1、2022年8月13日星期六船舶电力系统概论船舶电力系统概论船舶电力系统要切实保证全船的生产和生活用电的需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：要，必须达到下列基本要求：(1)(1)安全安全(2)(2)可靠可靠在电能的发送、分配和使用中，不应发生人身事故在电能的发送、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。和设备事故。应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。(3)(3)优质优质(4)(4)经济经济应满足电能用户对电压、频率和波形等质量的要求。应满足电能用户对电压、频率和波形等质量的要求。电力系统的投资要省、运行费
2、用低，并尽可能地节电力系统的投资要省、运行费用低，并尽可能地节约电能。约电能。第第1 1节节 船舶电力系统的组成、特点及基本参数船舶电力系统的组成、特点及基本参数1 1 船舶电力系统的组成：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。力负载四部分组成。电源装置电源装置配电装置配电装置电力网电力网负载负载中压主电力系统电源：中压主电力系统电源：3台台5200KVA，720rpm，60Hz的主发电机组，的主发电机组，柴油机为柴油机为Warsila 9L32，可以单独或者并联向中，可以单独或者并联向中压电网供电。压电网
3、供电。其中其中No.1主发电机在装载需要主发电机在装载需要50Hz中压电源供应中压电源供应的货物时，可以切换为的货物时，可以切换为2030KVA，600rpm，50Hz的模式运转，单独为的模式运转，单独为50Hz的货物负载电源供的货物负载电源供电，图中用于中压汇流排连接的断路器电，图中用于中压汇流排连接的断路器KS1应该处应该处于分闸状态。于分闸状态。将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。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。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。(1)(1)电源装置电源装置柴油机柴油机发电机发电机(2)(2)配电装置配电装置对电源和用电设备保护、
4、监测、分配、转换、控制的装置。对电源和用电设备保护、监测、分配、转换、控制的装置。按用途可分为主配电板、应急配电板、充发电板、区配电按用途可分为主配电板、应急配电板、充发电板、区配电板、分配电板和岸电箱等几种。板、分配电板和岸电箱等几种。按形状分可分为垂直立式、台式、桌式和控制台式四种。按形状分可分为垂直立式、台式、桌式和控制台式四种。按外壳结构可分为防护式、防滴式和防水式。按外壳结构可分为防护式、防滴式和防水式。(3)(3)船舶电力网船舶电力网 是全船电缆电线的总称是全船电缆电线的总称 ，包括动力电网、照明电网、应急，包括动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网。电网、低压电网和弱电
5、电网。电加热器、电风扇、电视机。电加热器、电风扇、电视机。1 1）各种电力拖动设备）各种电力拖动设备舵机、锚机、起货机、油泵及水泵等。舵机、锚机、起货机、油泵及水泵等。2 2）船舶电气照明设备）船舶电气照明设备照明灯具，信号灯等。照明灯具，信号灯等。3 3）船舶通信导航设备）船舶通信导航设备无线电收发报机、声光报警装置、电车钟、舵无线电收发报机、声光报警装置、电车钟、舵角指示器、电罗经、雷达等。角指示器、电罗经、雷达等。4 4）其他设备）其他设备(4)(4)负载负载:用电设备用电设备 船舶电力系统是一个独立的电力系统。船舶电力系统是一个独立的电力系统。2)2)船舶电力系统的特点船舶电力系统的特
6、点 总容量不超过各发电机容量的总容量不超过各发电机容量的5 51010倍的电网称为独立倍的电网称为独立电网，电网，船舶电力系统属于独立电网船舶电力系统属于独立电网。在独立电网中，调节运行发电机的电压或原动机的转在独立电网中，调节运行发电机的电压或原动机的转速，除了改变本身有功功率和无功功率的承担外，还速，除了改变本身有功功率和无功功率的承担外，还影响电网的频率和电压。影响电网的频率和电压。船舶电力系统通常只有一个电站工作，任何导致断电船舶电力系统通常只有一个电站工作，任何导致断电的事故，都将危及船舶航行的安全。的事故，都将危及船舶航行的安全。船舶电站的容量相对负载来说是船舶电站的容量相对负载来
7、说是有限的有限的，某些大电动，某些大电动机的容量与电站容量可相比拟，大电动机起动时的冲机的容量与电站容量可相比拟，大电动机起动时的冲击电流将引起电网电压的急剧下降，严重时会使某些击电流将引起电网电压的急剧下降，严重时会使某些设备退出工作。设备退出工作。船舶电站的容量较小。船舶电站的容量较小。电源与用电设备之间的距离很短，线路阻抗很小，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。因此短路电流很大。船舶电力系统负载变化频繁。船舶电力系统负载变化频繁。船舶电力系统工作环境恶劣。船舶电力系统工作环境恶劣。（1 1）船舶电站的容量较小）船舶电站的容量较小陆上电力系统单台发电机容量最大已
8、达陆上电力系统单台发电机容量最大已达1200MW1200MW，电，电力系统总的装机容量大约在力系统总的装机容量大约在1000MW 1000MW 100000MW100000MW。陆上电力系统一般都由许多个不同类型的发电站联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。网运行，其电源容量可以认为是无限大电源系统。船舶电力系统通常电源多为单一电站，船舶电站大船舶电力系统通常电源多为单一电站，船舶电站大多由多由2 2 4 4台同容量、同型号的发电机组组成。台同容量、同型号的发电机组组成。船舶电站单机容量约为几百船舶电站单机容量约为几百几几千千KWKW，船舶电
9、站总，船舶电站总装机容量为（装机容量为（2 2 4 4）倍的单机容量。）倍的单机容量。（2 2）电源与用电设备之间的距离很短，线路阻抗很小，）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。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。接对用电设备供电。船舶用电设备虽然较多，但比较集中，在船舶有限船舶用电设备虽然较多，但比较集中，
10、在船舶有限的长度内，电源与用电设备之间的距离很短，因此的长度内，电源与用电设备之间的距离很短，因此线路阻抗很低，线路压降小，电能损失较小，但短线路阻抗很低，线路压降小，电能损失较小，但短路电流大，特别是在汇流排处的短路故障。路电流大，特别是在汇流排处的短路故障。（3 3）船舶电力系统负载变化频繁）船舶电力系统负载变化频繁（5 5）应急工况）应急工况货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：货轮和油轮的典型运行工况大致划分如下：（1 1）航行工况）航行工况（2 2）进出港工况）进出港工况（3 3）装卸货工况）装卸货工况（4 4）停泊工况）停泊工况由于船舶工况变化较多，不同工况对应的船舶电力由于船舶工
11、况变化较多，不同工况对应的船舶电力系统的用电量明显不同。系统的用电量明显不同。（4 4）船舶电力系统工作环境恶劣）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。可能造成比陆地上更加严重的后果。环境温度变化大环境温度变化大相对湿度较大相对湿度较大 金属部件易于腐蚀金属部件易于腐蚀工作稳定性差工作稳定性差电磁污染严重电磁污染严重工作环境恶劣工作环境恶劣(三防三防:防潮湿防潮湿、防霉菌防霉菌、
12、防盐雾防盐雾)电气设备的船用条件及基本要求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）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。动和冲击。由于振动可使电气设备的固定或连接部件松脱，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隔振措施，并且具有坚固的耐振动和抗冲击的机械结构。械结构。主电站应具有足够高的电能质
13、量指标（即电压和频主电站应具有足够高的电能质量指标（即电压和频率的稳定度），以保证在各种状况下电网的正常运率的稳定度），以保证在各种状况下电网的正常运行。行。电力系统应具有合理的保护措施，以保证最大限度电力系统应具有合理的保护措施，以保证最大限度的供电连续性。的供电连续性。发电机应能输出足够大的稳态电流，以维持动态稳发电机应能输出足够大的稳态电流，以维持动态稳定，断路器和开关应有足够的故障切断能力和短时定，断路器和开关应有足够的故障切断能力和短时过电流能力。过电流能力。电气设备应能在船舶环境中可靠工作。电气设备应能在船舶环境中可靠工作。（2 2）适应倾斜和摇摆的条件）适应倾斜和摇摆的条件设设
14、备备 组组 件件倾斜角倾斜角横向横向纵向纵向横倾横倾横摇横摇纵倾纵倾纵摇纵摇应急电气设备、开关设备、应急电气设备、开关设备、电器及电子设备电器及电子设备2222.5 52222.5 510101010上列以外的设备、组件上列以外的设备、组件15152222.5 55 57 7.5 5（3 3）适应环境温度条件）适应环境温度条件介介 质质部部 位位温温 度度 ()()无限航区无限航区除热带海区外的有除热带海区外的有限航区限航区空气空气围蔽处所内围蔽处所内045040温度超过温度超过45(或或40)或低于或低于0的处所内的处所内按这些处所的按这些处所的温度温度按这些处所的按这些处所的温度温度开敞甲
15、板开敞甲板-2545-2540水水3225（4 4）耐受潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境条件耐受潮湿、盐雾、油雾和霉菌的环境条件油雾和灰尘粘附于表面也增加了表面的漏电，而油雾和灰尘粘附于表面也增加了表面的漏电，而且阻碍散热使温升增高，潮湿的水分子渗入绝缘且阻碍散热使温升增高，潮湿的水分子渗入绝缘材料的裂缝和毛细孔中，使漏电流增大导致绝缘材料的裂缝和毛细孔中，使漏电流增大导致绝缘电阻的下降。电阻的下降。潮湿和盐雾在绝缘材料表面形成漏电薄膜，在湿潮湿和盐雾在绝缘材料表面形成漏电薄膜，在湿热条件下霉菌分泌有机酸，加剧了表面的潮湿性。热条件下霉菌分泌有机酸，加剧了表面的潮湿性。（5 5）适应船舶电网电压和
16、频率的波动适应船舶电网电压和频率的波动设设 备备参数参数稳态稳态(%)(%)瞬瞬 态态%恢复时间恢复时间(s)一般交流设备一般交流设备电压电压+6-10201.5频率频率5105由直流发电机供电或经整流器由直流发电机供电或经整流器供电的直流设备供电的直流设备电压电压10-电压周期电压周期性波动性波动5 5-纹波电压纹波电压1010-由蓄电池供电的设备：由蓄电池供电的设备：充电期间接于蓄电池者充电期间接于蓄电池者充电期间不接于蓄电池者充电期间不接于蓄电池者电压电压电压电压+30-25+20-25-（6 6）满足防护要求）满足防护要求由于一些舱室机器密布，空间狭小低矮，存在着设由于一些舱室机器密布
17、，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。设备的防护等级类型也比较复杂多样。为了避免电气设备受到外部固体和液体异物的侵入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。害，一般电气设备都应有防护壳罩。我国电气设备的防护等级采用我国电气设备的防护等级采用国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）推荐的国际防护推荐的国际防护IPIP等级标准等级标准。防护标志防护标志IPIP后面
18、第一位数字表示防护固体异物侵入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。的等级，第二位数字表示防水液侵入的等级。两位数字的意义见下表两位数字的意义见下表船用电气设备根据安装处所的不同有不同的最低防船用电气设备根据安装处所的不同有不同的最低防护等级要求：护等级要求：只存在与带电部分接触危险的干燥舱室为只存在与带电部分接触危险的干燥舱室为IP20IP20级。级。存在滴水和（或）中等机械伤害的机器舱室、控存在滴水和（或）中等机械伤害的机器舱室、控制室和配膳间等处所为制室和配膳间等处所为IP22IP22级，其附具（开关、分级，其附具（开关、分电箱等）为电箱等）为IP44
19、IP44级。级。存在较大水和机械侵害危险的机器处所（如机舱存在较大水和机械侵害危险的机器处所（如机舱花铁板以下）为花铁板以下）为IP34IP34级，其附具为级，其附具为IP55IP55级。级。存在较大水和机械侵害危险的压载泵舱、冷藏舱、存在较大水和机械侵害危险的压载泵舱、冷藏舱、厨房和洗衣间等处所为厨房和洗衣间等处所为IP44IP44级，其附具为级，其附具为IP55IP55级。级。存在喷水、货物粉尘、严重机械伤害、腐蚀性气体存在喷水、货物粉尘、严重机械伤害、腐蚀性气体的双层底中的轴隧、管隧、干货舱等处所为的双层底中的轴隧、管隧、干货舱等处所为IP55IP55和和IP56IP56级。级。存在大量
20、水浸入危险的露天甲板为存在大量水浸入危险的露天甲板为IP56IP56级。级。（7 7）满足尺寸小，质量轻要求）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。虑运输，安装和检修的便利。（8 8）船舶电力系统与其他系统的联系）船舶电力系统与其他系统的联系船舶电力系统与其他系统联系是相互联系的，燃油
21、船舶电力系统与其他系统联系是相互联系的，燃油系统、润滑油系统、空气系统、冷却水系统及其他系统、润滑油系统、空气系统、冷却水系统及其他系统相联系。系统相联系。4 4 船舶电力系统的基本参数船舶电力系统的基本参数船舶电力系统的基本参数主要包括船舶电力系统的基本参数主要包括电源种类电源种类、电压等级电压等级、频率等级频率等级、船舶配电系统的线制船舶配电系统的线制等。等。正确地选择合适的船舶电力系统基本参数，可正确地选择合适的船舶电力系统基本参数，可以保证船舶电力系统的可靠性和稳定性。以保证船舶电力系统的可靠性和稳定性。电源种类电源种类电源种类又称电制。电源种类又称电制。除了某些特种工程船舶和小型船，
22、如供水、供油除了某些特种工程船舶和小型船，如供水、供油船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制船和小艇，仍采用直流电制或交、直流混合电制外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、外，对于几乎所有大、中型船舶，不论是液货船、集装箱船还是客船，都优先采用集装箱船还是客船，都优先采用交流电制交流电制。船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。船舶电力系统常采用交流和直流两种电制。电压等级电压等级交流船舶电网多数为交流船舶电网多数为380V或为或为440V。具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。具体的额定电压等级一般都尽可能与岸电相同。某些某些(电推电推)船舶上采用的船舶上采用的6KV、3.3KV
23、的电力系统。的电力系统。频率等级频率等级对于一些弱电设备，如无线电通信、导航系统，对于一些弱电设备，如无线电通信、导航系统，则采用则采用500HZ500HZ和和1000HZ1000HZ的中频电源等，这些中频电的中频电源等，这些中频电源通常是由变流机组或变频器供电。源通常是由变流机组或变频器供电。规定船舶交流配电系统的标准频率为规定船舶交流配电系统的标准频率为50Hz或或60Hz。中国船级社中国船级社钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范2006对对船舶供电系统的最高电压和频率均有明确的规定。船舶供电系统的最高电压和频率均有明确的规定。船舶配电系统的线制船舶配电系统的线制配电盘分配出去的电
24、能必须与发电机的电源引线配电盘分配出去的电能必须与发电机的电源引线组成回路，因此，发电机电源引线方式不同，将组成回路，因此，发电机电源引线方式不同，将决定不同的配电方式。决定不同的配电方式。线制是指连接船舶发电机与船舶用电设备的电力线制是指连接船舶发电机与船舶用电设备的电力线路所采用的导线根数和连接方法。线路所采用的导线根数和连接方法。1 1）三相绝缘系统）三相绝缘系统系统对地绝缘，较安全、系统对地绝缘，较安全、可靠，供电连续性好，可靠，供电连续性好，发生单相接地不形成短发生单相接地不形成短路，仍可维持电气设备路，仍可维持电气设备短时工作。短时工作。特点：特点：主电网绝缘电阻较高。主电网绝缘电
25、阻较高。便于测量对地绝缘。便于测量对地绝缘。普遍采用普遍采用三相照明系统与动力系三相照明系统与动力系统无直接电的联系，相统无直接电的联系，相互影响小但需用照明变互影响小但需用照明变压器。压器。照明线路的负载需采照明线路的负载需采用双保险丝进行保护。用双保险丝进行保护。2 2）中性点接地的三相四线系统）中性点接地的三相四线系统 特点：特点：不需用照明变压器。不需用照明变压器。中性点接地电位固定，中性点接地电位固定，系统内部过电压较小。系统内部过电压较小。若单线接地，形成一若单线接地，形成一相对地短路，可通过相对地短路，可通过保护装置切除，但供保护装置切除，但供电连续性较差。电连续性较差。火线对地
26、火线对地220V220V，欠安全。，欠安全。3 3）中性点接地三线系统）中性点接地三线系统利用船体作为中线形利用船体作为中线形成回路，节省电缆成回路，节省电缆,容易发生触电和短路容易发生触电和短路故障。故障。16001600总吨及以上总吨及以上的船舶动力、电热及照明配的船舶动力、电热及照明配电系统，均不应采用利用船体作回路的配电电系统，均不应采用利用船体作回路的配电系统。又规定钢铝混合结构的船舶，严禁铝系统。又规定钢铝混合结构的船舶，严禁铝质部分作导电回路。质部分作导电回路。中国船级社中国船级社钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范规定：规定：对于油船、化学品船等液货船及其他特殊对于油船
27、、化学品船等液货船及其他特殊船舶，必须注意其配电系统的特殊要求，船舶，必须注意其配电系统的特殊要求，如油船可以采用的配电系统只限制在：如油船可以采用的配电系统只限制在：直流双线绝缘系统；直流双线绝缘系统；交流单相双线绝缘系统；交流单相双线绝缘系统；交流三相三线绝缘系统。交流三相三线绝缘系统。接地和接地装置接地和接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接称接地。接称接地。电气设备的接地方式分三种：电气设备的接地方式分三种：工作接地工作接地保护接地保护接地重复接地重复接地接触电压接触电压和和跨步电压跨步电压当电气设备绝缘损坏时，人当电气设备绝缘损坏时
28、，人站在地面上接触该电气设备，站在地面上接触该电气设备，人体所承受的电位差称接触人体所承受的电位差称接触电压电压toutou。在接地故障点附近行走，人在接地故障点附近行走，人的双脚之间所呈现的电位差的双脚之间所呈现的电位差称跨步电压称跨步电压UstepUstep，例如，当设备发生接地故障时，例如，当设备发生接地故障时，以接地点为中心的地表约以接地点为中心的地表约20m20m半径的圆形范围内，便形成了半径的圆形范围内，便形成了一个电位分布区。这时，如果一个电位分布区。这时，如果有人站在该设备旁边，手触及有人站在该设备旁边，手触及带电外壳，那么手与脚之间所带电外壳，那么手与脚之间所呈现的电位差，即
29、为接触电压呈现的电位差，即为接触电压toutou。跨步电压的大小与离接地点的跨步电压的大小与离接地点的远近及跨步的长短有关，离接远近及跨步的长短有关，离接地点越近，跨步越长，跨步电地点越近，跨步越长，跨步电压就越大。压就越大。离接地点达离接地点达20m时，跨步时，跨步电压通常为零。电压通常为零。1 1）.保护接地保护接地将在故障情况下可能呈现危险对地电压的设备外露将在故障情况下可能呈现危险对地电压的设备外露导电部分进行的接地称为保护接地。导电部分进行的接地称为保护接地。电气设备上与带电部分相绝缘的金属外壳，通常因电气设备上与带电部分相绝缘的金属外壳，通常因绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易
30、造成人绝缘损坏或其他原因而导致意外带电，容易造成人身触电事故。身触电事故。为保障人身安全为保障人身安全，避免或减小事故的危害性，电气，避免或减小事故的危害性，电气工程中常采用保护接地。工程中常采用保护接地。保护接地保护接地根据根据钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范2006规定，电气设备规定，电气设备保护接地的要求有：保护接地的要求有：（1 1）电气设备的金属外壳均需要进行保护接地。）电气设备的金属外壳均需要进行保护接地。（3 3）无论是专用导体接地还是靠设备底座接地，）无论是专用导体接地还是靠设备底座接地，接触面必须光洁平贴，接触电阻不大于接触面必须光洁平贴，接触电阻不大于0.020
31、.02，并，并有防松和防锈措施。有防松和防锈措施。（2 2）当电气设备直接紧固在船体的金属结构上或）当电气设备直接紧固在船体的金属结构上或紧固在船体金属结构有可靠电气连接的底座（或支紧固在船体金属结构有可靠电气连接的底座（或支架）上时，可不另设置专用导体接地。架）上时，可不另设置专用导体接地。（4 4）电缆的所有金属护套或金属覆层须作连续的电）电缆的所有金属护套或金属覆层须作连续的电气连接，并可靠接地。气连接，并可靠接地。（5 5）接地导体应用铜或耐腐蚀的良导体制成，接地）接地导体应用铜或耐腐蚀的良导体制成，接地导体的截面积须符合规定的要求。导体的截面积须符合规定的要求。2 2）.工作接地工作
32、接地在正常情况下，在正常情况下，为了保证电气设备可靠地运行为了保证电气设备可靠地运行，而将电力系统中某一点接地称为工作接地。而将电力系统中某一点接地称为工作接地。例如，电源（发电机或变压器）的中性点直接例如，电源（发电机或变压器）的中性点直接（或经消弧线圈）接地，能维持非故障相对地电（或经消弧线圈）接地，能维持非故障相对地电压不变，电压互感器一次侧线圈的中性点接地，压不变，电压互感器一次侧线圈的中性点接地，能保证一次系统中相对地电压测量的准确度。能保证一次系统中相对地电压测量的准确度。钢质海船入级与建造规范钢质海船入级与建造规范2006对船舶电气设备工对船舶电气设备工作接地的要求是：作接地的要
33、求是：（1 1）工作接地与保护接地不能共用接地装置；）工作接地与保护接地不能共用接地装置；工作接地工作接地（3 3）接地点位置应选择在便于检修、维护、不易受到）接地点位置应选择在便于检修、维护、不易受到机械损伤和油水浸渍的地方，且不应固定在船壳板上；机械损伤和油水浸渍的地方，且不应固定在船壳板上；（2 2）工作接地应接到船体永久结构或船体永久连接的）工作接地应接到船体永久结构或船体永久连接的基座或支架上；基座或支架上；（5 5）平时不载流的工作接地线截面积应为载流导线截）平时不载流的工作接地线截面积应为载流导线截面积的一半，但不应小于面积的一半，但不应小于1.5mm1.5mm2 2，其性能与载
34、流导线，其性能与载流导线相同；相同；（6 6）工作接地的专用螺钉直径不应小于）工作接地的专用螺钉直径不应小于6mm6mm；（4 4）利用船体做回路的工作接地线的型号和截面积，）利用船体做回路的工作接地线的型号和截面积，应与绝缘敷设的那一级（或相）的导线相同，不能使应与绝缘敷设的那一级（或相）的导线相同，不能使用裸线。工作接地线应尽量短，并妥为固定，接地电用裸线。工作接地线应尽量短，并妥为固定，接地电阻不大于阻不大于0.010.01；3）.屏蔽接地屏蔽接地屏蔽接地是为了防止电磁干扰，在屏蔽体与地或干屏蔽接地是为了防止电磁干扰，在屏蔽体与地或干扰源的金属机壳之间所做的良好电气连接。扰源的金属机壳之
35、间所做的良好电气连接。通信设备通信设备 屏蔽接地屏蔽接地入级规范入级规范对屏蔽接地的主要要求是：对屏蔽接地的主要要求是：（1 1）露天甲板和非金属上层建筑内的电缆，应敷设在）露天甲板和非金属上层建筑内的电缆，应敷设在金属管内或采用屏蔽电缆。金属管内或采用屏蔽电缆。（2 2）凡航行设备的电缆和进入无线电室的所有电）凡航行设备的电缆和进入无线电室的所有电缆均应连续屏蔽。与无线电室无关的电缆不应经过缆均应连续屏蔽。与无线电室无关的电缆不应经过无线电室。若必须经过时，应将电缆敷设在金属管无线电室。若必须经过时，应将电缆敷设在金属管道内，该管道进、出无线电室均应可靠接地。道内，该管道进、出无线电室均应可
36、靠接地。（3 3）无线电室内的电气设备应有屏蔽措施。）无线电室内的电气设备应有屏蔽措施。（4 4）内燃机（包括安装在救生艇上的内燃机）的点）内燃机（包括安装在救生艇上的内燃机）的点火系统和启动装置应连续屏蔽。点火系统电缆可采火系统和启动装置应连续屏蔽。点火系统电缆可采用高阻尼点火线。用高阻尼点火线。（5 5）所有电气设备、滤波器的金属外壳、电缆的金）所有电气设备、滤波器的金属外壳、电缆的金属屏蔽护套及敷设电缆的金属管道，均应可靠接地。属屏蔽护套及敷设电缆的金属管道，均应可靠接地。4 4）.其他接地其他接地（3 3）避雷接地）避雷接地（1 1）保护接零）保护接零保护接零保护接零（2 2）重复接地
37、）重复接地 重复接地重复接地重复第二节第二节 船舶电力系统的类型船舶电力系统的类型船舶电力系统可划分为以下几种类型船舶电力系统可划分为以下几种类型单主电站船舶电力系统单主电站船舶电力系统多主电站船舶电力系统多主电站船舶电力系统节能型船舶轴带发电机电力系统节能型船舶轴带发电机电力系统船舶综合电力系统船舶综合电力系统单主电站船舶电力系统单主电站船舶电力系统船舶电力系统除了配备主电站以保证船舶正常船舶电力系统除了配备主电站以保证船舶正常运行工况下各种用电设备的供电外，还设置应运行工况下各种用电设备的供电外，还设置应急电站，用来保证船舶处于低负荷、应急或其急电站，用来保证船舶处于低负荷、应急或其他特殊
38、工况下部分电气设备的供电。他特殊工况下部分电气设备的供电。正常情况下由主发电机供电给主配电板汇流排正常情况下由主发电机供电给主配电板汇流排和应急配电板汇流排。在主发电机发生故障停和应急配电板汇流排。在主发电机发生故障停止供电时，止供电时，船舶负荷开关船舶负荷开关MCB4MCB4及及应急配电联锁应急配电联锁开关开关EMCBEMCB均跳闸均跳闸，船舶应急配电盘，船舶应急配电盘ESBESB失电，失电，延时后应急发电机延时后应急发电机EGEG自动起动投入工作，向船自动起动投入工作，向船舶应急配电盘舶应急配电盘ESBESB供电。供电。另外，当船舶停靠码头时，如果不使用通导设备，另外，当船舶停靠码头时，如
39、果不使用通导设备，在船舶主电站正常供电的同时，可将应急配电板在船舶主电站正常供电的同时，可将应急配电板上的试验开关由零位转至试验位，自动应急控制上的试验开关由零位转至试验位，自动应急控制系统立即发出使应急配电板上的系统立即发出使应急配电板上的应急配电联锁开应急配电联锁开关关EMCBEMCB跳闸指令跳闸指令，应急配电板立即失电，船舶应，应急配电板立即失电，船舶应急主发电机急主发电机EGEG自动起动建压后，船舶应急发电机自动起动建压后，船舶应急发电机主开关主开关EACBEACB合闸向应急电网供电。合闸向应急电网供电。表面看，船舶主电站、应急电站同时处于供电状态，表面看，船舶主电站、应急电站同时处于
40、供电状态，但它们并没有向同一负载供电，并未真正并联运行。但它们并没有向同一负载供电，并未真正并联运行。结束试验，将试验开关转至零位，自动应急控制系统结束试验，将试验开关转至零位，自动应急控制系统检测到主电网有电，控制船舶应急发电机主开关检测到主电网有电，控制船舶应急发电机主开关EACBEACB先跳闸，应急配电联锁开关先跳闸，应急配电联锁开关EMCBEMCB再合闸，恢复由船舶再合闸，恢复由船舶主电站向应急配电板供电。主电站向应急配电板供电。多主电站船舶电力系统多主电站船舶电力系统多主电站船舶电力系统系指船舶上设有两个以上主多主电站船舶电力系统系指船舶上设有两个以上主电站的电力系统，大型的航空母舰
41、上有时甚至设置电站的电力系统，大型的航空母舰上有时甚至设置8个电站。个电站。这些电站分散布置在船舶比较安全的部位，保证电这些电站分散布置在船舶比较安全的部位，保证电力系统具有较高的供电可靠性。这种系统常用于战力系统具有较高的供电可靠性。这种系统常用于战斗舰艇、核动力舰或其他对供电可靠性有较高要求斗舰艇、核动力舰或其他对供电可靠性有较高要求的舰船上。的舰船上。某种类型舰艇的多主电站电力系统。舰上有两某种类型舰艇的多主电站电力系统。舰上有两个发电站：一组为汽轮机电站（艉电站）；另个发电站：一组为汽轮机电站（艉电站）；另一组为柴油机电站（艏电站）。每个电站各装一组为柴油机电站（艏电站）。每个电站各装
42、有两台发电机组，同一电站发电机可长期并联有两台发电机组，同一电站发电机可长期并联运行。为了提高供电的可靠性，系统采用跨接运行。为了提高供电的可靠性，系统采用跨接线将艏艉两电站的主配电板连接起来。线将艏艉两电站的主配电板连接起来。在非战斗时，全舰负载轻，跨接线的自动开关在非战斗时，全舰负载轻，跨接线的自动开关（联络开关）接通，这时可只由一个电站向全舰（联络开关）接通，这时可只由一个电站向全舰供电。在战斗时，跨接线上的开关断开，两电站供电。在战斗时，跨接线上的开关断开，两电站独立工作，分区供电。对重要负载，可以由两个独立工作，分区供电。对重要负载，可以由两个电站供电。当一条供电线路断电时，可以在负
43、载电站供电。当一条供电线路断电时，可以在负载处由转换开关接到另一电站的供电线路上去，以处由转换开关接到另一电站的供电线路上去，以提高供电的可靠性。提高供电的可靠性。节能型船舶轴带发电机电力系统节能型船舶轴带发电机电力系统节能型船舶轴带发电机电力系统是近年来发展起来节能型船舶轴带发电机电力系统是近年来发展起来的一种利用主机余能发电的节能型电力系统。它除的一种利用主机余能发电的节能型电力系统。它除了有通常的柴油发电机组外，还配备有利用主机余了有通常的柴油发电机组外，还配备有利用主机余能发电的轴带发电机或利用主机排出废气发电的废能发电的轴带发电机或利用主机排出废气发电的废气涡轮发电机。当主机持续工作
44、时，主要依靠轴带气涡轮发电机。当主机持续工作时，主要依靠轴带发电机组提供全船所需的用电，运行十分经济，应发电机组提供全船所需的用电，运行十分经济，应用也日趋广泛。用也日趋广泛。船舶综合电力系统船舶综合电力系统传统的船舶动力系统与船舶电力系统是相对独立的，传统的船舶动力系统与船舶电力系统是相对独立的，船舶动力系统通常由常规的柴油主机和其它机械装置船舶动力系统通常由常规的柴油主机和其它机械装置组成。船舶电力系统一般是作为辅助能源，与船舶推组成。船舶电力系统一般是作为辅助能源，与船舶推进并没有直接关联。电力推进的船舶，如破冰船、工进并没有直接关联。电力推进的船舶，如破冰船、工程船等常采用推进和供电联
45、合起来的电力系统，这样程船等常采用推进和供电联合起来的电力系统，这样的电力系统具有更大的经济性和机动性。的电力系统具有更大的经济性和机动性。船舶中压电力系统船舶中压电力系统常用的常用的IEEEIEEE标准标准100100规定中压交流电力系统的定义是规定中压交流电力系统的定义是指额定电压大于指额定电压大于1000V1000V，小于，小于10000V10000V的电力系统。的电力系统。目前国内外建造的大多数是目前国内外建造的大多数是440V440V，或，或380V380V低压交流低压交流电力系统。电力系统。以以20022002年底新建成的年底新建成的“泰安口泰安口”半潜式电力推进特种半潜式电力推进
46、特种运输船的中压电力系统为例，简单介绍中压电力系统运输船的中压电力系统为例，简单介绍中压电力系统的结构和运行模式特点。的结构和运行模式特点。3 3台台5200KVA5200KVA，720rpm720rpm，60Hz60Hz的主发电机组，柴油机为的主发电机组，柴油机为Warsila 9L32Warsila 9L32，可以单独或者并联向中压电网供电。，可以单独或者并联向中压电网供电。其中其中No.1No.1主发电机在装载需要主发电机在装载需要50Hz50Hz中压电源供应的货中压电源供应的货物时，可以切换为物时，可以切换为2030KVA2030KVA，600rpm600rpm，50Hz50Hz的模式
47、运转，的模式运转，单独为单独为50Hz50Hz的货物负载电源供电的货物负载电源供电，图中用于中压汇流，图中用于中压汇流排连接的断路器排连接的断路器KS1KS1应该处于分闸状态。应该处于分闸状态。中压主电力系统电源：中压主电力系统电源：450V450V的辅助低压系统供电的的辅助低压系统供电的2 2台台900KVA900KVA、将电压从、将电压从6.6 KV6.6 KV转变为转变为450V450V的的旋转变流器旋转变流器。当旋转变流机组发生故障或检修时，以及在码头没当旋转变流机组发生故障或检修时，以及在码头没有载货物时，电源来自有载货物时，电源来自1 1台台1125KVA1125KVA，900rp
48、m900rpm，60Hz60Hz的辅助发电机组，柴油机是的辅助发电机组，柴油机是Warsila 6L20Warsila 6L20，“泰安口泰安口”半潜式电力推进船电力系统的运行模式半潜式电力推进船电力系统的运行模式 航行模式；航行模式；装载装载50Hz货物的模式；货物的模式；机动操纵模式；机动操纵模式；动态定位模式动态定位模式1；动态定位模式动态定位模式2；港内停泊模式港内停泊模式1（不需要（不需要50Hz中压货物电源）；中压货物电源）；港内停泊模式港内停泊模式2（需要（需要50Hz中压货物电源）；中压货物电源）；应急工况；应急工况；港内停泊模式港内停泊模式3(功率回馈模式功率回馈模式)。不同
49、运行模式的设置，是靠电力系统中发电机组、不同运行模式的设置，是靠电力系统中发电机组、汇流排的不同连接组合实现的。汇流排的不同连接组合实现的。第三节第三节 船舶电站的主接线船舶电站的主接线船舶电站的主接线是指发电机通过开关设备和连接导船舶电站的主接线是指发电机通过开关设备和连接导线所组成的受电和配电的电路线所组成的受电和配电的电路 把发电机和配电设备等用单线连接成的电路图称为把发电机和配电设备等用单线连接成的电路图称为电气主接线图电气主接线图船舶电站的主接线在主配电板中表现为主汇流排（以船舶电站的主接线在主配电板中表现为主汇流排（以下称母线）的连接方式。从母线的数量上看，有单母下称母线）的连接方
50、式。从母线的数量上看，有单母线和双母线形式；从母线的分段与否来看，有母线分线和双母线形式；从母线的分段与否来看，有母线分段和母线不分段形式。段和母线不分段形式。船舶电站的主接线主要有下列形式：船舶电站的主接线主要有下列形式：单母线不分段单母线不分段单母线分段单母线分段双母线不分段双母线不分段双母线分段双母线分段单母线不分段的主接线单母线不分段的主接线 单电站母线分段主接线单电站母线分段主接线母线分成两段以后，形母线分成两段以后，形成两个独立的电网，有成两个独立的电网，有两个母线电压，许多控两个母线电压，许多控制电路要作相应的处理。制电路要作相应的处理。开关开关Q3Q3把母线分隔成两把母线分隔成
