第6章 船舶电器设备.doc

船舶电器设备 第一节 船舶电气基础 船舶电气基础知识 现代船舶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1000v，直流大于1500v的电器。 (2)低压电器： 交流小于1000v，直流小于1500 v的电器。 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。 (2)保护电器：用于电气系统中，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。如：按钮、转换开关等。 (2)自动控制电器：能够感受电或非电信号，自动动作而执行指令的电器。如：接触器、继电器等。 4．按执行元件分类 (1)有触点电器：通过触头的接触与分离而通断电路的电器。如：刀开关、继电器等。 (2)无触点电器：通过电子电路发出检测信号而实现(执行相应指令或通断电路)功能的电器。如接近开关、晶体管式时间继电器等。 二、船舶电气系统基本参数及特殊要求 1、电制 船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。它们决定了电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。 由于电源有直流电源与交流电源之分，因此船舶电力系统也相应有直流电力系统船舶与交流电力系统船舶，习惯上把它们称为直流船与交流船。在20世纪50年代以前所建造的船舶，绝大部分是直流船，而后随着科学技术的发展，在20世纪仍年代以后建造的船舶主要是交流船，20世纪70年代后除特种工程船舶外，几乎都采用交流电力系统。 2、额定电压等级 我国采用交流电制的船舶，其额定电压与陆地的低压交流电制基本一致。 船舶电气系统额定电压的大小直接影响到电力系统中所有电气设备的重量和尺寸、价格等技术经济指标和人身安全问题。 提高电压主要是使电缆网络的重量和外形尺寸减少，对电力系统中的其他元件的重量、尺寸特性影响并不大。可是电压的提高对电气设备的绝缘和安全方面也提出了更高的要求，因此船舶建造时选择额定电压主要考虑是与本国陆上低压电网额定电压相一致。 目前，随着船舶电站容量的增加，在一些大型船舶、工程船舶及舰船上电站容量已达数万千瓦，这时仍采用低压系统标准显然已不合理，因此这类船舶大多采用陆上相应中压等级标准(如3.3kV)。 我国船用额定电压情况见表6-1。 额定电压 U（单位：伏特V） 表 6-1 电源设备额定电压 受电设备额定电压 直流电气设备 28、115、230 24、110、220 交流电气设备 115、230、400 24、110、220、380 3、额定频率 船舶电网的额定频率f通常为50HZ/60HZ，部分通讯设备电源采用中频局部供电(115V、400Hz)。 我国船舶上一般采用交流220V/380V三相三线制 50HZ和直流24V蓄电池两种电源。其中，直流蓄电池主要用于应急、交流发电机的励磁等 ４、船舶电气设备和工作条件及其基本要求 船舶电气设备工作条件比陆地恶劣得多，环境条件对电气设备的运行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、发胀、分层及变形等．使绝缘性能降低，并且会使金属部件加速腐蚀。空气中的盐雾、油雾的存在，霉菌的生长及灰尘粘结都能使电气设备绝缘下降、工作性能受到影响。当船舶营运时常常受到严重的冲击、振动、倾斜和摇摆时，也会造成电气设备损坏、接触不良或误动作。由此可见，船用电气设备必须满足“船用条件”的要求。（见表6-2） 船用电器工作条件 表 6-2 工作条件 要求 1 周围温度 -25℃～+45℃ 2 相对湿度 95% 3 凝 露 有 4 盐 雾 有 5 油 雾 有 6 霉 菌 有 7 船体倾斜：周期横倾