殊措施，保證電網(wǎng)頻率的恒定，故使整個(gè)系統(tǒng)變得較為復(fù)雜（3）造船投資成本較大，雖然可以從營(yíng)運(yùn)成本降低的好處中得到補(bǔ)償，但是這個(gè)補(bǔ)償不僅和軸帶發(fā)電機(jī)的功率有關(guān)（功率越大越好），還與時(shí)間的利用率（即船舶在一年中航行的時(shí)間）有關(guān)。第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.1主要類(lèi)型(★★)

頻率變動(dòng)型頻率穩(wěn)定型復(fù)合型l:軸帶發(fā)電機(jī)；2:晶閘管整流器；3:電抗器；4:晶閘管道變器；5:短路電抗器；6:同步調(diào)相機(jī)；7:勵(lì)磁變換器；8:控制裝置；9:勵(lì)磁變壓器；10:負(fù)載

第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem

關(guān)鍵問(wèn)題★

：根據(jù)主機(jī)的運(yùn)行條件，對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化進(jìn)行補(bǔ)償，以獲得恒頻、恒壓的電力

轉(zhuǎn)速補(bǔ)償方式：

無(wú)頻率補(bǔ)償型：由主機(jī)和定距螺旋槳的推進(jìn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)的頻率隨主機(jī)轉(zhuǎn)速而變化只能在其頻率不超出船舶規(guī)范允許范圍時(shí)才可使用。

頻率補(bǔ)償型：采用機(jī)械或電氣的控制手段保持船舶電網(wǎng)的頻率第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.2、變距槳和軸帶發(fā)電機(jī)(★★★)

由于變距槳船舶采用的主機(jī)都為定速定向型，在正常航行時(shí)主機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在一個(gè)設(shè)定的速度上（額定轉(zhuǎn)速），所以這類(lèi)船舶大都采用軸帶發(fā)電機(jī)，且不需加恒頻裝置。軸帶發(fā)電機(jī)與主機(jī)軸之間是靠機(jī)械傳動(dòng)裝置（減速齒輪箱）聯(lián)在一個(gè)系統(tǒng)中，因此整個(gè)系統(tǒng)的組成比較簡(jiǎn)單，其工作原理與系泊（輔助）發(fā)電機(jī)的工作原理大致相同。①輸出電源頻率受主機(jī)負(fù)荷變化的影響，一般當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍超過(guò)10%時(shí)，應(yīng)換用柴油發(fā)電機(jī)；②可以和其他發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，但時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，主機(jī)與副機(jī)的機(jī)械特性很難做到一致；③輸出功率的大小受主機(jī)允許輸出功率的限制；缺點(diǎn)：主機(jī)負(fù)荷變化很大，或者負(fù)荷很大時(shí)，應(yīng)采用系泊工況，都采用發(fā)電機(jī)供電第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.2.3、定距漿船舶的軸帶發(fā)電機(jī)推進(jìn)軸和軸帶發(fā)電機(jī)之間裝有定速裝置。當(dāng)推進(jìn)軸轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，軸帶發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定。定速裝置有多片離合器式。渦流聯(lián)軸器式、液壓轉(zhuǎn)換器式和電控星形齒輪。但這種軸帶發(fā)電機(jī)裝置不能和其他發(fā)電機(jī)持續(xù)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)速度和額定轉(zhuǎn)速差異較大時(shí)，裝置容量將受到限制，效率降低。

第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.3船舶電氣安全管理SafetyManagementofElectricalsystme

7.3.1、船舶照明系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)1）照明系統(tǒng)的維護(hù)周期和要求

(★★★)

測(cè)量線路的絕緣電阻檢查燈頭接線是否老化和開(kāi)斷檢查室外燈具水密性能與銹蝕開(kāi)航前，應(yīng)檢查航行燈、信號(hào)燈的供電電源、燈具及故障報(bào)警裝置探照燈、運(yùn)河燈在使用前應(yīng)檢查其電源、開(kāi)關(guān)、連接電纜和燈具的水密性能及絕緣電阻情況第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem2）照明系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)★a:盡量避免帶電更換燈泡，更換的燈泡應(yīng)與電源電壓一致，功率不能超過(guò)燈具允許的容量。b:在檢修某些特殊部位，例如輔鍋爐內(nèi)部、柴油機(jī)曲軸箱、壓載艙、儲(chǔ)水柜等地方需用臨時(shí)照明時(shí)，必須使用帶有安全網(wǎng)罩的36V以下的低壓燈c:裝卸易燃危險(xiǎn)貨物時(shí)，不可使用攜帶式貨艙燈。d:應(yīng)急照明燈具應(yīng)涂以紅漆標(biāo)記，以示區(qū)別。經(jīng)常檢查燈泡是否良好，損壞的應(yīng)及時(shí)更換。e:甲板、船橋等露天投光燈具，開(kāi)燈前應(yīng)先脫去帆布，用完要及時(shí)將帆布罩妥。f:室外水密插座，通電前先檢查插頭螺母是否旋緊，取出插頭前檢查電源是否切斷，用畢后應(yīng)旋緊防水蓋。g:需要張掛彩燈時(shí)，要考慮到供電線路和開(kāi)關(guān)的載流量、各相電流分配是否平衡，并要配備好保護(hù)裝置。油船嚴(yán)禁張掛彩燈第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.3.2、船舶電氣火災(zāi)的預(yù)防★1）電氣設(shè)備起火原因電氣設(shè)備的絕緣下降或損壞，電氣線路發(fā)生短路、接地等

故障引起的火花；電氣設(shè)備長(zhǎng)期過(guò)載、超負(fù)荷工作，溫升超過(guò)允許值，甚至燃燒；繼電器、接觸器通斷情況不良，滅弧不好；直流電機(jī)換向不好，換向火花過(guò)大；導(dǎo)體或電纜連接點(diǎn)松動(dòng)，接觸不好，引起局部發(fā)熱甚至燃燒。

第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem2）電氣設(shè)備的防火要求★

經(jīng)常檢查電氣線路及設(shè)備的絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)接地、短路等故障時(shí)要及時(shí)排除；電氣線路和設(shè)備的載流量必須控制在額定范圍內(nèi)；嚴(yán)格按施工要求，保證電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量；按環(huán)境條件選擇使用電氣設(shè)備，易燃易爆場(chǎng)所要使用防爆電器電纜及導(dǎo)線連接處要牢靠，防止松動(dòng)脫落

3）電氣滅火器具對(duì)于已經(jīng)切斷電源而范圍較大的電氣火災(zāi)，可使用水和常規(guī)滅火器

；對(duì)于未切斷電源的電氣火災(zāi)應(yīng)采用絕緣性能好、腐蝕性小的滅火器具

；H氧化碳滅火器、1211滅火器、干粉滅火器

Theendofchapter6第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.4油船電氣系統(tǒng)的安全管理Section4ElectricalsystemSafetyManagementoftanker7.4.1、靜電的產(chǎn)生(★★★)

油與管壁、油艙的摩擦和沖擊

油品與油艙壁的摩擦

油品通過(guò)多孔或網(wǎng)狀過(guò)濾器、隔離裝置

油品微滴的飛濺與空氣摩擦及油中結(jié)晶水滴的沉降過(guò)程

油艙內(nèi)的油品與油面漂浮物的相互撞擊在對(duì)油艙采樣測(cè)量時(shí)，測(cè)桿和采樣器具在施放和提升過(guò)程中，油艙內(nèi)會(huì)產(chǎn)生靜電；第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem洗艙機(jī)和噴嘴軟管在洗艙工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生靜電，洗艙水柱、水霧、水珠等形成的水滴；降落在油品中發(fā)生沖擊時(shí)，也能產(chǎn)生靜電；油艙內(nèi)的鐵銹、石鈾渣滓等沉淀物在下沉?xí)r，會(huì)產(chǎn)生靜電；油艙上索具和吊桿的摩擦，會(huì)產(chǎn)生靜電；落到油艙的物品及工具等，在墜落和發(fā)生碰撞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電；人體穿脫毛料和合成纖維衣服時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極高的靜電電壓，足以引燃周?chē)谋ㄐ詺怏w。第七章船舶電氣概述Introductiontomarineelectricalsystem7.4.2、油船靜電的預(yù)防★

向艙內(nèi)充入惰性氣體，以使含氧量極低在裝卸油時(shí)應(yīng)控制貨油的流速油管