第七章 船舶电站自动化基础知识

船舶电站及自动化讲稿船舶电站及自动化讲稿1、引言船舶电站及自动化是船舶工程中极为重要的一部分，它涉及到船舶的电力供应、能源管理以及船舶各个系统的自动化控制。

本讲稿将详细介绍船舶电站及自动化的基本概念、组成结构、工作原理以及相关的法律法规等内容。

2、船舶电站基本概念船舶电站是指为船舶提供电力供应的系统，包括发电机、电力配电装置、电池组、开关设备等。

船舶电站的主要任务是为船舶提供稳定、可靠的电力供应，并确保各个电气设备正常运行。

2.1 发电机组发电机组是船舶电站的核心设备，主要由发电机、传动系统和控制装置组成。

根据船舶的需求，发电机组可以选择柴油发电机、燃气发电机或者是涡轮发电机等。

2.2 电力配电装置电力配电装置用于将发电机产生的电能进行分配和传输，保证各个系统和设备得到合适的电力供应。

电力配电装置包括主配电柜、次配电柜、船舶充电装置等。

2.3 电池组电池组作为船舶电站的备用电源系统，用于在紧急情况下供应电力。

电池组可以为船舶提供短时间的应急电力，例如在发电机组故障时或者发生停电时。

2.4 开关设备开关设备用于控制和保护电气系统，包括断路器、接触器、隔离开关等。

开关设备的选型和布置对于船舶电站的安全和可靠性至关重要。

3、船舶自动化系统船舶自动化系统是指通过自动化技术对船舶各个系统的运行状态进行监测、控制和调节，从而实现船舶运行的自动化。

常见的船舶自动化系统包括动力系统自动化、导航系统自动化、船舶载货系统自动化等。

3.1 动力系统自动化动力系统自动化主要包括发电机组的自动控制、电力配电系统的自动化、蓄电池的自动监测和控制等。

通过动力系统自动化，船员可以实时监测电气设备的运行状态，提高船舶电力供应的稳定性和可靠性。

3.2 导航系统自动化导航系统自动化是指通过自动化技术对航行状态、船舶位置以及周围环境进行监测和控制，确保船舶的安全航行。

常见的导航系统自动化包括自动舵、自动引导、自动航行控制等。

3.3 船舶载货系统自动化船舶载货系统自动化是指通过自动化技术对货物的装卸、存储、运输和管理等过程进行自动化控制和调度。

船舶电站自动化（二）引言：本文是关于船舶电站自动化的第二部分，旨在深入探讨船舶电站自动化的相关概念、原理和应用。

船舶电站自动化是船舶电力系统中的核心技术，能够提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性。

本文将从以下五个大点展开论述。

1. 船舶电站自动化的基本原理1.1 电站自动化系统的概述1.2 电站自动化的基本要素1.3 电站自动化的工作原理1.4 船舶电站自动化的特点1.5 自动化控制与传统控制的比较2. 船舶电站自动化系统的组成与结构2.1 船舶电站自动化系统的整体结构2.2 主控制室及监控系统2.3 配电系统2.4 发电系统2.5 辅助系统3. 船舶电站自动化系统的工作过程3.1 输入输出信号的采集和处理3.2 逻辑与控制3.3 过程监视与报警3.4 执行控制3.5 数据记录与分析4. 船舶电站自动化系统的应用4.1 船舶电站自动化的优势与应用场景4.2 船舶电站自动化在船舶电力系统中的作用4.3 船舶电站自动化对船舶性能的影响4.4 船舶电站自动化的未来发展趋势4.5 船舶电站自动化的案例分析与经验总结5. 船舶电站自动化的挑战与解决方法5.1 船舶电站自动化面临的挑战5.2 提高系统可靠性与安全性的解决方法5.3 优化系统性能的解决方法5.4 降低系统成本的解决方法5.5 制定合理的维护与管理策略总结：船舶电站自动化是船舶电力系统中的重要组成部分，具有提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性的优势。

本文从船舶电站自动化的基本原理、系统组成与结构、工作过程、应用和面临的挑战与解决方法等五个大点进行了详细的论述。

随着船舶电力系统的发展和技术的进步，船舶电站自动化将在未来得到更加广泛的应用，并为船舶行业带来更大的效益。

船舶电站运行自动化随着科技的不断进步和船舶电力系统的日益复杂化，船舶电站的运行自动化成为了提高船舶运行效率、安全性和稳定性的重要手段。

本文将探讨船舶电站运行自动化的现状、发展趋势和优势。

一、船舶电站运行自动化的现状当前，船舶电站的自动化程度正在逐步提高，这主要得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展。

在许多现代船舶中，电力系统的运行已经可以实现自动化，这包括发电、配电、输电等环节。

在发电环节，自动化系统可以实时监控发电机组的运行状态，根据需要自动调整发电机的出力，以保持电力系统的稳定。

在配电和输电环节，自动化系统可以实现对电能的有效分配和管理，保证船舶电力系统的稳定性和安全性。

二、船舶电站运行自动化的优势船舶电站运行自动化的优势主要体现在以下几个方面：1、提高效率：自动化系统可以实现对发电机的自动控制，使发电机在最佳状态下运行，从而提高电力系统的整体效率。

2、降低成本：自动化系统可以减少人工操作和维护的成本，提高船舶电力系统的可靠性和稳定性，降低故障率，从而降低运营成本。

3、提高安全性：自动化系统可以实时监控电力系统的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高电力系统的安全性。

4、优化资源配置：自动化系统可以实现电力的智能化分配和管理，使电力资源得到更合理的利用，从而提高船舶的整体运营效率。

三、船舶电站运行自动化的未来发展趋势随着科技的不断进步，船舶电站运行自动化的发展趋势主要体现在以下几个方面：1、高度集成化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重整体设计和系统集成，实现各子系统的无缝衔接和协同工作，从而提高电力系统的整体效率和稳定性。

2、智能化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重智能化技术的应用，如人工智能、大数据分析等，实现对电力系统的实时预测和智能控制，进一步提高电力系统的可靠性和安全性。

3、绿色环保：未来的船舶电站自动化系统将更加注重环保和节能，采用更高效的发电机组和环保技术，实现电力系统的绿色运行。

船舶自动化电站的基本功能及船舶发电机组的自动起动与停机【背景知识】（background knowledge ）船舶电站自动控制系统的主要任务是保证船舶电站供电的安全可靠和改善劳动条件，提高电站运行的经济性；在具有要求多台机组并联供电的电站中，实现电站的自动化，必须将各个自动功能单元（模块）有机地联系，组成一个总体控制系统。

这个系统能收集来自各台柴油发电机组、断路器、汇流排以及各主要负载的必要信息及参数，并加以分析、判断，在一定的条件下，自动地采取符合逻辑的措施，处理电站运行中可能出现．的各种情况，确保电力系统安全可靠、经济地运行。

系统控制功能框图如图8-2-1所示。

一、船舶自动化电站的基本功能1.发电机组操作方式的选择自动电站中每一台发电机组应有三种可供选择的操作方式：“机旁”、“遥控”、“自动”。

并且按次序前者应优先于后者。

仅当某机组确定为“自动”方式时，它才纳入总体控制系统的范围。

在机组发生故障的情况下，应能自行“退出自动”（即所谓“阻塞”），非经管理人员排除故障并自动控制“复位”，不得自行恢复“自动”功能。

2.发电机组的自动起动当柴油发电机组处于停机状态时，如有令发电机起动的信号时，该机就能实现自动起动。

3.自动准同步并车当装置接到合闸指令后，就自动进入并车程序，通过升速（或减速）控制使待并机组频率高于电网频率在0.1～0.5 Hz 范围内，再进行发电机与电网相位差检测，当相位差角 <+10°时，发出超前时间为0～1 s 的合闸信号，使待并发电机投入电网运行。

4.自动恒频及有功功率自动分配当两台机组并联运行时启动调频调载装置与原动机调速器配合工作，使电网频率维持恒定，偏差不大于±0.25 Hz ，并使两台机组承担的有功功率按机组容量成比例分配。

5.自动恒压及无功功率自动分配无论单机还是并联运行，励磁自动调节装置总能保持电网电压维持恒定，误差不大于±2. 5% U N 。

船舶电站及自动化一、 电力系统的组成1. 船舶电力系统主要是由电源、配电系统、配电装置、电网与负载四部分组成，其单线图如图1-1所示。

MCCB 1MCCB 2 ACB 1MCCB 3 G 1MSBM 1 M 1MCCB 4MCCB 5MCCB 6 ACB 2G 2ACB 3G 3ISW 1ISW 2MCCB 10380V/220V ISBIDSB DSB MCCB 7 DSBMCCB 8MCCB 9 M 3M 4 RSB EDSBMCCB E ACB E EG 380V/220V ESB EISB ET r T r图 1-1 船舶电力系统简图G 1、2、3-主发电机；EG-应急发电机；ACB-发电机主开关；ACB E -应急发电机主开关；MSB-主配电板；ESB-应急配电板；MCCB 1-10-配电开关；DSB-分配电板；RSB-无线电分配电板；MCCB E -应急配电开关；MCCB 1-2-隔离开关；ISB-照明配电板；EISB-应急照明配电板；IDSB-照明分配电板；EDSB-应急分配电板；T r -照明变压器；ET r -应急照明变压器。

电源：船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。

配电装置：配电装置是电源和负荷进行分配、监控、测量、保护、转换、控制的装置。

配电装置主要可分为主配电板、应急配电板、分配电板（动力、照明）、充放电板等。

电网：电网是全船电缆电线的总称。

船舶电网根据其连接的负荷性质可分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱电电网等。

二、电力系统的特点及对其基本要求1.船舶电站容量较小陆上电网容量一般在几百万~几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦；一般远洋船舶主电站大多装三台发电机组，发电机容量为400~800KW。

船用发电机调压器、原动机调速器的动态特性与陆上发电机组相比具有较高的指标要求。

有强行励磁能力，发电机组应能承受较大的过载能力。

另外，由于船舶工矿变动也较频繁，因此对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求。

船舶电站复习资料（一）、名词解释：1、剩磁：磁体经磁化至饱和，撤去外磁场在原外磁场方向上仍能保持一定的磁场强度。

2、母线（汇流排）：指配电盘中用铜质裸条排制成的用于连接发电机电源引出线和各种电网的联络铜排。

3、并车：把船舶电动机投入并联运行的操作过程称为并车。

4、相复励线路：既能反映电流的大小，又能反映电流的相位的线路。

5、发电站：将一次能源转化为电能的设备；分类：火力发电站、水力发电站、核能发电站。

6、变电所：功能是接受电能、变换电能（电压）和分配电能。

（升压变电所和降压变电所）7、配电所：用于接受电能和分配电能的场所称为配电所。

8、换流站：交流电与直流电相互转换的场所。

9、电能用户：又称电力负荷，所有消耗电能的用电设备和用电单位。

10、用电设备的分类：动力用电设备、电热用电设备、实验用电设备、照明用电设备。

11、船舶电站：船舶电站是将非电形态的能量转化为综合的电能并向船舶电网供电的设备的总称。

12、船舶电站的分类：⑴按电流的种类分：直流电站和交流电站。

⑵按原动机类型分：柴油机、蒸汽机、汽轮机、燃气轮机四种。

⑶按功用的不同分：主电站、应急电站、临时应急电站。

⑷按自动化程度分：手动电站、半自动化电站、全自动化电站。

14、船舶电力系统的组成：电源、配电装置、电网、店里负载四部分组成。

15、电源：是将其他形式的能源转变为电能的装置。

主要由主发电机组、应急发电机组蓄电池组等组成。

发电机组：原动机、发电机；蓄电池组：与某个电池并联运行。

16、柴油机的有点（作为原动机）：效率高、启动快、机动性好。

其他发电机：轴带发电机（在正常航行中利用了主机的剩余功率）、废气涡轮发电机、核能发电机（多用于军舰和破冰船）。

17、配电装置：对船舶电源产生的电能进行控制、保护、监测、分配的装置。

18、配电装置的分类：主配电板、应急配电板、区域配电板（>16A）、分配电板（<16A）、蓄电池充放电极、岸电箱等。

19、船舶电网：是全船供电线缆和电线的总称；作用：将电源和各种负载连接起来。

船舶电站及自动化船舶电站及自动化1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围2. 船舶电站概述2.1 定义与功能说明- 船舶电站是指供应、分配和控制整个船上各种用电设备所需能量的系统。

- 主要功能包括发电、储能、变压器转换以及负载管理等。

3. 设计原则与标准规范3.1 国际海事组织（IMO）相关法规要求- SOLAS公约：国际人命安全条例，对于火灾预防和消防装置有详尽描述。

- MARPOL公约：关注环境保护问题，在设计中需要考虑废水处理等方面。

3..2 IEC标准：- IEC60092系列: 关于低压主开关柜(LVMD) 和高度集成型驱动技术(HIDT)- IEC60533 : 对辐射干扰进行了限定4.重点子系统介绍a) 发动机房内部结构布局图；b) 高/低速柴油发生机选择依据；c）燃气轮机特性和选择依据；d）发电机组特性及其选型原则；e) 低压开关柜设计与布置图。

f) 高度集成驱动技术(HIDT)g) 船舶自动化系统的功能模块h）燃油供应系统5. 安全措施a) 火灾预防与消防设备安装位置示意图；b）紧急停车按钮设置要求。

6.维护保养计划- 核心设备检查周期表格（如：主发电机、变频器等）7. 监测仪表说明a). 发生机参数监视指标b). 柴油轮机运行数据记录8.附件- 设计草稿文件9.法律名词及注释：SOLAS公约: 国际人命安全条例，是国际海事组织(IMO, International Maritime Organization )制定并推广执行的一项重要规范。

该公约包括了对于火灾预防和消防装置有详尽描述。

10. 结束语本文档涵盖了船舶电站及自动化方面的各个章节内容，并提供相关法律名词解释以帮助读者更好地理解。

请参考所述信息进行相应操作或决策。

如有任何疑问，请随时与我们联系。

船舶电站自动化概述船舶电站自动化是指利用电子技术和自动化控制技术对船舶的电力系统进行监测和控制的一种智能化管理方式。

随着科技的不断进步和船舶技术的不断发展，船舶电站自动化已经成为现代船舶必备的重要系统。

本文将介绍船舶电站自动化的定义、作用、组成和优势。

定义船舶电站自动化是指通过自动化技术对船舶电站的各种设备和系统进行监测、控制和管理的过程。

通过对电力系统进行集中管理和自动化控制，可以使船舶的电力系统更加稳定可靠，并提高船舶的安全性和工作效率。

作用船舶电站自动化系统的主要作用有以下几个方面：1.提高电力系统的可靠性：通过实时监测电力设备和系统的状态参数，及时发现故障，并采取自动化控制措施进行处理，从而提高电力系统的可靠性和稳定性。

2.提高船舶的安全性：船舶电站自动化系统可以监测船舶电力系统中的各种参数，并在发生异常情况时自动切换到备用设备或系统，保证船舶的安全运行。

3.提高工作效率：通过自动化控制和智能化管理，可以减少人工操作和维护工作，提高工作效率，并降低了人为操作的错误率。

组成船舶电站自动化系统主要由以下几个组成部分：1.监测系统：监测系统是船舶电站自动化系统的核心部分，它通过各种传感器和仪器对电力设备和电力系统的各种参数进行实时监测，并将监测数据传输给控制系统。

2.控制系统：控制系统用于对船舶电力设备和电力系统进行自动化控制。

它可以根据监测系统提供的数据，自动判断电力系统的运行状态，并根据预设的控制策略进行相应的操作和控制。

3.通信系统：通信系统负责将监测系统和控制系统之间的数据传输，包括传感器与监测系统的数据传输以及控制系统与电力设备的指令传输。

4.软件系统：软件系统是船舶电站自动化系统的控制中心，负责处理和分析监测数据，并制定相应的控制策略和操作指令。

优势船舶电站自动化系统具有以下几个优势：1.提高生产效率：通过自动化控制和智能化管理，减少了人为操作的时间和错误率，提高了船舶的生产效率和工作效率。

船舶电站及自动化船舶电站及自动化1-引言1-1 范围和目的1-2 参考文献2-船舶电力系统2-1 电力基础2-1-1 电流和电压2-1-2 直流和交流电2-1-3 电阻、电感和电容2-2 船舶电力系统的组成2-2-1 主发电机2-2-2 紧急发电机2-2-3 蓄电池组2-2-4 配电系统2-3 船舶电力系统的工作原理2-3-1 电力转换2-3-2 电力配电2-3-3 电力负荷管理2-4 船舶电力系统的安全性 2-4-1 电气安全规范2-4-2 安全设备和防护装置3-船舶自动化系统3-1 自动化基础3-1-1 传感器和执行器3-1-2 控制器和逻辑系统 3-1-3 数据采集和处理3-2 船舶自动化系统的组成 3-2-1 控制系统3-2-2 监测系统3-2-3 通信系统3-3 船舶自动化系统的应用 3-3-1 船舶导航和操纵3-3-2 船舶动力和推进3-3-3 船舶安全和监控3-4 船舶自动化系统的性能要求3-4-1 可靠性和稳定性3-4-2 灵活性和可扩展性3-4-3 通信和数据传输4-附件4-1 电路图纸4-2 设备清单4-3 技术规范5-法律名词及注释5-1 IMO（国际海事组织）5-1-1 国际海事组织是一个专门负责制定和推广国际海事标准的机构。

5-2 SOLAS（国际海上人命安全公约）5-2-1 国际海上人命安全公约是国际海事组织通过的一项规范，旨在确保船舶乘员和乘客的安全。

5-3 IEC（国际电工委员会）5-3-1 国际电工委员会是一个国际标准化组织，负责制定和推广电气和电子技术方面的国际标准。

5-4 IEEE（电气和电子工程师协会）5-4-1 电气和电子工程师协会是一个专业协会，致力于推动电气和电子工程领域的研究和发展。

6-结束本文档涉及附件：附件1：船舶电路图纸附件2：船舶设备清单附件3：船舶技术规范本文所涉及的法律名词及注释：1-IMO（国际海事组织）：国际海事组织是一个专门负责制定和推广国际海事标准的机构。

船舶电站及自动化讲稿船舶电站及自动化讲稿一：船舶电站简介1.1 船舶电站的定义船舶电站是指船舶上负责发电的设备系统，其主要功能是为船舶提供电能，满足船舶各种设备和系统的用电需求。

1.2 船舶电站的组成船舶电站主要由发电机组、主开关板、配电系统和控制系统等组成。

1.3 船舶电站的分类根据船舶用途和规模的不同，船舶电站可以分为主机电站、辅机电站和备用电源电站等。

二：船舶电站的主要设备2.1 发电机组2.1.1 发电机组的作用发电机组是船舶电站的核心设备，通过燃油机、柴油机或燃气轮机驱动发电机产生电能。

2.1.2 发电机组的类型发电机组可以分为交流发电机组和直流发电机组两种类型。

根据船舶的需求和情况选择适合的发电机组。

2.2 主开关板2.2.1 主开关板的作用主开关板是船舶电站的控制中心，用于控制发电机组的运行和功率分配。

2.2.2 主开关板的组成主开关板一般包括主配电柜、主开关、主控开关等组件，通过这些组件实现对发电机组的控制和监测。

2.3 配电系统2.3.1 配电系统的作用配电系统用于将发电机组产生的电能分配到船舶上各种设备和系统中。

2.3.2 配电系统的构成配电系统包括主配电柜、分配电柜、电缆和电缆槽等设备，通过这些设备将电能传输到各个用电设备。

2.4 控制系统2.4.1 控制系统的作用控制系统用于监测和控制船舶电站的运行状态，保证电能的安全稳定供应。

2.4.2 控制系统的组成控制系统包括监控仪表、自动化控制设备和报警系统等，通过这些设备实现对电站运行状态的监测和控制。

三：船舶自动化系统3.1 船舶自动化系统的意义船舶自动化系统能够降低船员的工作强度，提高航行安全性和航行效率，是现代船舶的重要组成部分。

3.2 船舶自动化系统的主要功能船舶自动化系统主要包括船舶动力控制系统、船舶监控系统和船舶导航系统等，通过这些系统实现对船舶各个方面的自动化控制和监测。

3.3 船舶自动化系统的发展趋势随着科技的不断发展，船舶自动化系统将越来越智能化和网络化，提高船舶的自主性和安全性。

第七章交流变频调速及变频器公式N=(1-s)N 实际转速N1同步转速S 转差率 f 电机供电频率 p 电机极对数三相异步电动机的调速方法：改变转差率（适用于绕线式异步电动机）和改变旋转磁场的同步转速（适用于鼠笼式异步电动机）1改变转差率：电动机定子电源电压2改变旋转磁场的同步转速：定子极对数供电电源频率交流异步电机最主要的调节方式是：变频调速现代的变频器都是由大功率电子器件构成，被称为静止式变频装置，是系统的中心环节变频调速系统由静止式变频装置、交流电动机、控制电路三大部分组成控制任务大多由微处理机承担交流变频调速的三种基本控制方式忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压：U1≈E1=4.44*f1*W1*Kw1*ΦmU1电机每相电压 E1感应电动势 f1频率 W1每相绕组匝数Kw1 匝数系数Φm每极磁通基频（额定频率）以下的变频调速有三种控制方式1恒电动势频率比E1/f1 通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力受到限制。

2恒压频率比 U1/f1（最容易实现，机械特性是平行下移，硬度也较好，满足一般，低速带载能力差，需对定子压降实行补偿）3转子全磁通的感应电动势频率比Er/f1 实现起来比较复杂基频以下，电压和频率成比例变化基频以上，磁通和频率成反比例变化变频调速以下几个特点：1从基频以下调速，为恒转矩调速方式；从基频以上调速，近似恒功率调速方式2调速范围大 3机械特性较硬，静差率小相对稳定性好4 运行时转差率小损耗较小效率高 5频率可连续调节，变频调速为无级调速交直交变频器有：整流器滤波器逆变器（逆变器是核心，里面核心元器件是大功率开关器件，分为两组，轮流控制切换频率，改变输出交流电频率，按直流输入端接入滤波器的不同分为电压源型和电流源型。

按电子开关频率不同分为180度导电型和120度导电型。

）交直交变频器的调压方法有可控硅整流器调压，直流斩波器调压， PWM调压主电路包括：整流电路，中间电路，逆变电路。