第一章 船舶电力系统图文
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船舶电力系统概述 PPT
船舶电力系统概述
1. 电源
电源是将其他形式的能量转换成电能的装置。 船舶常用的电源有发电机组和蓄电池。
柴油机
发电机
船舶电力系统概述
（1）发电机组 发电机组是船舶最基本的供电单元，我厂承接
的船舶一般使用柴油发电机组。 柴油发电机组一般由柴油机和发电机两部分组
成。它通过柴油机的运转做功，点燃柴油和压缩空 气的混合气体，产生热能，推动曲轴转动，带动发 电机的转子，从而产生电能，输出供负载使用。
每条船一般使用2~3台发电机组，以及1台应急 发电机组。应急发电机组必须可以在正常电力短缺 时自动启动，并通过自动转换开关连接到应急负荷。
7
船舶电力系统概述
（2）蓄电池 蓄电池，俗称电瓶，又称可充电电池，泛指所
有在电量用到一定程度之后可以被再次Biblioteka 电、反复 使用的化学能电池的总称。
船用蓄电池主要有两种：一种是船舶起 动蓄电池，一种是船舶通信系统蓄电池。船 舶起动蓄电池适用于船舱柴油发动机组，是 船体运动的主要硬件设施，在发电机组起动 瞬间能放出强大的电流，触使发动机高速运转从而带动船舶。 而船舶通信系统蓄电池主要用于船上应急照明、信号灯、报 警系统、UPS计算机备用电源、船上医疗器械、电信设备等， 简单点说，就是作为发电机故障下或不作用情况对船舶电力 供应的一种后备装置。
船舶电力系统概述
2. 船舶电气设备的环境条件
（1）温度：
适应环境温度
介质温度
空气温度（℃）
电气设备安 装处所
封闭处所内
高于45 ℃，低 于0 ℃处所
露天甲板
无限航区
0～45
按该处所温度 -25～45
除热带海域 的有限航区
0～40
按该处所温度 -25～40
船舶电力系统概述
船舶电站第一节舰船电力系统一、船舶电力系统的组成由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体称为电力系统.船舶电力系统也可分为船舶电站、船舶电网和用电设备。
船舶电力系统的示意图如图1-1所示。
船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成。
船舶电网是全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来各种用(和电能的消费者)各种电源(的组合体，是联系电能的生产者．电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。
船舶电网按其所联系的负载性质分为动力电网、照明电网、应急电网、弱电电网等。
配电装置是用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。
配电装置可以分为属于船舶电站的主配电板(Main Switch Board,简写为MSB )，船舶电网中间的分配电板(Section Switch Board，简写为SSB)；属于应急电力系统的应急配电板(Emergency Switch Board,简写为ESB)，蓄电池充放电板(Charging and Discharging Panel，简写为CDP )。
分配电板又可分为动力配电板和照明配电板。
船舶用电设备即负载，分为四类：(1)船舶各种机械的电力拖动，包括甲板机械(舵机、锚机、绞缆机、起货机等)、舱室机械(各类油泵、水泵、空压机、通风机、空调设备等)、电力推进和工作船舶用的生产机械.(2)船舶照明设备，包括工作场所、生活舱室的各种照明灯具和航行、信号灯具等。
(3)船舶通讯和导航设备(4)舰船上生活所需的其它用电设备，如电热器、冰箱、电视机等。
总之，船舶电站是船舶电力系统的核心，它在船舶整体设计中占有很重要的位置，特别是在现代自动化船舶上万显得尤为突出。
二、船舶电力系统特点变配电装船舶电力系统由发电设备、和陆上电力系统一样，置、输电网络、用电设备等，按一定的联接方式组成。
但由于负荷特点和具体工作条件不同，船舶电力系统和路上电力系统相身比，有明显的不同特点。
船舶电力系统设计课件
• （5）电源装置确定后，根据船用电器的特点和 性质，并根据各具体设备提出的安装位置和要 求，进行全船供电系统和电力网络的设计，以 及各辅机控制线路设计。
• （6）为进行电力系统短路电流计算和大电动机 起动和发电机瞬态电压降计算。
• （7）电力网的电压降计算，校核所选用的电缆 是否满足系统电压降的要求，以保证用电设备 电源电压合乎要求。
• 船舶电力系统是船舶电气系统的之一，其电气系 统主要包括以下几大部分：
• 1、船舶电力系统——电源装置、配电和电力保护； • 2、电力拖动系统——船舶辅助机械电力拖动、起
锚缆机电力拖动和起重机等； • 3、舵机电力拖动系统； • 4、照明系统——照明系统和航引信号灯系统等； • 5、电力推进系统——电力推进系统主电路、励磁
主要经济发达国家的标准和著名的社团标准。 • 在船舶电方面有参考价值的先进国家标准有： • ——美国国家标准 ANSI • ——英国国家标准 BS • ——德国国家标准 DIN • ——法国标准 NF • ——日本国家标准 JIS • 其中美国国家标准基本上选自著名社团标准，如美国电气
与电子工程师学会标准（IEEE）等，这些标准比较简捷， 能及时的反映工业社会的要求和动向，内容更详细、具体， 具有一定的先进性。
原则上是一致的，可相互参考与借鉴。
第四节 设计应遵循的规范和标准
• （3）船舶专业标准 • 此标准又分为国家标准、部标准和企业标准三级 • a. 国家标准是由国家计量局发布的在全国范围内统一使用
的标准（JB） • 如：GJB755—81 电机基本技术要求 • GB1497—79 低压电器基本标准 • b. 部标准是由主管部门制订，发布个专业范围内的全国性
• （3）施工设计
• 施工设计是将技术设计付诸实实施而进行的面向 建造的设计，因而偏重于生产细节设计。这个阶 段需要绘制施工所需的全部图纸，提供电力设备 型号和材料的订货明细等。
• （6）为进行电力系统短路电流计算和大电动机 起动和发电机瞬态电压降计算。
• （7）电力网的电压降计算，校核所选用的电缆 是否满足系统电压降的要求，以保证用电设备 电源电压合乎要求。
• 船舶电力系统是船舶电气系统的之一，其电气系 统主要包括以下几大部分：
• 1、船舶电力系统——电源装置、配电和电力保护； • 2、电力拖动系统——船舶辅助机械电力拖动、起
锚缆机电力拖动和起重机等； • 3、舵机电力拖动系统； • 4、照明系统——照明系统和航引信号灯系统等； • 5、电力推进系统——电力推进系统主电路、励磁
主要经济发达国家的标准和著名的社团标准。 • 在船舶电方面有参考价值的先进国家标准有： • ——美国国家标准 ANSI • ——英国国家标准 BS • ——德国国家标准 DIN • ——法国标准 NF • ——日本国家标准 JIS • 其中美国国家标准基本上选自著名社团标准，如美国电气
与电子工程师学会标准（IEEE）等，这些标准比较简捷， 能及时的反映工业社会的要求和动向，内容更详细、具体， 具有一定的先进性。
原则上是一致的，可相互参考与借鉴。
第四节 设计应遵循的规范和标准
• （3）船舶专业标准 • 此标准又分为国家标准、部标准和企业标准三级 • a. 国家标准是由国家计量局发布的在全国范围内统一使用
的标准（JB） • 如：GJB755—81 电机基本技术要求 • GB1497—79 低压电器基本标准 • b. 部标准是由主管部门制订，发布个专业范围内的全国性
• （3）施工设计
• 施工设计是将技术设计付诸实实施而进行的面向 建造的设计，因而偏重于生产细节设计。这个阶 段需要绘制施工所需的全部图纸，提供电力设备 型号和材料的订货明细等。
船舶电力系统发展方向PPTPPT课件
船舶电力系统的发展挑战
技术更新换代
船舶电力系统的技术更新换代较快，需要不断投入研发和试验，以 适应新的市场需求和技术发展趋势。
安全性能要求高
船舶电力系统的安全性能要求非常高，需要严格遵守相关标准和规 范，确保船舶运营的安全可靠。
成本控制
船舶电力系统的成本控制是一个重要问题，需要在保证性能和质量 的前提下，尽可能降低成本，提高经济效益。
船舶电力系统是指船舶上电能的 生产、分配、传输和消费的系统 ，主要由电源装置、配电装置、 输电线路和负载组成。
配电装置包括断路器、熔断器、 接触器等，负责电能的分配和保 护。
负载包括电动机、照明灯具、电 子设备等，负责消耗电能。
船舶电力系统的历史与发展
船舶电力系统的发展经历了直流电力系统、交 流电力系统、交流电力系统的不断改进和革新。
船舶电力系统的模块化发展
模块化设计
将船舶电力系统划分为不同的模块，每个模块具有独立的功能和 作用，便于维护和升级。
模块化制造
采用模块化制造方式，将各个模块分别制造后再进行集成，提高 生产效率和产品质量。
模块化维修
针对不同的模块进行快速维修和更换，缩短维修周期，减少对船 舶运行的影响。
船舶电力系统的集成化发展
船舶工作环境恶劣，如振动、 潮湿、盐雾等，对电力系统设 备提出了更高的要求。
船舶负载多样，包括推进系统 、导航系统、照明系统等，对 电力系统的稳定性和可靠性提 出了更高的要求。
02
船舶电力系统的发展现 状
船舶电力系统的技术现状
船舶电力系统技术不断更 新
随着科技的不断进步，船舶电力系统也在不 断更新换代，采用更高效、更安全、更环保 的技术。
船舶电力系统的绿色化发展
船舶电站第一章
船舶电站第一章
• 船舶电站概述 • 船舶电站的主要设备 • 船舶电站的操作与维护 • 船舶电站的安全与环保 • 船舶电站的未来展望
01
船舶电站概述
船舶电站的定义
• 船舶电站是指安装在船舶上，为船舶提供动力和电能的电气装 置。它由发电机组、主配电板、控制保护设备和相关辅助设备 组成，是船舶电力系统的心脏。
功能与组成
配电板的主要功能是控制和保护 电路，防止过载、短路和欠压等 故障。它通常由开关、保护装置 、测量仪表和指示灯等组成。
控制设备
控制设备
控制设备是用于监控和控制船舶电站运行的系统和装置，包括自动控制系统、继 电器、接触器等。
作用与要求
控制设备的作用是实现自动控制、远程控制和保护功能，提高船舶电站的可靠性 和效率。选择和控制设备需要满足船舶电站的特殊环境和安全要求。
船舶电站的工作原理
• 当原动机带动发电机转子旋转时，发电机定子线圈 切割磁力线，产生感应电动势，从而输出电能。电 能通过主配电板分配到船舶各个用电设备，满足各 种电力需求。同时，控制保护设备对电站的运行状 态进行实时监测，一旦发现异常情况，立即采取保 护措施，确保电站安全可靠地运行。
02
船舶电站的主要设备
船舶电站可采用废热回收技术，将余热转化为有用的能源，提高能源利用效率。
05
船舶电站的未来展望
船舶电站的新技术发展
高效能发电机
数字化技术
随着技术的进步，船舶电站将采用更 高效率的发电机，提高能源利用效率， 降低能耗。
数字化技术将进一步应用于船舶电站， 实现电站的远程监控、智能调度和优 化管理。
新型燃料电池
启动操作
按照规定的操作步骤启动发电 机，并确保所有开关和断路器 处于正确位置。
• 船舶电站概述 • 船舶电站的主要设备 • 船舶电站的操作与维护 • 船舶电站的安全与环保 • 船舶电站的未来展望
01
船舶电站概述
船舶电站的定义
• 船舶电站是指安装在船舶上，为船舶提供动力和电能的电气装 置。它由发电机组、主配电板、控制保护设备和相关辅助设备 组成，是船舶电力系统的心脏。
功能与组成
配电板的主要功能是控制和保护 电路，防止过载、短路和欠压等 故障。它通常由开关、保护装置 、测量仪表和指示灯等组成。
控制设备
控制设备
控制设备是用于监控和控制船舶电站运行的系统和装置，包括自动控制系统、继 电器、接触器等。
作用与要求
控制设备的作用是实现自动控制、远程控制和保护功能，提高船舶电站的可靠性 和效率。选择和控制设备需要满足船舶电站的特殊环境和安全要求。
船舶电站的工作原理
• 当原动机带动发电机转子旋转时，发电机定子线圈 切割磁力线，产生感应电动势，从而输出电能。电 能通过主配电板分配到船舶各个用电设备，满足各 种电力需求。同时，控制保护设备对电站的运行状 态进行实时监测，一旦发现异常情况，立即采取保 护措施，确保电站安全可靠地运行。
02
船舶电站的主要设备
船舶电站可采用废热回收技术，将余热转化为有用的能源，提高能源利用效率。
05
船舶电站的未来展望
船舶电站的新技术发展
高效能发电机
数字化技术
随着技术的进步，船舶电站将采用更 高效率的发电机，提高能源利用效率， 降低能耗。
数字化技术将进一步应用于船舶电站， 实现电站的远程监控、智能调度和优 化管理。
新型燃料电池
启动操作
按照规定的操作步骤启动发电 机，并确保所有开关和断路器 处于正确位置。
第1章船舶电力系统概论
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
船舶配电系统的线制
⑥存在大量水浸入危险的露天甲板为IP56级。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11Leabharlann 8课件（7）满足尺寸小，质量轻要求
由于船舶环境的限制，应在满足所需电气特 性的前提下，尽量选用外形尺寸小的电气设 备。在不影响设备性能和强度的前提下，尽 量选用由轻质材料制造的电气设备，还应考 虑运输，安装和检修的便利。
电气设备应能在船舶环境中可靠工作。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
课件
（2）适应倾斜和摇摆的条件
2019/11/8
设备组件
应急电气设备、开关设备、 电器及电子设备
上列以外的设备、组件
倾斜角°
横向
纵向
横倾 横摇 纵倾 纵摇
22.5 22.5 10 10
15 22.5 5 7.5
轮机工程学院船电系
(4)经济 电力系统的投资要省、运行费用低，并尽可能地节 约电能。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
第1节 船舶电力系统的组成、特点及基本参数
1 船舶电力系统的组成：
船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和电 力负载四部分组成。
电源装置 配电装置 电力网 负载
轮机工程学院船电系
陆上电力系统一般都由许多个不同类型的发电站联 网运行，其电源容量可以认为是无限大电源系统。
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
2019/11/8
课件
船舶电力系统通常电源多为单一电站，船舶电站大 多由2 ～ 4台同容量、同型号的发电机组组成。
船舶电力系统概述.ppt
电话、电话、广播、声光报警装置、子母钟、舵角 指示仪器。电航仪器有雷达、卫星导航仪、定位仪、 电罗经、测深仪、计程仪等。
（4）其他用电设备：如电炊具、电热器、电风 扇、音像设备等附带生活设备。
船舶电力系统概述
电站和配电系统的概念。 关于船舶电力系统的另外一种组成方法认为，电 力系统由电站（供电系统）和配电系统及负载组成。
电站是指发电机组至主配电板发电机控制屏， 与前一种分法所不同的是，电站中包含了主配电板 的发电机控制屏，认为发电过程，到主配电板的发 电机控制屏才算作结束。配电系统则是指主配电板 的配电（负载）屏到负载的电源线为止，这一阶段属于 配电过程。和前一种组成法略有不同，这种分法，相当 于将配电板从发电机（负载）配电屏切开，一分为二。
（5）船舶舱室一般空间较小，供配电系统周围的 舱壁、管路材料都是导电体，因此绝缘要求更高。
（6）电气设备之间有较大Hale Waihona Puke 电磁干扰，因此设备 抗干扰的要求更高。
船舶电力系统概述
船舶电力系统概述
（2）船舶上大的用电负载（如空压机、消防泵 等），功率很大，这些负载起动时引起的电网电压 降较大，因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高 要求，比如要求船用发电机的调压器动态性要好， 有强励磁能力，发电机有较大的承受过载能力等。 另外，由于船舶工况变动频繁，要求发电机并车装 置简单、可靠 。
高级电工培训课程
第一讲
船舶电力系统概述
船舶电力系统概述
本讲主要介绍船舶电力系统的组成，各组成部 分的概念和特点，以及例举对应的船舶设备。
另外，在本讲中还相应描述船舶电力系统的特 点，电气设备正常工作的环境条件。
本讲中，还将描述船舶电力系统的主要电气参 数：电流、电压、频率，以及各自的特性和条件。
（4）其他用电设备：如电炊具、电热器、电风 扇、音像设备等附带生活设备。
船舶电力系统概述
电站和配电系统的概念。 关于船舶电力系统的另外一种组成方法认为，电 力系统由电站（供电系统）和配电系统及负载组成。
电站是指发电机组至主配电板发电机控制屏， 与前一种分法所不同的是，电站中包含了主配电板 的发电机控制屏，认为发电过程，到主配电板的发 电机控制屏才算作结束。配电系统则是指主配电板 的配电（负载）屏到负载的电源线为止，这一阶段属于 配电过程。和前一种组成法略有不同，这种分法，相当 于将配电板从发电机（负载）配电屏切开，一分为二。
（5）船舶舱室一般空间较小，供配电系统周围的 舱壁、管路材料都是导电体，因此绝缘要求更高。
（6）电气设备之间有较大Hale Waihona Puke 电磁干扰，因此设备 抗干扰的要求更高。
船舶电力系统概述
船舶电力系统概述
（2）船舶上大的用电负载（如空压机、消防泵 等），功率很大，这些负载起动时引起的电网电压 降较大，因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高 要求，比如要求船用发电机的调压器动态性要好， 有强励磁能力，发电机有较大的承受过载能力等。 另外，由于船舶工况变动频繁，要求发电机并车装 置简单、可靠 。
高级电工培训课程
第一讲
船舶电力系统概述
船舶电力系统概述
本讲主要介绍船舶电力系统的组成，各组成部 分的概念和特点，以及例举对应的船舶设备。
另外，在本讲中还相应描述船舶电力系统的特 点，电气设备正常工作的环境条件。
本讲中，还将描述船舶电力系统的主要电气参 数：电流、电压、频率，以及各自的特性和条件。
船舶电站(哈工程教材1)
船舶电力系统要切实保证全船的生产和生活用电的需要，必须达到下列基本要求： (1)安全 在电能的发送、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 (2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。 (3)优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 (4)经济 电力系统的投资要省、运行费用低，并尽可能地节约电能。 因此，确保船舶电力系统安全、可靠、优质和经济地运行是船舶建造和运营的一项最基 本任务。
6．满足防护要求 为了避免电气设备受到外部固体和液体异物的侵入而发生故障或损坏，为避免人身遭受 触电和机械伤害，一般电气设备都应有防护壳罩。由于一些舱室机器密布，空间狭小低矮，
存在着设备或人员遭受各种侵害的复杂环境。因此船用电气设备的防护等级类型也比较复杂 多样。我国电气设备的防护等级采用国际电工委员会(IEC)推荐的国际防护 IP 等级标准。防 护标志 IP 后面第一位数字表示防护固体异物侵入的等级，第二位数字表示防水液侵入的等 级，两位数字的意义见表 1-4。
第二节 船舶电力系统的特征及基本要求
一、船舶电力系统的特征 由于船舶是一个活动于水面上的独立体，因此船舶电力系统与陆地电力系统相比有很大 差异，主要有以下几个方面：
1. 船舶电站容量较小 陆地电网容量一般在几百万至几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦，如三峡水电站 总装机容量 7700000kW、单机容量为 700000 kW，且各电厂联网运行，陆地电源可以认为是 无限电源系统。而一般较大的远洋船舶主电站通常装 3 台发电机组，单机容量约为 400～ 1000kW，可见船舶电源远远小于陆地电源。因此，船舶电源容量较小，只能视为有限电源系 统。 由于船舶电站容量较小，而某些设备的单机容量却很大，其负载容量可与发电机容量相 比，所以当这些负载起动时，对船舶电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大)，此外， 局部故障或误操作都容易导致全船断电，威胁船舶安全。因此对于船舶电力系统的稳定性和 可靠性要求较高，如船用发电机调压器的动态特性指标比陆地发电机要高，还要有的强行励 磁能力，发电机要有较强的过载能力等。另外，由于船舶工况变动频繁，对自动控制装置的 性能也提出了较高的要求。 由于船舶电力系统相对独立、且容量小，因此船舶发电机组的电压或频率调节相对较难， 调整发电机的电压或原动机的转速，将直接影响电网的电压和频率波动。不同于陆地的无穷 大电网，调节一台发电机组的电压或频率，无法左右全电网的电压或频率，只能以改变自身 有功或无功功率的承担来取得平衡。 船舶电力系统容量虽小，但可靠性要求较高。通常船舶只有一个电站工作，任何断电事 故都将危及船舶航行的安全。在无人值守的情况下，要求在未酿成断电事故之前应有完善的 防范措施，当出现有导致全船断电的趋势时，备用机组就要自动投入运行，替换故障机组， 以保持供电的连续性。即使出现断电现象，也要保证断电时间最短，尽快恢复供电。 2．船舶电网线路短 与陆地数千公里高压输电网络相比，船舶电网线路显得较短，船舶电网往往不需要采用 高压输电，因此电能损失较小。大多数船舶发电机端电压、电网电压、负荷电压是同一个电 压等级(500V 以下)，所以配电装置较陆地电力系统简单。由于船舶空间有限，电气设备比 较集中，电网长度不长(一般不超过 200m)，且都采用电缆。所以对发电机组和电网的保护 比陆地系统要简单，但在保护配合方面却要求较高。 3．船舶电气设备工作环境恶劣 船舶电气设备工作条件比陆地恶劣，环境对电气设备的性能和工作寿命有严重影响。当 环境温度高时，会造成电机出力不足，绝缘加速老化；相对湿度高则会使电气设备绝缘受潮、 膨胀、分层及变形等，导致绝缘性能降低，使金属部件加速腐蚀；空气中存在的盐雾、油雾、 霉菌的生长及灰尘粘结都可能使电气设备绝缘下降，影响其工作性能；船舶运营中常常受到 严重的冲击、振动、倾斜和摇摆，会造成电气设备损坏，接触不良或误动作。因此，船用电 气设备必须满足“船用条件”的要求。
6．满足防护要求 为了避免电气设备受到外部固体和液体异物的侵入而发生故障或损坏，为避免人身遭受 触电和机械伤害，一般电气设备都应有防护壳罩。由于一些舱室机器密布，空间狭小低矮，
存在着设备或人员遭受各种侵害的复杂环境。因此船用电气设备的防护等级类型也比较复杂 多样。我国电气设备的防护等级采用国际电工委员会(IEC)推荐的国际防护 IP 等级标准。防 护标志 IP 后面第一位数字表示防护固体异物侵入的等级，第二位数字表示防水液侵入的等 级，两位数字的意义见表 1-4。
第二节 船舶电力系统的特征及基本要求
一、船舶电力系统的特征 由于船舶是一个活动于水面上的独立体，因此船舶电力系统与陆地电力系统相比有很大 差异，主要有以下几个方面：
1. 船舶电站容量较小 陆地电网容量一般在几百万至几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦，如三峡水电站 总装机容量 7700000kW、单机容量为 700000 kW，且各电厂联网运行，陆地电源可以认为是 无限电源系统。而一般较大的远洋船舶主电站通常装 3 台发电机组，单机容量约为 400～ 1000kW，可见船舶电源远远小于陆地电源。因此，船舶电源容量较小，只能视为有限电源系 统。 由于船舶电站容量较小，而某些设备的单机容量却很大，其负载容量可与发电机容量相 比，所以当这些负载起动时，对船舶电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大)，此外， 局部故障或误操作都容易导致全船断电，威胁船舶安全。因此对于船舶电力系统的稳定性和 可靠性要求较高，如船用发电机调压器的动态特性指标比陆地发电机要高，还要有的强行励 磁能力，发电机要有较强的过载能力等。另外，由于船舶工况变动频繁，对自动控制装置的 性能也提出了较高的要求。 由于船舶电力系统相对独立、且容量小，因此船舶发电机组的电压或频率调节相对较难， 调整发电机的电压或原动机的转速，将直接影响电网的电压和频率波动。不同于陆地的无穷 大电网，调节一台发电机组的电压或频率，无法左右全电网的电压或频率，只能以改变自身 有功或无功功率的承担来取得平衡。 船舶电力系统容量虽小，但可靠性要求较高。通常船舶只有一个电站工作，任何断电事 故都将危及船舶航行的安全。在无人值守的情况下，要求在未酿成断电事故之前应有完善的 防范措施，当出现有导致全船断电的趋势时，备用机组就要自动投入运行，替换故障机组， 以保持供电的连续性。即使出现断电现象，也要保证断电时间最短，尽快恢复供电。 2．船舶电网线路短 与陆地数千公里高压输电网络相比，船舶电网线路显得较短，船舶电网往往不需要采用 高压输电，因此电能损失较小。大多数船舶发电机端电压、电网电压、负荷电压是同一个电 压等级(500V 以下)，所以配电装置较陆地电力系统简单。由于船舶空间有限，电气设备比 较集中，电网长度不长(一般不超过 200m)，且都采用电缆。所以对发电机组和电网的保护 比陆地系统要简单，但在保护配合方面却要求较高。 3．船舶电气设备工作环境恶劣 船舶电气设备工作条件比陆地恶劣，环境对电气设备的性能和工作寿命有严重影响。当 环境温度高时，会造成电机出力不足，绝缘加速老化；相对湿度高则会使电气设备绝缘受潮、 膨胀、分层及变形等，导致绝缘性能降低，使金属部件加速腐蚀；空气中存在的盐雾、油雾、 霉菌的生长及灰尘粘结都可能使电气设备绝缘下降，影响其工作性能；船舶运营中常常受到 严重的冲击、振动、倾斜和摇摆，会造成电气设备损坏，接触不良或误动作。因此，船用电 气设备必须满足“船用条件”的要求。
第1章船舶电力系统概论
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
电气设备的船用条件及基本要求
（1）适应振动和冲击的条件
要求电气设备应能承受船舶正常运营所产生的振 动和冲击。
由于振动可使电气设备的固定或连接部件松脱， 使部件结构损坏或失灵，因此这些部件要有防松 脱的措施。对受振动影响较大的设备应有减振或 隔振措施，并且具有坚固的耐振动和抗冲击的机 械结构。
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
课件
中压主电力系统电源：
5/24/2019
3台5200KVA，720rpm，60Hz的主发电机组， 柴油机为Warsila 9L32，可以单独或者并联向中 压电网供电。
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
（4）船舶电力系统工作环境恶劣 船舶在海上航行，必然受到各种恶劣气候条件的影响，给 船舶电气设备的正常、安全运行带来很多困难，这些困难 可能造成比陆地上更加严重的后果。
①环境温度变化大
②相对湿度较大 ③金属部件易于腐蚀
④工作稳定性差
⑤电磁污染严重
工作环境恶劣(三防:防潮湿、防霉菌、防盐雾)
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
（2）电源与用电设备之间的距离很短，线路阻抗很小， 因此短路电流很大。
船舶电站配电装置也简单、可靠，只采用低压电器 开关及控制和保护装置，除照明须配置容量不大的 变压器外，并无其他的变压设备，一般船舶电站直 接对用电设备供电。
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
电气设备的船用条件及基本要求
（1）适应振动和冲击的条件
要求电气设备应能承受船舶正常运营所产生的振 动和冲击。
由于振动可使电气设备的固定或连接部件松脱， 使部件结构损坏或失灵，因此这些部件要有防松 脱的措施。对受振动影响较大的设备应有减振或 隔振措施，并且具有坚固的耐振动和抗冲击的机 械结构。
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
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轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
课件
中压主电力系统电源：
5/24/2019
3台5200KVA，720rpm，60Hz的主发电机组， 柴油机为Warsila 9L32，可以单独或者并联向中 压电网供电。
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
（4）船舶电力系统工作环境恶劣 船舶在海上航行，必然受到各种恶劣气候条件的影响，给 船舶电气设备的正常、安全运行带来很多困难，这些困难 可能造成比陆地上更加严重的后果。
①环境温度变化大
②相对湿度较大 ③金属部件易于腐蚀
④工作稳定性差
⑤电磁污染严重
工作环境恶劣(三防:防潮湿、防霉菌、防盐雾)
轮机工程学院船电系
船舶电站及其自动化系统
5/24/2019
课件
（2）电源与用电设备之间的距离很短，线路阻抗很小， 因此短路电流很大。
船舶电站配电装置也简单、可靠，只采用低压电器 开关及控制和保护装置，除照明须配置容量不大的 变压器外，并无其他的变压设备，一般船舶电站直 接对用电设备供电。
船舶电力系统的组成PPT课件
第1章第13页
发电机容量及台数确定的原则
船舶的运行工况 航行工况 （货轮的全速满载航行时间约占船舶运行周期的
41％，油轮占64％） 进出港工况 （船舶进出港低速航行、靠离码头等机动时间约
占运行周期的1％） 离靠码头状态（起锚到主机起动为止的整个备航阶段） 装卸货工况 （货轮装卸所载货物期间约占运行周期的18％，
主电源---柴油发电机组 2-4台 应急电源—应急柴油发电机 1台 小应急电源—蓄电池
第1章第5页
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。
构成：
主配电屏（发电机控制屏、并车屏） 应急配电屏 负荷屏（照明、动力分配屏） 蓄电池充放电屏
第1章第6页
船舶电力—网—全船电缆电线的总称
冷库、舱室空调等制冷设备
照明系统（220伏）
照明电器（舱室、生活场所的各类照明灯具） 生活用电器 电航仪器设备
第1章第8页
1） 船舶电力系统的特点 （与陆上电力系统相比较）
电站容量相比陆上要小得多。
单机容量一般不超过1000KW，装机总功率不超过 5000KW.
（船小于10万吨） 第四代集装箱船大大超过5000kw 中海850（8500箱） 14.6兆瓦
6KV
第1章第12页
1.3 发电机容量及台数确定的原则
*船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，
并保证船舶的安全性和经济性而确定的。 *船舶电站容量既不等于全船所有用电设备的标称电功率的
总和，也不等于船舶某一运行工况下所用全部用电设备 标称电功率的总和。 * 总功率是通过船舶在各种运行工作情况下的电力负荷计 算来确定的。并考虑到电网损耗、同时系数等，最后才 能确定发电机组的功率和数量。
发电机容量及台数确定的原则
船舶的运行工况 航行工况 （货轮的全速满载航行时间约占船舶运行周期的
41％，油轮占64％） 进出港工况 （船舶进出港低速航行、靠离码头等机动时间约
占运行周期的1％） 离靠码头状态（起锚到主机起动为止的整个备航阶段） 装卸货工况 （货轮装卸所载货物期间约占运行周期的18％，
主电源---柴油发电机组 2-4台 应急电源—应急柴油发电机 1台 小应急电源—蓄电池
第1章第5页
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。
构成：
主配电屏（发电机控制屏、并车屏） 应急配电屏 负荷屏（照明、动力分配屏） 蓄电池充放电屏
第1章第6页
船舶电力—网—全船电缆电线的总称
冷库、舱室空调等制冷设备
照明系统（220伏）
照明电器（舱室、生活场所的各类照明灯具） 生活用电器 电航仪器设备
第1章第8页
1） 船舶电力系统的特点 （与陆上电力系统相比较）
电站容量相比陆上要小得多。
单机容量一般不超过1000KW，装机总功率不超过 5000KW.
（船小于10万吨） 第四代集装箱船大大超过5000kw 中海850（8500箱） 14.6兆瓦
6KV
第1章第12页
1.3 发电机容量及台数确定的原则
*船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，
并保证船舶的安全性和经济性而确定的。 *船舶电站容量既不等于全船所有用电设备的标称电功率的
总和，也不等于船舶某一运行工况下所用全部用电设备 标称电功率的总和。 * 总功率是通过船舶在各种运行工作情况下的电力负荷计 算来确定的。并考虑到电网损耗、同时系数等，最后才 能确定发电机组的功率和数量。
第一章 船舶电力系统与配电装置
按电流原则整定，则应有 I1 > I2 > I3 并不总是可能获得选择性保护。
实际船舶电网中：负载端采用电流原则整定，发电机端采用时间、电流两 者相结合的方法进行整定。即：当发生远离发电机处短路时，时间原则起 主要保护作用；当发生发电机端短路时，电流原则起主要作用。
第一节 船舶电力系统基本知识
• 六、船舶配电装置
2. 船舶主配电板图片
第一节 船舶电力系统基本知识
• 六、船舶配电装置
⑵.发电机控制屏
组成：测量仪表、指示灯、发电机主 开关、发电机保护装置、调试开关、 励磁装置等。
⑶. 负载屏
组成：配电开关、熔断器、电流表、 转换开关（岸电开关）等。
⑷. 并车屏
组成：频率表、同步表、转换开关、调 速开关（按钮）、合（分）闸按钮等。
• 二、船舶电力系统的特点及对其基本要求
1. 船舶电站容量较小 对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求
对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求
2. 船舶电网输电线路短 输配电装置较陆上系统简单且覆盖范围小。可省 掉一套对电网的过载、短路保护装置。
3. 船舶电气设备工作环境恶劣 温度高（绝缘老化）、湿度大（绝缘性能下降）、海上 盐雾（设备腐蚀）、冲击和振动（接触不良、误动作） 需满足“船用条件”。
中的照明屏。 3）应急电网 应急发电机通过应急配电板向部分重要设备供电。 4）临时应急照明电网 应急照明蓄电池供电的网络。 5）弱电电网 向机舱自动控制化系统、无线电通信设备、导航
仪器、内部通讯设备、报警系统供电的网络。
第一节 船舶电力系统基本知识
• 五、船舶电网
3. 船舶电网的配电网络
⑵. 船舶电网一次配电网络接线方式
13）第Ⅲ类负荷计算时可不计，但应注意高峰负荷时可能该状态下短时 需要的最大负荷
《船舶电站第一章》PPT课件
应急电力系统
应急电力系统
船舶电力系统(称为主系统) 的后备系统。 作用：在主系统发生故障时，替代主系统向重
要负载供电。
应急电力系统分类
以柴油发电机组作为电源，叫大应急系统； 以蓄电池组及其充电设备作电源，叫临时应急
系统或小应急系统。
船舶电力系统的生命力概念
舰艇电力系统的生命力：指其在战斗或事故 中破损时，仍能保证不间断供电的能力。
第三节 船舶电站
由原动机、发电机和主配电装置组成。 按原动机类型分类：
• 柴油发电机组 • 汽轮发电机组 • 燃气轮机发电机组 • 蒸汽发电机组 • 轴带发电机组 • 核能发电机组
主配电装置
定义：船舶电力系统的中枢，其作用是用来 控制和监视主发电机的工作，并将主发电机 送出的电能向全船电网进行分配。
，以缩短线路，方便操作。
第六节 船舶电力系统的可靠性及生命力概念
可靠性：指研究对象在规定条件下和规定的时 间内完成规定功能的能力。
规定条件：指研究对象所处的环境、运行条件 和工作方式。
环境：可分为气候、生化、机械和电磁等方面 ，如温度、湿度、震动、噪音等。
运行条件：指对象的工作电压、电流、应力等 。
效率、经济性和安全性。
第二节 船舶电力系统基本参数
基本参数：
电流种类 电压等级 频率标准
功能
决定船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量 、价格和尺寸。
电流种类
分类：
直流和交流。
交流电站优点：
设备成本和维护保养方面的费用及工作量少； 交流动力网络与照明网络之间可通过变压器实
现电气隔离； 交流电制有利于船舶电气化程度的提高和系统
《船舶电站第一章》PPT课件
本课件PPT仅供学习使用 本课件PPT仅供学习使用 本课件PPT仅供学习使用
第1章 船舶电力系统概论
利用系数：实际需要功率与配置功率之比；机械负荷系 数：实际轴功率与最大轴功率之比；电动机负荷系数：考 虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作。
实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法”等。 注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负荷， 偶然短时为III类负荷。III类负荷不考虑。
定义：是一种 带有保护装置的 开关电器。
绝缘介质：是 空气。所以称为 空气断路器。 组成：—— 5部分。
1.触头系统； 2.灭弧装置； 3.自由脱扣机构； 4. 操作传动装置； 5.保护元件。
航运与船舶工程学院
一、触头系统
船舶电气
组成：一相触头由三对并联。主要有主触头、副触
头和弧触头。—— 但符号只画一个。
时是其一部分）； 3.小应急电网（蓄电池对临时应急照明供电网络）； 4.弱电电网（助航通信、信号报警网络，弱 —— 容
基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确 定电站总容量。—— 具体为：单机容量和机组数由电站总容 量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。
机组数确定注意：1.单机容量以80%计；2.考虑备用至少两 台；3.应与主机寿命相当；4.维护管理方便（不能太多、一般 最多4台）。—— 因此，一般为：2～4台。
具体电路
原理：①.合闸前：储能，自由脱扣机构在“再扣”位置；
②.合闸时：储能弹簧释放能量 。
目的：合闸时不让主触头抖动，否则主触头将熔粘。
航运与船舶工程学院
船舶电气
手动操作：各种型号都有手动操作。 基本形式：1.转动（DW系列）；2.上下扳动（AH系列）。
其它操作：电磁：DW-95/98；电动：DW-94；电磁铁直推：AH。
航运与船舶工程学院
船舶蓄电池
实际确定用方法有 “三类负荷法”，“需要系数法”等。 注意：连续负荷为I类负荷，短时、重复短时为II类负荷， 偶然短时为III类负荷。III类负荷不考虑。
定义：是一种 带有保护装置的 开关电器。
绝缘介质：是 空气。所以称为 空气断路器。 组成：—— 5部分。
1.触头系统； 2.灭弧装置； 3.自由脱扣机构； 4. 操作传动装置； 5.保护元件。
航运与船舶工程学院
一、触头系统
船舶电气
组成：一相触头由三对并联。主要有主触头、副触
头和弧触头。—— 但符号只画一个。
时是其一部分）； 3.小应急电网（蓄电池对临时应急照明供电网络）； 4.弱电电网（助航通信、信号报警网络，弱 —— 容
基本原则：以用电最大工况为基础；留有适当裕量，以确 定电站总容量。—— 具体为：单机容量和机组数由电站总容 量决定；电站总容量由各工况用电量及相对周期决定。
机组数确定注意：1.单机容量以80%计；2.考虑备用至少两 台；3.应与主机寿命相当；4.维护管理方便（不能太多、一般 最多4台）。—— 因此，一般为：2～4台。
具体电路
原理：①.合闸前：储能，自由脱扣机构在“再扣”位置；
②.合闸时：储能弹簧释放能量 。
目的：合闸时不让主触头抖动，否则主触头将熔粘。
航运与船舶工程学院
船舶电气
手动操作：各种型号都有手动操作。 基本形式：1.转动（DW系列）；2.上下扳动（AH系列）。
其它操作：电磁：DW-95/98；电动：DW-94；电磁铁直推：AH。
航运与船舶工程学院
船舶蓄电池
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15
第二节 船舶电力系统基础
▪五. 船舶电网的分类：（精通）
▪ （1）动力配电网络 ▪ （2）照明配电网络
主电网
▪ （3）应急电网
▪ （4）小应急电网
▪ （5）弱点网络
2020年3月27日6时13分
16
▪ 船舶电网的配电方式&接线方式 (识记)
▪ 电压等级在500V以下的船舶电网,一般采用枝状或
2020年3月27日6时13分
20
第三节 船舶配电装置
主配电板的组成：(精通)
2020年3月27日6时13分
21
应急配 电板
负载屏
发电机 控制屏
并车屏
22
汇流排
23
返回
1. 发电机控制屏
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。
其上部分装有测量仪表、转换开关、指示灯、主要 电源开关、原动机的调速开关和按钮等 ；
有独立应急电源，他可以是发电机，也可以是蓄电池，作为应急 电源使用的发电机称为应急发电机。
配电装置
负载
2020年3月27日6时13分
电网
电源
柴油发电机 废气透平发电机 轴带发电机 应急发电机 8 蓄电池
Air circuit breaker
Molded case
breaker
汇流排转换接触器 13
第二节 船舶电力系统基础 ▪三. 船舶电力系统的参数：（精通）
2020年3月27日6时13分
▪ 船舶电站的主要术语： ▪ 船舶主电源&应急电源（识记） ▪ 主配电版&应急配电板（识记） ▪ 一次配电系统&二次配电系统（精通） ▪ 低压&高压系统&供电持续性（了解）
2020年3月27日6时13分
4
4
第二节 船舶电力系统基础
▪二. 船舶电力系统的组成：
▪ 船舶电力系统起动装置，当主电网断电 并延时确认后，应急发电机组一般在45s内可以自动 起动成功并向应急电网供电，而主电源恢复供电后， 应急发电机组便自动脱离并自动停车。
30
重要负载的馈电方式
指那些与船舶航行、货物的保存、船舶与人身安全 有关的电气设备。在配电方面通常采取如下措施：
（1）由主配电板直接供电。如舵机、锚机、消防泵、 艏艉侧推器、消防自动喷淋系统、无线电电源板、 电罗经、航行灯控制箱、苏伊士运河灯等。 (2) 两路独立馈电线供电。某些重要的负载如舵 机、航行灯控制箱等。
▪ （1）正常运行时，手动/自动接通或切断电源至用电设备的供电网络， 对电网供电/停电。
▪ （2）测量和监视电力系统的各种电气参数（电压，频率，电流，功 率…..）
▪ （3）调整电力系统的各电气参数值
▪ （4）当电力系统发生故障或不能运行时，保护电路起作用自动切断和警 报
▪ （5）对电路状态，开关状态以及偏离正常的工作状态进行信号显示。
第一章 船舶电力系统
对知识的掌握分为了解，识记，精通
1
纠正一个大家可能错误的观点！
柴油机
2020年3月27日6时13分
发电机 2
第一节 船舶电站的相关规范
▪ 船舶电力系统的三个确保（了解）
制造规范
横向规范
四种标准规范（了解） 配套规范
▪
安装规范
2020年3月27日6时13分
3
第一节 船舶电站的相关规范
区域分配电板由主配电板或应急配电板馈电，是对耗电 大于16A的电器设备进行供电的开关板。
2020年3月27日6时13分
29
应急配电板
应急配电板的功能是控制和监视应急发电机组的 工作状况，并向应急用电设备供电。它与应急发电机 组安装在同一舱室内，一般位于艇甲板上。应急配电 板由应急发电机控制屏和应急配电屏组成，其上面安 装的仪器仪表与主配电板类似，只是应急发电机不需 要并联运行而无需逆功率继电器和同步表。
直流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从 前到后(水平布置)的顺序依次为正极、中线、负极。其 正极颜色为红色，负极为蓝色，中线为绿色和黄色相间 色。
28
分配电板
分配电板是向成组用电设备进行供电的开关和控制设备 的组合装置。对额定电流不超过16A的电气设备进行供电的 开关板，也称为分电箱，主要有动力分配电板和照明分配电 板两种。
下部一般安装有发电机主开关，有的船舶也装有发 电机励磁控制装置。
控制屏内还装有逆功率继电器和仪用互感器等。
2020年3月27日6时13分
24
通过电流表&电压表 和 转换开关 可以测 量 线电流和线电压
黄色旋钮开关(带指示灯),用于发电机停 机状态下打开电机内部的烘潮加热器,发电机 ACB和防潮加热器电路间有联锁装置.
环状配电方式
枝状
环状
2020年3月27日6时13分
17
大于 500V的 中压电 网,比如 3300V和 6600V的 大型船 舶及电 力推进 船舶
18
第二节 船舶电力系统基础
▪五. 船舶电网的线制（精通）
船舶应用 最广泛
2020年3月27日6时13分
19
第三节 船舶配电装置
▪一. 船舶主配电板的功能（识记）
（3）采用自动分级卸载装置。在发电机高峰负载时， 自动分级卸掉次要负载，以确保重要用电设备的安 全和连续供电。
（4）分段汇流排供电方式。
船上许多重要负载常是两台，将两组分别由配电板上
两段独立的汇流排供电（两段汇流排之间用自动开关连 接），则可提高供电的可靠性。
第三节 船舶配电装置
船舶应急电源与岸电电源 船舶应急电站 船舶应急电站由应急配电板和应急发电机组成 应急发电机：客船及500总吨以上的货船在一般情况下均应设
和保护，通过装在负载屏上的馈电开关将电能供给船
上各用电设备或分配电板。它包括动力负载和照明负
载。
考
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、兆欧表以及与岸电箱相连的
岸电开关等。 2020年3月27日6时13分
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4. 汇流排
交流汇流排按从上到下(垂直排列)，从左到右，从 前到后(水平布置)的顺序依次为A相、B相、C相（或U相、 V相、W相）。汇流排的颜色依次为绿色、黄色、褐色或 紫色，中线为浅蓝色 (若有接地线则接地线为黄绿相间 颜色)。
2020年3月27日6时13分
返回 25
2. 并车屏
并车屏用于交流发电机组的并联运行、解列等操作。 主要由频率表（电网和待并机）、同步表与同步指示 灯及其转换开关、调速开关、合（分）闸按钮、投切 顺序选择和转换开关等组成。
2020年3月27日6时13分
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3.负载屏
负载屏的主要功能是对各馈电线路进行控制、监视