船舶电气系统2009-10-27 17:50船舶电气系统总的分为三大部分：船舶电站、船舶电力网和电气负载。
按照在系统中的作用和负载的性质，又可以分九类装置和系统：（1）船舶电力系统；（2）船舶电力拖动装置；（3）船舶电力推进装置；（4）船舶照明系统；（5）船舶内部通讯、联络装置；（6）船舶导航装置；（7）船舶无线电通讯装置；（8）船舶自动化装置；（9）特种装置，如磁性防护和消磁装置等。
船舶电力系统船舶电力系统包括船舶电站和船舶电力网两大部分，担负着将不同形式的能量转换成电能，并将电能输送分配给各用电设备的任务。
船舶电能系统包括：（1）原动机和发电机组成的发电机组；（2）有各种控制、监视和保护电器的配电设备（总配电板）；（3）导线和电缆等组成的电网。
船舶电力系统有一些主要的参数，决定着船上主要电气设备的品种和规格。
这些参数是：电制（交流或直流），电压，频率。
船舶电站船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。
发电机组是把化学能转化为电能的装置，通过配电板来进行控制及分配。
带动发电机运转的原动机一般为柴油机、汽轮机或燃气轮机，相应的发电机组称为柴油发电视组、汽轮发电机组或燃气轮机发电机组。
为使船舶在各种不同工况下，如航行、作业、停泊、应急等情况下，都能连续、可靠、经济、合理地进行供电，船舶上常配置多种电站。
（1）主电站，正常情况下向全船供电的电站。
（2）停泊电站，在停泊状态又无岸电供应时，向停泊船舶的用电负载供电的电站。
（3）应急电站，在紧急情况下，向保证船舶安全所必需的负载供电的电站。
（4）特殊电站，如向全船无线电通讯设备（如收发报机等），各种助航设备（雷达、测向仪、测深仪等），船内通讯设备（如电话、广播等）以及信号报警系统供电的电源。
这类用电设备的特点是耗电堡不大，但对供电电源的电压、频率、稳压和稳频的性能有特殊的要求。
因此，船上有时需要设置专门的发电机组或逆变装置向全船弱电设备或专用设备供电。
船舶电力网电能从主配电板（及应急、停泊配电板）通过电缆的传输，经过中间的分配电装置（区配电板、分配电箱等），送往各电气用户，形成的电力网络即为船舶电力网。
对船舶电力网的基本要求是生命力强、即要求电网在发生故障或局部破损等情况下，仍能保证对负载的连续供电，并限制故障的发展和将故障的影响限于最小范围之内。
船舶上各性质相近的用电设备都由相应的单独电网供电，可分为：（1）船舶电力网，由总配电板直接供电，供给各种船舶辅机的电动拖动。
（2）照明电网，提供船舶内外照明。
（3）弱电装置电网，包括电传令钟、舵角指示器、电话设备、火警信号及警铃等。
（4）应急电网，包括应急照明、应急动力（如舵机电源）、助航设备电源等。
（5）其它装置电网，如充电设备、手提行灯等。
•船用交流同步发电机的分类船用50Hz 或60Hz 交流发电机多为三相同步发电机。
按拖动发电机的原动机可分为汽轮发电机和柴油发电机两种。
在一些大型船舶及某些舰艇上，采用汽轮发电机或燃气轮发电机。
一般船舶都用中速柴油发电机。
还有的船舶则采用低速轴发电机，大多为中型容量。
•船舶发电机运行中的监视运行中的发电机，应根据配电板上仪表指示情况，对发电机不断进行监视，以便及时发现不正常现象，消除隐患，保证船舶正常供电。
1、发电机温升的监视发电机运行时，由于铜耗、铁耗及机械损耗等原因会使其温度升高。
发电机各部分实际温度等于冷却介质的温度与其对冷却介质的温升之和。
发电机各部分温度过高，会加速绝缘老化，缩短发电机使用寿命，甚至会引起发电机事故。
所以，对运行中的发电机必须严格监视各部分温度，使其不超过最高允许温度。
对无限航区的船用发电机，环境温度规定为50摄氏底，但实际上由于季节变化，船舶航行海域和气候条件的不同，使环境温度有所变化。
当机舱温度升高时，发电机的温升就应相应降低。
温升的测量，可以用埋置在发电机定子槽内或定子绕组端部的测量元件来测取，也可以通过测量绕组的电阻值来求取绕组平均温升。
日常检查时，可用手摸粗略估计发电机温升是否正常。
2．发电机电压的监视运行中的发电机电压应达到额定值。
其允许变化范围不应超过±5%Ue。
若端电压过低，则影响船上电机，电器舶正常工作；若端电压过高，除影响电机正常工作外，尚由于激磁电流的增大而导致发电机温度增高。
船舶交流发电机的调压多采用自激恒压系统，但是当多台电动机同时启动时，也会引起电网电压波动，同时使发电机电流增大，因此，应当注意电压回复情况。
3．发电机功率因数与频率的监视船用交流同步发电机的额定功率因数大多数定为0.8，但实际工作时，负载的功率因数是变化的。
对于并联运行的多台发电机，希望它们的功率因数基本上一致，避免某台发电机功率因数太高，而另一台发电机功率因数太低，以提高电网系统的稳定性。
交流发电机正常运行时，电网频率的波动范围应保证在额定频率的±5%以内，以免影响电动机，电器的正常运行。
4.绝缘电阻的监视发电机在投入运行前必须测量定、转子绕组的绝缘电阻。
可用摇表测量，也可以通过配电盘上的兆欧表测量，每月至少一次。
定，转子绕组的热态绝缘电阻值不应低于0.5M欧，若低于此值，应当查明原因采取措施，使绝缘电阻提高。
5.其它部分的监视与检查对运行中的发电机还必须监视、检查机组转动情况，滑环与电刷工作情况，滑环表面是否有电刷粉末和污垢聚集，刷架及刷握上是否有积灰。
应经常吹拂、清洁电刷、刷握，刷架及滑环等。
•发电机的日常维护与保养1．一般维护为保证发电机正常工作，在它附近不应有水，油及污物堆积，不能有腐蚀性气体，以免损伤发电机绕组绝缘。
在防潮防尘的同时，要注意不能影响发电机的正常通风冷却。
要经常清洁通风孔道内的灰尘污物，保持畅通无阻。
冷却空气的温度不得过低，以免绕组及其它导电器件上凝结水珠。
对因故短期停止运行的发电机，集电环可不必包扎保护，但要在电刷与集电环之间垫以绝缘纸板、石腊纸或沥青纸，以免电刷在集电环表面—上形成斑点。
发电机的加工面，如果由于油，漆脱落而锈蚀时，应及时除锈，并涂以防锈漆。
2．拆装注意事项发电机拆装方法与异步电动机大致相同，但由于发电机重量大，拆装时应注意不要碰伤。
拆卸端盖时，注意不要碰伤凸出在机座处面的定子线圈；取出转子时，要在电机定、转子间垫以纸板，以防损伤铁芯和绕组，在用钢索绑扎转字时，钢索不得碰到转子轴颈、凤扇、集电滑及转手引线。
绑钢索处必须垫以木板或橡皮；转子放置时，应放在硬木衬垫上，衬垫放在轴颈或转子的铁芯下面，不得垫在集电环下面，以防集电环被压变形；转子取出后，集电环要用绝缘厚纸包扎起来，以免碰坏。
3．发电机的烘干新安装好的同步发电机，在运行前，一般都应进行烘干。
如果绝缘电阻满足要求，可以不进行烘干，但运行开始的24h内负荷最好不超过额定容量的50％。
凡是运行中的发电机停车检修或停用时间超过规定的限度，绝缘电阻低于规定值时，必须进行烘干。
如确定是表面受潮时，可以用带负荷干燥法进行烘干。
凡是因水浸或蒸汽管道漏气而浸湿的发电机必须进行烘干。
烘干的方法很多，在船舶上可用下列方法：(1)热风法：把主机产生的干燥清洁的废热风吹入发电机中，对定、转子绕组进行烘干。
为防止转轴变形，应周期地把转子转过180度。
干燥时，应控制绕组表面温度。
用温度计测量，绕组表面不得超过85℃，进风口的风温不得超过90度。
(2)短路电流干燥法：把发电机输出端经电流表短接，调节转子励磁电流，使定子每相电流为额定电流的50-70％。
发电机可以不在额定转速下运行，但转速应保持恒定，以免温度不稳定。
短接点最好选在定子引出线端，也可以经变压器短接，与变压器一起干燥。
干燥开始时，先保持定子电流在额定电流的50一70％，运转4-5h，然后逐渐提高电流值，使绕组温度达到75—80℃。
并在整个烘干时间内保持此值。
温度的调节可以通过改变定子电流的大小来实现。
此方法可以同时干燥定子和转手绕组。
(3)带负荷干燥法：船用发电机如果仅为表面受潮时，可用带负荷干燥法烘干。
干燥时，发电机可先带50%额定电流负载运行。
然后按65％，，85％，100％数值增加到额定电流。
每一级负荷运行24h。
在干燥的过程中应定时地测量各绕组的绝缘电阻。
干燥时的注意事项；加热干燥应在清洁的空气中进行，干燥前用压缩空气将发电机吹拂干净。
若绕组潮湿严重，则需先用热风法进行干燥，经一定时间干燥后，再带负荷干燥，以免绝缘被击穿。
干燥时，应多放些温度计，分布在发电机的各部分，以便掌握各部分的温度，防止局部过热。
加热应缓慢进行，以免线圈内部的潮气骤然蒸发而发生绝缘损伤。
若干燥温度达不到要求的温度时，可在略低的温度下进行干燥，只是时间应适当加长。
干燥开始后每隔30min测量一次温度和绝缘电阻。
当温度稳定后，每隔1—2h测量一次，并作好记录。
发电机干燥初期，由于绕组发热，水分蒸发出采，使绝缘电阻下降，然后又逐渐上升，上升的速度愈来愈慢，最后稳定在一定的数值上。
在恒定温度下，绝缘电阻保持3h以上不变时，干燥工作即可结束。
不论何种方法，在干燥后，当线圈冷却到60℃时，定子绕组和转手绕组的绝电阻以 500V兆欧表测量，应不低于0．5M欧。
4．发电机轴承的维护与保养在油环润滑的滑动轴承中，轴承的油量应一定，一般不在运行时注油。
油量在规定液面下，轴承不应甩油，以免溅到绕组上。
润滑油需定期取出样品检查。
若油色变暗，混浊，有水或污物时，应予更换。
轴承发热时，均应更换新油。
一般每隔250-400工作小时，应换油一次，但至少每半年更换一次。
换油时，应先用煤油洗净轴承，再用汽油神刷干净后，才可注入新润滑油。
采用滚珠或滚柱轴承的电机，当运行约2000h时，即需更换润滑脂一次。
轴承用于灰尘多而又潮湿环境中时，应根据情况经常更换润滑油。
在启动长期停用的发电机前：如装有滚动轴承时，必须先检查其润滑状态，若原有润滑脂已脏或已经硬化变质，必须先将轴承冲洗干净，再用汽油清洗。
最后填人清洁的润滑脂。
填入量为轴承室空间的2／3，不可填入过多。
5．集电环与电刷的维护集电环的表面应保持光滑，并呈圆柱形。
如果表面有铜绿及灼痕时，应用00号细砂布研磨。
研磨时，应把砂布装在直径与滑环相适应的弧形木瓦上进行。
也可在运行中研磨。
如果表面严重灼伤或集电环变形，应进行光车，光车可在船舶进厂检修时进行。
为了使集电环磨损均匀，一年内必须更换其极性一次到两次。
电刷为易于损坏的部件，应经常检查。
若电刷磨损过多，应更换新电刷，新电刷牌号必须与原来的电刷相同。
．在同一极性刷杆上的电刷应一起更换。
新电刷应进行研磨，使其与集电环表面接触良好，再在轻负载下(额定负载的1／3—1／4)，运转到其接触面光滑为止。
•发电机投入运行前的检查对于新安装的发电机或经检修及长期停用的发电机投入运行前应进行检查，以保证发电机安全运行。
