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第6章船舶电力系统的保护6.1 概述6.2 船舶发电机的保护6.3 船舶变压器的保护6.4 船舶电网的保护6.5 船舶负载的保护概述6.1 概述一、概述1.船舶电力系统保护的任务和作用船舶电力系统中各种保护装置，主要就是为了实现安全可靠地供电。
船舶电力系统的不正常运行情况主要有过载、欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及绝缘系统发生单相接地等。
船舶电力系统中最常见最严重的故障就是各种形式的短路。
图6-1 短路故障示意图图6-1 短路故障示意图要限制不正常运行和短路的破坏作用，其中最有效的办法之一，就是在船舶电力系统的主要电气设备上，装设保护装置，以自动迅速地切除故障。
船舶电力系统保护的任务可归纳为：(1)当电气设备发生故障或足以造成故障的发生时，保护装置将自动地、迅速地并有选择性地切除发生故障的电气设备，以保护设备，并保证非故障部分正常安全运行。
(2)当电气设备发生不正常运行情况时，继电保护装置应自动发出报警信号，使值班人员及时进行处理，防止事故发生，或自动切除不正常运行的电气设备，防止事故的再扩大。
(3)配合自动控制装置，自动消除或减少事故及不正常运行情况。
船舶电力系统的保护主要包括：船舶电气系统的保护包括船舶发电机外部短路保护，过载、欠压、逆功率保护；船舶电网的短路保护，电网的绝缘监测；接用岸电时的相序保护等。
船舶中采用继电器保护装置来实现。
船舶在电力系统发生故障时，要求继电器保护装置的工作具有可靠性、选择性、准确性，既能适时切除故障以防止故障蔓延，又要尽量缩小停电区域，使非故障部分能继续正常运行，减轻损害程度。
2．对保护装置的基本要求（1）具有选择性继电保护的选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应仅把故障元件切除，使停电范围尽量缩小，从而保证电力系统中其他非故障部分仍然能够继续安全地运行。
图6-2 保护性选择示意图（2）具有速动性继电保护的速动性就是保护装置的动作时限应力求短。
迅速切除故障可减轻被保护设备的损坏程度；防止故障蔓延，缩小破坏范围；减少对非故障部分的影响，保证其正常安全运行。
第6章船舶电力系统的保护6.1 概述6.2 船舶发电机的保护6.3 船舶变压器的保护6.4 船舶电网的保护6.5 船舶负载的保护6.1 概述一、概述1.船舶电力系统保护的任务和作用船舶电力系统中各种保护装置，主要就是为了实现安全可靠地供电。
船舶电力系统的不正常运行情况主要有过载、欠压、过压、欠频、过频、逆功率以及绝缘系统发生单相接地等。
船舶电力系统中最常见最严重的故障就是各种形式的短路。
图6-1 短路故障示意图图6-1 短路故障示意图要限制不正常运行和短路的破坏作用，其中最有效的办法之一，就是在船舶电力系统的主要电气设备上，装设保护装置，以自动迅速地切除故障。
船舶电力系统保护的任务可归纳为：(1)当电气设备发生故障或足以造成故障的发生时，保护装置将自动地、迅速地并有选择性地切除发生故障的电气设备，以保护设备，并保证非故障部分正常安全运行。
(2)当电气设备发生不正常运行情况时，继电保护装置应自动发出报警信号，使值班人员及时进行处理，防止事故发生，或自动切除不正常运行的电气设备，防止事故的再扩大。
(3)配合自动控制装置，自动消除或减少事故及不正常运行情况。
船舶电力系统的保护主要包括：船舶电气系统的保护包括船舶发电机外部短路保护，过载、欠压、逆功率保护；船舶电网的短路保护，电网的绝缘监测；接用岸电时的相序保护等。
船舶中采用继电器保护装置来实现。
船舶在电力系统发生故障时，要求继电器保护装置的工作具有可靠性、选择性、准确性，既能适时切除故障以防止故障蔓延，又要尽量缩小停电区域，使非故障部分能继续正常运行，减轻损害程度。
2．对保护装置的基本要求（1）具有选择性继电保护的选择性是指当电力系统发生故障时，继电保护装置应仅把故障元件切除，使停电范围尽量缩小，从而保证电力系统中其他非故障部分仍然能够继续安全地运行。
图6-2 保护性选择示意图（2）具有速动性继电保护的速动性就是保护装置的动作时限应力求短。
迅速切除故障可减轻被保护设备的损坏程度；防止故障蔓延，缩小破坏范围；减少对非故障部分的影响，保证其正常安全运行。
第6章船舶常用电气元件船舶的电气控制系统，无论是简单还是复杂，都可以分解为一个个的电气元件。
要想掌握船舶电气控制系统的使用和维修，必须从掌握电气元件的常用知识开始。
本章主要介绍电气控制系统中常用的元件的基本原理与结构、一般的维护方法及常见故障的处理，以让广大设备管理人员能熟悉电气元件的性能与作用，方便控制系统出现故障时的分析与查找，及解决故障。
由于电气元件的种类繁多，形式各异，本章只介绍一些常见的电气元件，各位可在工作实践中不断学习，认识与熟悉更多的电气元件。
6.1 接触器6.1.1 接触器的介绍接触器是电力系统中最重要的元器件，它的作用是将电网上的电力连接到负载上，是负载与电网间的桥梁。
接触器是利用电磁原理通过可动衔铁的运动，带动触头的通断进行工作的，其结构可分为电磁系统、主触头、灭弧装置、释放弹簧（辅助触头）等部分。
一般情况下，通过该元件的电流比较大，在接通和断开时，会产生较大的电弧。
为了降低电弧对绝缘材料和触头的损坏，接触器常装有不同种类的灭弧装置，并把三相电路隔开，触头的容量也根据不同的负载而不同。
在大电流电路的通断时，要求动作果断，所以吸合线圈产生的磁力较大，内部弹簧的弹力较大。
为了方便控制，在接触器上还附有不同的辅助触头，随主触头的动作而动作，辅触头分为常开、常闭、延时开、延时闭等多种形式。
接触器分为交流接触器与直流接触器两大类。
直流接触器与交流接触器结构上的区别主要在电磁铁的区别，直流电磁铁是由整块软钢制成的铁芯，而交流电磁铁是由硅钢片叠成的铁芯。
1. 交流接触器交流接触器的线圈为电压线圈，当线圈外加交流电压时，若忽略线圈内阻，则 U ≈E＝4.44f NΦm (式中: f为电源频率；N为线圈匝数；Φm为交变磁通最大值) 由于f与N是常数，所以磁通NΦm＝U／4.44f为常数，由于磁阻与气隙成正比，交流接触器在线圈刚通电时，衔铁未合上前因存在气隙，磁阻较大，故线圈内的瞬间电流很大，衔铁吸合后，气隙基本消失，磁阻较小，电流自动降到额定电流。
第一章船舶常用电器第二章船舶电力拖动基本控制第三章船舶重要辅机的自动控制第四章甲板机械的电力拖动及自动控制第五章船舶舵机的电力拖动及自动控制第六章船舶电力系统第七章船舶同步发电机参数调节及运行控制第八章船舶电站自动化第九章船舶照明与通讯第十章机舱集中监视与报警系统第十一章船舶安全用电和安全管理第十二章船舶电气管理职责第一章船舶常用电器§1-1 电器基本知识现代商船大多采用内燃机作为主推进动力装置,所配备的绝大多数机械都采用电力拖动方式进行工作。
其电能供给由独立的船舶电力系统予以实现。
为了满足船舶正常运营的需要,该系统必须具备供电、配电、控制与保护等功能。
因此,船舶电力系统是一个电气线路十分复杂的系统。
任何复杂的电气线路都是由一些基本的单元电路组合而成,而基本单元电路又均为若干功能不同的电器元件的组合。
所以,了解各类电器元件的结构、功能及工作原理,是掌握一个控制线路乃至一个系统工作原理的必然要求。
所谓电器,即是根据外界的电信号或非电信号自动或手动地实现电路的接通、断开、控制、保护与调节的电路元件。
简言之,电器就是电的控制元件。
电力系统中所使用的电器,种类、数目非常之多,下面就扼要介绍一下它们的分类方法及相应类型。
1.按工作电压分类1)高压电器交流大于1200V,直流大于1500V的电器。
2)低压电器交流小于1200V,直流小于1500V的电器。
船舶电力系统中常用电器均为低压电器。
2.按用途分类1)控制电器用于各种电气传动系统中,对电路及系统进行控制的电器。
如接触器,各种控制继电器等。
2)保护电器用于电力系统中,对发电机电网与用电设备进行保护的电器。
如:熔断器、热继电器等。
3)主令电器在电器控制系统中,发出指令,改变系统工作状态的电器。
如:按钮、主令控制器等。
4)执行电器接受电信号以实现某种功能或完成某种动作的电器。
如:电磁铁、制动器等。
3.按动作方式分类1)手动控制电器依靠人工操作进行动作而执行指令的电器。
第六章船舶电力系统§6—1 船舶电力系统概述一、船舶电力系统的组成及特点1．船舶电力系统的组成船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，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。
其结构简图如图6—1所示。
图6—1典型船舶系统简图1）电源装置。
将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。
船舶电源主要是指发电机和蓄电池。
2）配电装置。
对电源和用电设备进行保护、监测、分配、转换、控制的装置。
3）船舶电力网。
是全船电缆电线的总称，也是电能的生产者(各种电源)和电能的消耗者(各类用电设备)的中间传递环节。
船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。
4）负载。
即用电设备。
船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机(为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等)、舱室辅机(生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等)、电力推进设备(主电力推进装置、首尾侧推装置等)、机修机械(车床、钻床、电焊机等)、冷藏通风(冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等)、照明设备、船舶通信导航设备(无线电通信设备、导航和船内通信设备)等。
2．船舶电力系统的特点根据船用负载的特点，船舶电力系统的电站容量、连接方式、电压等级、配电装置等与陆上电力系统有着很大的差别。
从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。
船舶电站单机容量一般不超过l 000kW，装机总功率不超过5 000 kW(电力推进船和特种船除外)，相比陆上要小得多。
船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。
正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶安全运行。
船舶电力系统继电保护分析近几年，我国在航运方面发展比较迅速，主要与现代国内外贸易日益增长存在着密切的关系，在航运经济发展时，船舶极易引发诸多的电气事故，一旦发生此类电气事故，就会构成严重的经济损失，也会造成一定的人员伤亡，社会影响恶劣。
通常情况下，船舶电气事故的发生，主要是船舶的电力系统故障而引发的，如继电保护装置失灵、线路绝缘性差、设备绝缘能力差与短路等问题突出，容易引发火灾。
为满足需求，必须重视对船舶电力系统的科学性管控，做好继电保护工作是关键。
本文针对船舶电力系统继电保护分析展开了分析与探究。
标签：船舶；电力系统；安全事故；继电保护实现船舶自动化，大大减轻船员劳动量。
然而，就目前船舶电力系统运行情况的分析，了解到电力系统极易出现故障，最终会威胁船舶电力系统运行的高效性。
若想實现传播电力系统运行的高效性与安全性，必须要重视继电保护工作，以降低故障的发生概率。
1 船舶电力系统继电保护的基本任务及具体要求1.1 电力系统出现故障从电力系统运行的具体情况来看，应从电能发生、输送、配置、应用等角度出发，对电力系统整体进行全方位的监控，进而满足电力发展的实际需求[1]。
在电力系统中，变压器、发电机、断路器、主配电板、输电线路与用电设备等都属于一次设备，也是产生电能、实现电能传输的重要设备。
电力系统在运行的过程中，极易发生各类安全事故，且在任何条件下都可能出现故障，其中，短路问题最为突出。
通常情况下，短路主要表现为两相短路、三相短路、单相接地短路、两相接地短路与发电机短路等[2]。
导致短路问题出现的主要原因有机械设备被严重损伤、绝缘层被破坏与基本操作不科学等。
电力系统多种故障的发生，过负荷问题较为突出，此类故障一旦出现问题，会让绝缘的温度逐步升高，也会加速绝缘层的老化，也会让设备受到严重破坏，最终会引发火灾问题。
1.2 继电保护的基本任务在各设备间，电与磁存在着密切的联系，不正常情况与故障问题的发生，会让电力系统出现一系列的事故，最终会严重威胁电力企业的实际发展。
第六章船舶电力系统§6—1 船舶电力系统概述一、船舶电力系统的组成及特点1．船舶电力系统的组成船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，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。
其结构简图如图6—1所示。
图6—1典型船舶系统简图1）电源装置。
将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。
船舶电源主要是指发电机和蓄电池。
2）配电装置。
对电源和用电设备进行保护、监测、分配、转换、控制的装置。
3）船舶电力网。
是全船电缆电线的总称，也是电能的生产者(各种电源)和电能的消耗者(各类用电设备)的中间传递环节。
船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以分为动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。
4）负载。
即用电设备。
船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机(为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等)、舱室辅机(生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等)、电力推进设备(主电力推进装置、首尾侧推装置等)、机修机械(车床、钻床、电焊机等)、冷藏通风(冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等)、照明设备、船舶通信导航设备(无线电通信设备、导航和船内通信设备)等。
2．船舶电力系统的特点根据船用负载的特点，船舶电力系统的电站容量、连接方式、电压等级、配电装置等与陆上电力系统有着很大的差别。
从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。
船舶电站单机容量一般不超过l 000kW，装机总功率不超过5 000 kW(电力推进船和特种船除外)，相比陆上要小得多。
船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。
正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶安全运行。
