第三篇12船舶电气系统的组成.ppt

第第12 章章 船舶电力系统的组成船舶电力系统的组成12-1 概述概述12-2 配电装置配电装置12-3 万能式自动空气断路器万能式自动空气断路器12-4 船舶电网船舶电网12-5 电网的保护及保护装置电网的保护及保护装置12-6 同步发电机的保护及保护装置同步发电机的保护及保护装置12-7 轴带发电机装置轴带发电机装置 内内 容容 简简 介介 本本章章主主要要介介绍绍船船舶舶电电站站的的基基本本组组成成部部分分及及其其作作用用、电电网网的的保保护护以及保护装置等内容。以及保护装置等内容。12-1 概述概述由电源、配电装置、电力网和负载四部分组由电源、配电装置、电力网和负载四部分组成。成。是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。装置和网络的总称。12.1.1系统的组成及特点系统的组成及特点典典型型 船船舶舶电电力力系系统统(1)电源：电源：电源是将其他形式的能量（如机电源是将其他形式的能量（如机械能、化学能等）转换为电能的装置。械能、化学能等）转换为电能的装置。船舶电源船舶电源(主电源主电源)主发电机组主发电机组应急电源应急电源交流交流直流直流应急发电机应急发电机蓄电池组蓄电池组柴油机柴油机发电机发电机 接受和分配电能的装置接受和分配电能的装置,也是对电源、也是对电源、电力网和负载进行保护、监视、测量和电力网和负载进行保护、监视、测量和控制的装置。控制的装置。配电装置配电装置应急配电板应急配电板动力分配电箱动力分配电箱 照明分配电箱照明分配电箱充放电板充放电板岸电箱岸电箱总配电板总配电板（2）配电装置：）配电装置：发电机发电机控制屏控制屏并车屏并车屏负载屏负载屏船舶输电电缆和电线的总称。船舶输电电缆和电线的总称。船舶电力网船舶电力网照明电网照明电网 应急电网应急电网低压电网低压电网弱电电网弱电电网动力电网动力电网（3）船舶电力网：）船舶电力网：用电设备用电设备1）甲板机械及舵机）甲板机械及舵机锚机、起货机、绞缆机、拖缆机等。锚机、起货机、绞缆机、拖缆机等。2）动力装置用辅机）动力装置用辅机主机滑油泵、主机海水泵、主机淡水泵、主机滑油泵、主机海水泵、主机淡水泵、机舱风机等。机舱风机等。（4）负载：）负载：3）舱室辅机）舱室辅机生活水泵、消防泵、舱底泵以及辅锅炉服务生活水泵、消防泵、舱底泵以及辅锅炉服务的辅机等。的辅机等。电电加加热热器器、电电风风扇扇、电电视视机机、照照明明设设备备、冷冷藏通风。藏通风。7）其他设备：）其他设备：6）船舶通信导航设备）船舶通信导航设备 无线电收发报机、声光报警装置、电车无线电收发报机、声光报警装置、电车钟、舵角指示器、电罗经、雷达等。钟、舵角指示器、电罗经、雷达等。4）电力推进设备）电力推进设备 主电力推进装置、艏艉侧推装置等。主电力推进装置、艏艉侧推装置等。5）机修设备）机修设备 车床、钻床、电焊机、弯管机等。车床、钻床、电焊机、弯管机等。（3）船舶是一个工作环境恶劣的场所。）船舶是一个工作环境恶劣的场所。（1）船舶电力系统是一个独立的电力系统。）船舶电力系统是一个独立的电力系统。（2）船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，）船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。各处短路电流大。2）船舶电力系统的特点船舶电力系统的特点 我我国国采采用用50Hz，日日本本、美美国国、西西欧欧等等采采用用60Hz的频率标准。的频率标准。1.电流种类，即电制电流种类，即电制 几乎所有大中型船舶均采用交流电几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。力系统。2.额定电压额定电压 交流船舶电网多数为交流船舶电网多数为380V或为或为440V。某些船舶上采用的某些船舶上采用的3.3KV的电力系统。的电力系统。3.额定频率额定频率12.1.2 船舶电力系统基本参数船舶电力系统基本参数12.1.3发电机容量及台数确定的原则发电机容量及台数确定的原则（5）应急工况）应急工况 电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既电站发电机组数量的选择和单机容量的确定既与电站容量有关，也与各工况的用电量大小和相对与电站容量有关，也与各工况的用电量大小和相对运行周期的长短有关。运行周期的长短有关。1）船舶的运行工况）船舶的运行工况货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：（1）航行工况）航行工况（2）进出港工况）进出港工况（3）装卸货工况）装卸货工况（4）停泊工况）停泊工况（2）船舶电站必须有备用机组一般设置）船舶电站必须有备用机组一般设置24台。台。（1）应能满足船舶在各种运行工况下的用电量）应能满足船舶在各种运行工况下的用电量,并并有适当的裕量有适当的裕量,以保证连续可靠的供电。以实际用电以保证连续可靠的供电。以实际用电量最大的运行工况为基础来确定。量最大的运行工况为基础来确定。（2）裕量功率不能太大，以保证其经济性。）裕量功率不能太大，以保证其经济性。3）发电机组容量和数量的选择原则）发电机组容量和数量的选择原则 发电机组的总容量决定于电站的总容量，发电发电机组的总容量决定于电站的总容量，发电机组的单机容量和机组数量由以下几个基本原则确机组的单机容量和机组数量由以下几个基本原则确定：定：（1）单机组容量以最高负荷率）单机组容量以最高负荷率80为宜为宜 2）确定电站容量的基本原则）确定电站容量的基本原则 （3）确定单机组容量和机组数量时，要考虑各）确定单机组容量和机组数量时，要考虑各机组的使用寿命应与主机寿命相当。机组的使用寿命应与主机寿命相当。（4）维修管理方便。）维修管理方便。12.1.4 应急发电机容量的确定应急发电机容量的确定2）容量确定）容量确定满足供给：航行灯、信号灯、应急照明设备、应满足供给：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警、信号装置、火灾探测、报警装置、防火急报警、信号装置、火灾探测、报警装置、防火门的固定释放；紧急状态船内通信、应急消防泵、门的固定释放；紧急状态船内通信、应急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急舵机、电梯、无线电等。急舵机、电梯、无线电等。1）目的和原则）目的和原则500总吨及以上，设发电机或蓄电池作为应急电源。总吨及以上，设发电机或蓄电池作为应急电源。应急发电机能应急发电机能45秒自动起动合闸，容量满足公约秒自动起动合闸，容量满足公约规定规定12-2 配电装置配电装置 由由发发电电机机控控制制屏屏、并并车车屏屏、负负载载屏屏及及连连接接母母线线组成组成。按用途可分为主配电板、应急配电板、充放电按用途可分为主配电板、应急配电板、充放电板、区配电板、分配电板和岸电箱等几种。板、区配电板、分配电板和岸电箱等几种。按形状分可分为垂直立式、台式、桌式和控制台按形状分可分为垂直立式、台式、桌式和控制台式四种。式四种。按外壳结构可分为防护式、防滴式和防水式。按外壳结构可分为防护式、防滴式和防水式。12.2.2 主配电板的构成及功能主配电板的构成及功能12.2.1 配电装置的分类配电装置的分类 其其下下部部分分一一般般安安装装发发电电机机的的励励磁磁控控制制装装置置；控制屏内装有逆功率继电器、仪用互感器。控制屏内装有逆功率继电器、仪用互感器。用来控制、调节、监视和保护发电机组。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。每台发电机组均配有单独的控制屏。其上部分装有电流表及其转换开关、电压其上部分装有电流表及其转换开关、电压表及其转换开关、频率表、功率表、功率因表及其转换开关、频率表、功率表、功率因数表；数表；其中间部分安装发电机的主开关、原动机其中间部分安装发电机的主开关、原动机的调速开关、按钮等；的调速开关、按钮等；（1）发电机控制屏）发电机控制屏 负载屏上装有装置式空气开关、电压表、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。及与岸电箱相连的岸电开关等。用作发电机组的并车整步操作。用作发电机组的并车整步操作。其面板上其面板上装有同步表、同步指示灯、转换开关、操纵按装有同步表、同步指示灯、转换开关、操纵按钮及指示灯等。有些并车屏里面还设有汇流排钮及指示灯等。有些并车屏里面还设有汇流排分段隔离开关、粗同步电抗器等。分段隔离开关、粗同步电抗器等。（3）负载屏）负载屏 用来分配电能并对各馈电线路进行控制、用来分配电能并对各馈电线路进行控制、监视和保护，并将电能供给各用电设备或分监视和保护，并将电能供给各用电设备或分电箱。电箱。包括动力负载屏和照明负载屏。包括动力负载屏和照明负载屏。（2）并车屏）并车屏 交流汇流排的颜色交流汇流排的颜色A相为绿色，相为绿色，B相为黄相为黄色，色，C相为褐色或紫色，中线为浅蓝色。相为褐色或紫色，中线为浅蓝色。直流汇流排的颜色正极为红色，负极为直流汇流排的颜色正极为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色间隔。蓝色，中线为绿色和黄色间隔。（4）汇流排）汇流排12.2.3 分配电板分配电板区区（分）（分）配电板配电板是向成组用电设备供电的开关和控制设是向成组用电设备供电的开关和控制设备的组合装置。主要是控制其他区域配电板、分配电板备的组合装置。主要是控制其他区域配电板、分配电板或向正常工作电流大于或向正常工作电流大于16A的电气设备供电。的电气设备供电。分配电板分配电板一般只向单一性质负载供电一般只向单一性质负载供电,主要用作对额主要用作对额定电流不超过定电流不超过16A的最后分支电路进行电能分配。的最后分支电路进行电能分配。实际中，区配电板和分配电板统称为分配电板。实际中，区配电板和分配电板统称为分配电板。应急配电板的电源开关与主配电板接向应应急配电板的电源开关与主配电板接向应急配电板供电联络开关之间设有电气联锁。急配电板供电联络开关之间设有电气联锁。用来控制和监视应急发电机组的工作情况，用来控制和监视应急发电机组的工作情况，并向船舶应急用电设备供电。并向船舶应急用电设备供电。位于艇甲板，仪表配置与主配电板相同。位于艇甲板，仪表配置与主配电板相同。12.2.4 应急配电板应急配电板（4）当主电网、应急电网都失电的情况下，）当主电网、应急电网都失电的情况下，能自动接通蓄电池的放电回路直接向小应急能自动接通蓄电池的放电回路直接向小应急用户供电。用户供电。其的作用是：其的作用是：（1）对船上安装的蓄电池组进行充电和放电；）对船上安装的蓄电池组进行充电和放电；（2）控制和监视充电电源的工作情况；）控制和监视充电电源的工作情况；（3）将蓄电池组的电能分配给船上的低压用）将蓄电池组的电能分配给船上的低压用电设备；电设备；12.2.5 充放电板充放电板12.2.6 蓄电池蓄电池1）蓄电池在船舶上的应用）蓄电池在船舶上的应用1、小应急电源、小应急电源2、低压设备电源、低压设备电源此外，应急发电机组和救生艇起动电源，其他直流此外，应急发电机组和救生艇起动电源，其他直流电源电源2）船用蓄电池的类别）船用蓄电池的类别酸性：铅酸蓄电池酸性：铅酸蓄电池碱性：镉碱性：镉-镍蓄电池、铁镍蓄电池、铁-镍蓄电池、锌镍蓄电池、锌-银蓄银蓄电池、鎘电池、鎘-银蓄电池银蓄电池3）蓄电池的主要性能）蓄电池的主要性能性能指标：开路电压、工作电压、电池容量、寿命、性能指标：开路电压、工作电压、电池容量、寿命、储存期储存期酸性：每个小电池电动势为酸性：每个小电池电动势为2.02.1V。放电，电压放电，电压下降，到达某一电压则急剧下降，称为下降，到达某一电压则急剧下降，称为放电终止电放电终止电压压。10小时放电率的中止电压小时放电率的中止电压1.8V。充电，电压变充电，电压变化化2.052.8V，充电终期每个小电池充电终期每个小电池2.52.8V。碱性：每个小电池电动势为碱性：每个小电池电动势为1.3V。额定放电率的平额定放电率的平均放电电压为均放电电压为11.2V。放电电流增大时，电压可达放电电流增大时，电压可达0.7V，低于此值不应再放电低于此值不应再放电。充电，电压变化充电，电压变化1.41.8V。电电压压V1、充电曲线、充电曲线2、8h放电曲线放电曲线3、5h放电曲线放电曲线4、3h放电曲线放电曲线5、1h放电曲线放电曲线4）蓄电池的结构和工作原理）蓄电池的结构和工作原理 放电PbO2+2H2SO4+Pb Pb SO4+2H2O+Pb SO4 (正极)(电解液)(负极)充电 (正极)(电解液)(负极)（1）酸性蓄电池）酸性蓄电池 酸性蓄电池主要由容器、极板和隔酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板等几部分组成。板等几部分组成。正极的活性物质是二氧化铅（正极的活性物质是二氧化铅（PbO2）负极的活性物质是海绵状纯铅（负极的活性物质是海绵状纯铅（Pb）工作原理可用如下化学反应方程式表示：工作原理可用如下化学反应方程式表示：电解液比重电解液比重1.21.27，用测量电动势的方法来，用测量电动势的方法来判断。一般每个蓄电池的电动势为判断。一般每个蓄电池的电动势为1.25V，放放电时的电压在电时的电压在11.2V，充电时在充电时在1.41.8V。电解液为浓度在电解液为浓度在2737的稀硫酸溶的稀硫酸溶液，比重为液，比重为1.281.31。蓄电池的电动势蓄电池的电动势E与电解液的比重与电解液的比重d之间之间的关系可由经验公式来表示，即：的关系可由经验公式来表示，即：E0.84d（2）碱性蓄电池）碱性蓄电池 放电Cb+2KOH+2Ni(OH)3 Cd(OH)+2KOH+2Ni(OH)2 (负极)(电解液)(正极)充电 (负极)(电解液)(正极)酸酸性性蓄蓄电电池池通通常常以以10小小时时的的放放电电电电流流为为标标准准放放电电电电流流。额额定定容容量量被被定定义义为为在在电电解解液液温温度度为为25，以以10小小时时放放电电电电流流连连续续放放电电至至终终止电压时所输出的容量。止电压时所输出的容量。（3）蓄电池的容量）蓄电池的容量 蓄电池的储存电能的能力称为容量。容蓄电池的储存电能的能力称为容量。容量一般用安培量一般用安培小时来表示，它等于放电电小时来表示，它等于放电电流流I与放电时间与放电时间t的乘积，即：的乘积，即：QIt（Ah）5）船用蓄电池的充放电方式）船用蓄电池的充放电方式（1）充电方法和种类：）充电方法和种类：A 充电方法充电方法 恒流充电；恒流充电；恒压充电；恒压充电；恒电流恒电压；恒电流恒电压；分段充电分段充电B 充电种类充电种类 初次充电；初次充电；第一阶段，电流为额定第一阶段，电流为额定0.07，单格电压，单格电压2.4V止止第二阶段，电流为额定第二阶段，电流为额定0.04，单格电压，单格电压2.5V止止 正常充电；正常充电；第一阶段，电流为额定第一阶段，电流为额定0.1，充电，充电67h止止第二阶段，电流为额定第二阶段，电流为额定0.05，充电，充电23h止止 均衡充电；（各小电池密度不均衡）均衡充电；（各小电池密度不均衡）每月一次，先正常充，每月一次，先正常充，1h后，小电流至冒气泡，再后，小电流至冒气泡，再1h，反复反复C 蓄电池充放电方式蓄电池充放电方式6）船用蓄电池的维护保养）船用蓄电池的维护保养（1）酸性蓄电池）酸性蓄电池定期（定期（1520天）检查，液面在极板上天）检查，液面在极板上10mm20mm 清洁、接线柱涂凡士林清洁、接线柱涂凡士林 严禁烟火，保持通风严禁烟火，保持通风过充电：正常充电后，过充电：正常充电后，10小时放电率的小时放电率的1/2或或3/4充电充电1h，停停1h，然后反复，至刚然后反复，至刚一充电就强烈气泡止。一充电就强烈气泡止。（2）碱性蓄电池）碱性蓄电池定期（定期（1520天）检查，液面在极板上天）检查，液面在极板上10mm20mm 保持气塞透气，定期打开气塞放气。保持气塞透气，定期打开气塞放气。外壳带电，存放时防止金属将负极与外外壳带电，存放时防止金属将负极与外壳接触壳接触工作工作1012h过充电一次或者每月一次过充电一次或者每月一次每年或使用每年或使用50100次更换电解液。更换次更换电解液。更换在放电状态进行，可水清洗后注入。在放电状态进行，可水清洗后注入。船舶接用岸电时，首先应保证岸电的基本参船舶接用岸电时，首先应保证岸电的基本参数（电制、额定电压及额定频率）与船舶电数（电制、额定电压及额定频率）与船舶电力系统的力系统的参数一致参数一致；其次要保证岸电的其次要保证岸电的相序相序与船电与船电一致一致；最后还应确认船舶主发电机（或应急发电机）最后还应确认船舶主发电机（或应急发电机）已脱离电网，通常为了保险起见，配电板上已脱离电网，通常为了保险起见，配电板上主开关与岸电开关之间设有主开关与岸电开关之间设有联锁联锁保护环节，保护环节，以保证船舶电源供电时，不允许岸电的接入。以保证船舶电源供电时，不允许岸电的接入。12.2.7 岸电箱岸电箱1）岸电箱应有下列设施）岸电箱应有下列设施能切断所有绝缘极的断路器或开关熔断器；能切断所有绝缘极的断路器或开关熔断器；指示指示端电压端电压的指示灯或电表的指示灯或电表用于连接软电缆的合适接线端子；用于连接软电缆的合适接线端子；中性点接地的三相交流岸电，应设有接地接线柱；中性点接地的三相交流岸电，应设有接地接线柱；应有监视岸电极性或相序是否相符的设施；应有监视岸电极性或相序是否相符的设施；标明船电系统的配电系统形式、额定电压和频率；标明船电系统的配电系统形式、额定电压和频率；有时船东要求有电度表有时船东要求有电度表2）接岸电时注意事项）接岸电时注意事项岸电箱与主配电板应固定电缆敷设且足够；岸电箱与主配电板应固定电缆敷设且足够；中点接地的船体与岸电地相连接，船体做回中点接地的船体与岸电地相连接，船体做回路的，不应以海水或者陆地做岸电回路；路的，不应以海水或者陆地做岸电回路；岸电箱内有接线柱。岸电箱内有接线柱。设相电压为设相电压为设相电压为设相电压为U UP P，灯泡电阻为灯泡电阻为灯泡电阻为灯泡电阻为R R1 1、R R2 2，电容容抗为电容容抗为电容容抗为电容容抗为X XC C，取取取取R R1 1R R2 2 X XC CR R。由三相电路的理论计算得知，当电容接的为由三相电路的理论计算得知，当电容接的为由三相电路的理论计算得知，当电容接的为由三相电路的理论计算得知，当电容接的为A A相时，则相时，则相时，则相时，则B B相灯泡两端的电压为相灯泡两端的电压为相灯泡两端的电压为相灯泡两端的电压为U UB B1.49U1.49UP P，C C相灯相灯相灯相灯泡两端的电压为泡两端的电压为泡两端的电压为泡两端的电压为U UC C0.4U0.4UP P当电容所接的相为当电容所接的相为当电容所接的相为当电容所接的相为A A相时，相时，相时，相时，则灯泡较亮的那一相为则灯泡较亮的那一相为则灯泡较亮的那一相为则灯泡较亮的那一相为B B相，暗的那一相为相，暗的那一相为相，暗的那一相为相，暗的那一相为C C相。通相。通相。通相。通常，常，常，常，L L1 1为白色（或绿色）灯泡，为白色（或绿色）灯泡，为白色（或绿色）灯泡，为白色（或绿色）灯泡，L L2 2为红色灯泡。为红色灯泡。为红色灯泡。为红色灯泡。逆序继电器逆序继电器逆序继电器逆序继电器 逆序继电器又称为负序继电器。它是一种保护装逆序继电器又称为负序继电器。它是一种保护装逆序继电器又称为负序继电器。它是一种保护装逆序继电器又称为负序继电器。它是一种保护装置，其作用是为了防止船舶接岸电时相序接错或出现断置，其作用是为了防止船舶接岸电时相序接错或出现断置，其作用是为了防止船舶接岸电时相序接错或出现断置，其作用是为了防止船舶接岸电时相序接错或出现断相引起单相运行。逆序继电器通常由负序电压滤过器和相引起单相运行。逆序继电器通常由负序电压滤过器和相引起单相运行。逆序继电器通常由负序电压滤过器和相引起单相运行。逆序继电器通常由负序电压滤过器和电压继电器组合而成。电压继电器组合而成。电压继电器组合而成。电压继电器组合而成。当负序过滤器当负序过滤器当负序过滤器当负序过滤器的输入三相电压对的输入三相电压对的输入三相电压对的输入三相电压对称且为正序时，其称且为正序时，其称且为正序时，其称且为正序时，其输出电压输出电压输出电压输出电压U Umnmn0 0，中间继电器不动作。中间继电器不动作。中间继电器不动作。中间继电器不动作。当输入电压出当输入电压出当输入电压出当输入电压出现断相或负序时，现断相或负序时，现断相或负序时，现断相或负序时，输出电压输出电压输出电压输出电压U Umnmn 0 0，中间继电器动作。中间继电器动作。中间继电器动作。中间继电器动作。当输入电压出现断相或负序时，输出电压当输入电压出现断相或负序时，输出电压当输入电压出现断相或负序时，输出电压当输入电压出现断相或负序时，输出电压U Umnmn 0 0，中间继电器动作，经时间继电器延时，使岸电开关中间继电器动作，经时间继电器延时，使岸电开关中间继电器动作，经时间继电器延时，使岸电开关中间继电器动作，经时间继电器延时，使岸电开关的失压脱扣器动作，岸电开关自动断开防止岸电的接的失压脱扣器动作，岸电开关自动断开防止岸电的接的失压脱扣器动作，岸电开关自动断开防止岸电的接的失压脱扣器动作，岸电开关自动断开防止岸电的接入，起到保护作用。入，起到保护作用。入，起到保护作用。入，起到保护作用。根据负序滤过器的电路，电压根据负序滤过器的电路，电压根据负序滤过器的电路，电压根据负序滤过器的电路，电压 分别为：分别为：分别为：分别为：当输出电压为正序，即A-B-C时，则Umn=0。当输入电压为负序电压时，当输入电压为负序电压时，当输入电压为负序电压时，当输入电压为负序电压时，U Umnmn1.5U1.5Ubcbc，即负即负即负即负序滤过器的输出电压为序滤过器的输出电压为序滤过器的输出电压为序滤过器的输出电压为1.51.5倍的线电压，因此中间继倍的线电压，因此中间继倍的线电压，因此中间继倍的线电压，因此中间继电器动作，经时间继电器的延时，岸电开关自动断电器动作，经时间继电器的延时，岸电开关自动断电器动作，经时间继电器的延时，岸电开关自动断电器动作，经时间继电器的延时，岸电开关自动断开，从而起动负序保护作用。开，从而起动负序保护作用。开，从而起动负序保护作用。开，从而起动负序保护作用。当输入电压为负序电压时，当输入电压为负序电压时，（A-C-B）与（与（a-b-c）一致。一致。当输入电压出现断相时，将变为单相运行，三当输入电压出现断相时，将变为单相运行，三当输入电压出现断相时，将变为单相运行，三当输入电压出现断相时，将变为单相运行，三相电路不对称。负序滤过器的输出电压相电路不对称。负序滤过器的输出电压相电路不对称。负序滤过器的输出电压相电路不对称。负序滤过器的输出电压U Umnmn为为为为0.50.5倍倍倍倍的线电压，此电压经整流后，加到中间继电器，以的线电压，此电压经整流后，加到中间继电器，以的线电压，此电压经整流后，加到中间继电器，以的线电压，此电压经整流后，加到中间继电器，以保证岸电开关不能合闸。保证岸电开关不能合闸。保证岸电开关不能合闸。保证岸电开关不能合闸。综上所述，当接线相序正确，且三相电压对称时，综上所述，当接线相序正确，且三相电压对称时，综上所述，当接线相序正确，且三相电压对称时，综上所述，当接线相序正确，且三相电压对称时，负序继电器的输出电压为零，岸电开关可以合上闸，负序继电器的输出电压为零，岸电开关可以合上闸，负序继电器的输出电压为零，岸电开关可以合上闸，负序继电器的输出电压为零，岸电开关可以合上闸，而一旦相序接错或一相断线时，负序继电器的输出电而一旦相序接错或一相断线时，负序继电器的输出电而一旦相序接错或一相断线时，负序继电器的输出电而一旦相序接错或一相断线时，负序继电器的输出电压不为零，岸电开关合不上闸。压不为零，岸电开关合不上闸。压不为零，岸电开关合不上闸。压不为零，岸电开关合不上闸。12-3 万能式自动空气断路器万能式自动空气断路器图图12-8 万能式自动空气断路器的框图万能式自动空气断路器的框图 由触头系统、灭弧装置、自由脱扣机构、由触头系统、灭弧装置、自由脱扣机构、操作传动装置和保护元件组成。操作传动装置和保护元件组成。是一种带有保护装置的开关电器。是一种带有保护装置的开关电器。合闸顺序：弧触头合闸顺序：弧触头副触头副触头主触头主触头分闸顺序：主触头分闸顺序：主触头副触头副触头弧触头弧触头触头由主触头、副触头和弧触头组成。触头由主触头、副触头和弧触头组成。主触头承担电路的正常工作电流主触头承担电路的正常工作电流（银钨合金）。（银钨合金）。弧触头是为了避免断开电路时产生的电弧烧坏主触弧触头是为了避免断开电路时产生的电弧烧坏主触头而设置的。头而设置的。（铜或铜钨合金）（铜或铜钨合金）副触头是考虑到断开电路时，电流由主触头移到副触头是考虑到断开电路时，电流由主触头移到弧触头的瞬间，可能因压降太大产生电弧烧坏主弧触头的瞬间，可能因压降太大产生电弧烧坏主触头而设置的。触头而设置的。（紫铜）（紫铜）12.3.1 触头和灭弧系统触头和灭弧系统自动空气断路器大多采用灭弧栅来灭弧。自动空气断路器大多采用灭弧栅来灭弧。作用：使触头保持闭合或迅速断开。作用：使触头保持闭合或迅速断开。图图12-9 自由脱扣机构示意图自由脱扣机构示意图（a）合闸位置合闸位置（b）分闸位置分闸位置（c）准备合闸位置准备合闸位置12.3.2 自由脱扣机构自由脱扣机构 自动空气断路器的传动装置有手柄式、连自动空气断路器的传动装置有手柄式、连杆式、电磁式、电动式等几种。合闸前都必杆式、电磁式、电动式等几种。合闸前都必须使储能弹簧储能须使储能弹簧储能,自由脱扣机构自由脱扣机构“再扣再扣”,利用储能弹簧释放的能量实现合闸。利用储能弹簧释放的能量实现合闸。1）手动操作）手动操作DW-94 型：手柄摇型：手柄摇38圈左右（传动机构弹圈左右（传动机构弹簧拉长储能）簧拉长储能）脱扣机构再扣脱扣机构再扣再摇再摇24圈圈弹簧释放合闸弹簧释放合闸12.3.3 操作机构操作机构AH型：手柄向下扳型：手柄向下扳（储能）储能）脱扣机构再脱扣机构再扣扣再手柄向上再手柄向上弹簧释放合闸弹簧释放合闸各类自动开关都有手动机械脱扣按钮，也各类自动开关都有手动机械脱扣按钮，也有储能后手动机械按钮合闸有储能后手动机械按钮合闸DW-95（DW-98）型：手柄逆时针转型：手柄逆时针转110（90）度）度顺时针转使再扣顺时针转使再扣继续顺继续顺时针则释放合闸时针则释放合闸2）电磁或电动合闸）电磁或电动合闸AH型电磁合闸原理图型电磁合闸原理图3）保护元件）保护元件 12.4 船舶电网船舶电网12.4.1 船舶电网的分类船舶电网的分类船舶电网即船舶电力网：指介于船舶电船舶电网即船舶电力网：指介于船舶电源于用电设备之间的传输、分配电能的源于用电设备之间的传输、分配电能的传输线路的总称。传输线路的总称。1）主电网）主电网 由主电源经主配电板进行供电的电网称为由主电源经主配电板进行供电的电网称为主电网。主电网。动力网络动力网络（动力负载及功（动力负载及功 率电热设备）率电热设备）正常照明网络正常照明网络（包括航行灯、小功率电动机）（包括航行灯、小功率电动机）当船舶主电网因故不能供电时，应急电源当船舶主电网因故不能供电时，应急电源经应急配电板向船上需应急供电的负载供电。经应急配电板向船上需应急供电的负载供电。由这部分供电电缆构成网络称为应急电网。由这部分供电电缆构成网络称为应急电网。3）小应急电网）小应急电网 由蓄电池提供给临时应急照明的电网。蓄由蓄电池提供给临时应急照明的电网。蓄电池的容量应满足连续供电电池的容量应满足连续供电30分钟。分钟。4）弱电电网）弱电电网 向全船无线电通信设备、各种助航设备、向全船无线电通信设备、各种助航设备、船内通信设备（如电话、广播等）以及信号船内通信设备（如电话、广播等）以及信号报警系统供电的网络称为弱电电网。报警系统供电的网络称为弱电电网。2）应急电网）应急电网12.4.2 船舶电网的结线方式船舶电网的结线方式1）船舶电网的结线方式）船舶电网的结线方式（1）500V以下电网的结线方式以下电网的结线方式A 放射式放射式优点：优点：每路设有空气每路设有空气开关，便于集中控制开关，便于集中控制缺点：缺点：主配电板大量主配电板大量端头和开关，耗电缆端头和开关，耗电缆及主板尺寸，一旦故及主板尺寸，一旦故障则该路失电，可靠障则该路失电，可靠性差性差B 环式环式优点：优点：每路设有空气开关，便于集中控制每路设有空气开关，便于集中控制缺点：缺点：主配电板大量端头和开关，耗电缆及主板主配电板大量端头和开关，耗电缆及主板尺寸，一旦故障则该路失电，可靠性差尺寸，一旦故障则该路失电，可靠性差（2）500V以下电网的结线方式以下电网的结线方式大型船舶及电力推进，采用大型船舶及电力推进，采用3.3kV、6.6kV中压电网中压电网出现，中压结线方式：出现，中压结线方式：放射式、树干式放射式、树干式结构简单、可靠性不高结构简单、可靠性不高桥式、综合（互为备用）桥式桥式、综合（互为备用）桥式可靠性提高可靠性提高2）重要负载的馈电方式）重要负载的馈电方式 指直接与船舶航行、货物的保存、船舶与指直接与船舶航行、货物的保存、船舶与人身安全有关的电气设备。在配电方面通常人身安全有关的电气设备。在配电方面通常采取如下措施：采取如下措施：分段汇流排供电方式分段汇流排供电方式（1）由主配电板直接供电由主配电板直接供电(舵机、锚机、航行灯舵机、锚机、航行灯控制箱、无线电电源板、电罗经控制箱、无线电电源板、电罗经)（3）采用自动分级卸载装置）采用自动分级卸载装置（2）由两路馈电线供电由两路馈电线供电。(舵机、航行灯控制箱舵机、航行灯控制箱)（4）采用分段汇流排供电）采用分段汇流排供电 图图12-17 主电网与应急电网的连接主电网与应急电网的连接3）主电网与应急电网的连接方式主电网与应急电网的连接方式 动力系统与照明系统采用变压器隔离动力系统与照明系统采用变压器隔离,绝缘绝缘性能相对较好性能相对较好,安全可靠。安全可靠。1三相绝缘系统三相绝缘系统12.4.3 船舶电网的线制船舶电网的线制2中性点接地的三相四线系统中性点接地的三相四线系统 照明和动力系统由同一电源供电，无需采照明和动力系统由同一电源供电，无需采用变压器。相互影响大用变压器。相互影响大,可靠性降低可靠性降低,安全性差。安全性差。3中性点接地三线系统中性点接地三线系统 利用船体作为中线形成回路，节省电缆利用船体作为中线形成回路，节省电缆,容易发生触电和短路故障。容易发生触电和短路故障。12.4.4 船舶电缆船舶电缆按其用途可分为电力电缆和射频电缆两大类。按其用途可分为电力电缆和射频电缆两大类。船用电缆的结构船用电缆的结构3.防护套：保护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机防护套：保护电缆不受油水、盐雾、化学腐蚀和机械损伤（或阻燃）。械损伤（或阻燃）。2.电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。电气绝缘：芯线之间、芯线与外界之间的绝缘。1.导电芯线：传输电能。导电芯线：传输电能。芯线芯线绝缘胶带铠装层绝缘层船用电缆的牌号船用电缆的牌号电缆的选择电缆的选择 3.分配电板的馈电电缆的截面积，应考虑接用分配电板的馈电电缆的截面积，应考虑接用电设备的负载系数、同时工作系数，及备用裕量。电设备的负载系数、同时工作系数，及备用裕量。2.电动机的馈电电缆的截面积应按电动机的额定电动机的馈电电缆的截面积应按电动机的额定电流来选择；电流来选择；1.发电机与配电板的连接电缆，其截面积应按发发电机与配电板的连接电缆，其截面积应按发电机的额定电流来选择；电机的额定电流来选择；应注意以下几个方面：应注意以下几个方面：4.起货机分配电板馈电电缆的截面积应根据一起货机分配电板馈电电缆的截面积应根据一台起货电动机的满载电流值乘以负载系数来决定，台起货电动机的满载电流值乘以负载系数来决定，负载系数的大小与起货机的型式与使用台数有关；负载系数的大小与起货机的型式与使用台数有关；5.直流发电机均压连接电缆截面应不小于主电路电直流发电机均压连接电缆截面应不小于主电路电缆截面的缆截面的50，三相四线制的中线电缆截面应与相线，三相四线制的中线电缆截面应与相线的电缆相同；的电缆相同；8.信号电缆不能与控制电缆、电源电缆共用一条多信号电缆不能与控制电缆、电源电缆共用一条多芯电缆芯电缆 7.选择多芯电缆时应适当考虑备用芯线；选择多芯电缆时应适当考虑备用芯线；6.交流电电缆应避免采用单芯电缆，若必须使用时，交流电电缆应避免采用单芯电缆，若必须使用时，应选用具有非磁性材料屏蔽护套的电缆，并需采取有应选用具有非磁性材料屏蔽护套的电缆，并需采取有防止涡流发热的有效措施；防止涡流发热的有效措施；3电缆穿过舱壁和甲板时，应以不影响舱壁和甲电缆穿过舱壁和甲板时，应以不影响舱壁和甲板的防护性能为前提。穿过水密舱舱壁的电缆应采用板的防护性能为前提。穿过水密舱舱壁的电缆应采用水密填料函或过线盒加以密封，穿过甲板的电缆则必水密填料函或过线盒加以密封，穿过甲板的电缆则必须用一定高度的金属管或金属围框加以保护，在室外须用一定高度的金属管或金属围框加以保护，在室外时，高度不应低于时，高度不应低于400mm，室内则不应低于室内则不应低于200mm；2电缆不应敷设在船壳板上，以免安装紧固件电缆不应敷设在船壳板上，以免安装紧固件而影响船体的强度和造成永久性变形；而影响船体的强度和造成永久性变形；1电缆应尽量避免敷设在容易受机械损伤、油水电缆应尽量避免敷设在容易受机械损伤、油水侵蚀、高温、有易燃易爆或腐蚀性气体的地方，如果侵蚀、高温、有易燃易爆或腐蚀性气体的地方，如果必须敷设在这些地方时，则必须采取有效的措施；必须敷设在这些地方时，则必须采取有效的措施；船舶电缆在敷设时应注意下述几点：船舶电缆在敷设时应注意下述几点：4电缆应尽量远离磁罗经等设备；电缆应尽量远离磁罗经等设备；7为防止对无线电设备的干扰，凡露天甲板和为防止对无线电设备的干扰，凡露天甲板和非金属上层建筑内的电缆，进入无线电室的电缆非金属上层建筑内的电缆，进入无线电室的电缆以及无线电助航设备仪器系统的电缆均应采取屏以及无线电助航设备仪器系统的电缆均应采取屏蔽措施。如采用金属防护、屏蔽电缆等，同时，蔽措施。如采用金属防护、屏蔽电缆等，同时，屏蔽套必须可靠地接地。屏蔽套必须可靠地接地。6为增强馈电线路的生命力，主馈电线、应急为增强馈电线路的生命力，主馈电线、应急馈电线和备用馈电线之间应尽可能地远离并分开馈电线和备用馈电线之间应尽可能地远离并分开敷设；敷设；5电缆应尽量敷设在便于检查的地方；电缆应尽量敷设在便于检查的地方；125 电网的保护及保护装置电网的保护及保护装置 船舶电网的保护主要包括短路保护、过载保护、船舶电网的保护主要包括短路保护、过载保护、单相接地或绝缘下降以及接用岸电时的相序及断相单相接地或绝缘下降以及接用岸电时的相序及断相保护等。保护等。1动作值的整定原则动作值的整定原则 为避免船舶电网在出现短路故障时造成不必要的为避免船舶电网在出现短路故障时造成不必要的大范围停电，对短路保护装置最主要的是必须具有大范围停电，对短路保护装置最主要的是必须具有较好的选择性。较好的选择性。12.5.1 船舶电网的短路保护船舶电网的短路保护（1）按照时间原则：）按照时间原则：以各级保护装置的动作时间整以各级保护装置的动作时间整定值的不同来实现选择性，整定的原则是各级开关定值的不同来实现选择性，整定的原则是各级开关或保护装置的整定值朝发电机的方向逐级增大。或保护装置的整定值朝发电机的方向逐级增大。（2）按照电流原则：）按照电流原则：以各级电流的整定值的不同以各级电流的整定值的不同来实现选择性，动作电流的整定值也应保证自负载来实现选择性，动作电流的整定值也应保证自负载向发电机的方向逐渐递增。向发电机的方向逐渐递增。2保护装置保护装置 对于保护装置通常可采用万能式自动空气开关、对于保护装置通常可采用万能式自动空气开关、装置式自动空气开关和熔断器（保险丝）等来实现。装置式自动空气开关和熔断器（保险丝）等来实现。从发电机至万能式自动开关这段电路较短，故从发电机