第04章 船舶电力系统频率及有功功率自动调整.ppt

3 可控硅轴带发电机装置的组成和作用 （1）轴带发电机：一般为无刷同步发电机，无阻尼绕组 （2）可控硅变流器：包括整流器和逆变器 轴带发电机产生的三相交流电经整流器变为直流电，再由逆 变器变为恒频、恒压的三相交流电向电网供电 （3）同步补偿机： 提供无功功率，维持电网恒压 （4）交流电抗器： 限制谐波电流，改善输出电压波形 （5）励磁用可控硅整流装置： 改变其控制角，改变轴带发电机励磁电流，调节轴带发电机 输出功率 （6）控制系统： 实现对轴发装置的自动控制 西门子可控硅轴带发电机控制系统基本原理 电压与无功功率自动控制原理 同步补偿器的电压调节器保证电压恒定，它产生的无功功率满足全船负荷的要求。 频率与有功功率自动控制原理 当主机转速变化时，根据轴带发电机功率输出特性的不同状态，采用两种控制方式： 1）励磁电流自动调节系统 轴带发电机运行在I 区，逆变器的逆变角为最小并保持恒定（30?） 当主机转速下降，增大励磁电流，维持输出功率恒定并保证频率不变 2）逆变角自动调节系统 轴带发电机运行在II 区，此时轴带发电机的励磁电压和励磁电流为最大（恒定），当主机转速下降，只有增加逆变角，使整流电压与逆变电压随转速下降而减少，输出功率线性递减，自动卸去电网的次要负载，保证频率恒定不变 一 可靠性的基本概念 1 可靠性 一般常用的可靠性定义是：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力”。从可靠性定义可知：研究可靠性应掌握以下四个方面的内容： 1．1 对象。研究系统可靠性时，一般把研究对象区分为元件和系统。元件（Component）是构成系统的基本单位，在一个具体的系统中，元件不能再分割。系统（Ｓｙｓｔｅｍ）是由元件组成的，它可看成是元件组成的总体。有时，系统包容的范围太大，又可分为若干子系统（Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）。 1．2 功能。所谓“功能”是指设备的主要性能和技术指标（如调速系统的平滑变速、正反向运行、调速范围、调速精度、稳速精度等性能和技术指标）。 “产品丧失规定功能” 就是失效或故障。如船舶电站自动化系统，因某一元件失效而使系统停止运行，无法向船舶电网供电，这就是完全丧失了规定的功能，即发生一次故障。又如有一稳速系统，在某工作环境下，在一规定的运行期间内，由于系统元件的参数偏移了标称值，使系统性能发生了变化，其稳速精度由0.1％变化到了0.5％，若系统性能规范要求稳速性能必须小于0.5％，这表明系统性能已不符合规范要求，那么就认为系统已发生漂移性故障。若系统性能规范要求稳速精度为1％，则可以认为该系统有较高的可靠性。 1．3 时间。设备或系统工作的可靠性一定要和工作的时间联系起来，这个时间可以是连续的，也可以是断续的。 1．4 条件。通常“规定条件”是指包括环境条件（户内外、温度、湿度、气压、震动、冲击辐射等）、工作条件（如功能模式、操作方式、负载条件、工作电源、维修条件等）、使用方法及运行、管理人员的技术水平等。 2 不可维修系统与可维修系统 从可靠性观点来看，元件可分为可修复元件(Repairable Component)和不可修复元件(Non-repairable Component)两大类。如果元件使用一段时间后发生故障，经过修理就能再次恢复到原来的工作状态，这种元件称为可修复元件，如果元件工作一段时间后发生故障，不能修复或虽能修复，但很不经济，这种元件便称为不可修复元件。 电力元件大部分是可修复元件。由元件组成的系统也可以分为两大类，即可修复系统（Repairable System）和不可修复系统（Non-repairable System）。如果系统使用一段时间以后发生故障，经过修复能再次恢复到原来的工作状态，这种系统称为可修复系统；如果系统发生故障后，无法修复或无法恢复到原来的工作状态或这种修复很不经济，就称这种系统为不可修复系统。电力系统属于可修复系统。 现在我们可以明确易于混淆的两个概念 故障与失效。 一般来讲，对于不可修复的产品如其丧失了规定的功能则称为“失效”（ f a i l u r e） 对于可修复的产品虽然暂时丧失了规定的功能但可以通过维修恢复其规定的功能则称为“故障”（f a u l t ）。 另外，不论可修复的产品或不可修复的产品，如果由于其它因素的影响而非产品本身的原因引起该产品丧失了规定的功能，也称为故障。 这样，一般来讲，所有的失效都是故障，但不是所有的故障都是失效。 例如：考虑一个继电器，如果在它的线圈两端加上电压时它的常开触点能正确地闭合，我们称这个继电器工