船舶电站试题

船舶电站试题

单位姓名工号

一．填空题

1．船舶电站是由和组成，是船舶电气设备的核心。

2．船舶电力系统主要由、、和四部分组成。

3．电压的主要指标有和两个。

4．电力系统运行的电能质量指标是电压和频率的稳定度。电压的稳定度由保证；频率的稳定度由保证。

5．励磁系统是指向同步发电机励磁绕组供电的和构成的总体。

6．船舶电站主要参数：、和三个电气的主要参数，其决定了电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸和价格等。

7．同步发电机的同步是指发电机与的转速严格一致，只有在同步条件下才能进行能量转换。

8．电枢反应是指对的影响。

9．船舶交流发电机励磁系统按换能器类型可分为和两大类。10．“相复励”励磁系统是指发电机的励磁按照和来激励的。11．船舶电站按电流分类可分为和；按用途分类可分为和。12．船舶主配电板是由、、和组成，是船舶电力系统中最主要的配电装置。

13．船舶电力网是由、和以一定的联接方式组成的整体，也可以说是指全船电缆和电线的总称。发电机所产生的电能就是通过船舶电网配送到船舶各部分用电设备。

14．船舶配电网络是指主配电板及应急配电板到用电设备的网络。通常称到之间的网络为一次网络；到之间的网络为二次网络。

15．船舶配电方式又称电网的结线方式，就是指、和之间电缆的连接方式。16．一次配电电网结线方式一般有、和三种方式。

17．船舶配电网络根据用电设备的不同可分为、、、和。18．船舶电缆的选择应根据敷设场所的的环境条件、敷设方法、和等因素来考虑。19．继电器保护装置一般由、和三部分组成。

20．船舶电网短路保护的选择性多采用和混合使用。为了确保电网短路保护的选择性，主配电板到各用电设备应限制保护级数，对于动力负载不得多于级；对于照明负载不得多于级。

21．为了保护电网的正常运行，无论是照明电网还是动力电网，对绝缘电阻一般要求大于。22．船舶电网的保护就是指系统出现或时对电缆的保护；交流电网中尚有防止岸电供电时的和。

23．交流发电机并联运行时必须满足一定的条件，即、

和。

24．根据对发电机参数的检测以及合闸操作程序的不同，交流同步发电机有三种并车方法：即、和。

25．自励恒压同步发电机的起压必须满足两个条件：即和

。

26并联运行发电机组在负载转移的过程中，维持电压恒定以及无功功率的转移是由来保证的；而维持电网频率恒定及有功功率转移是由来实现的。27．根据船舶电站三个电气的主要参数来选择哪一种等级，应遵照二个原则：即和。

28．船舶电站综合自动化的主要任务是保证供电的和，同时也能提高。29．船舶电站自动化按其功能程度可分为三级：即、和。30．我国规范规定，船舶发电机主要设有和保护，对有并联运行可能的船舶发电机还应设和。

二．选择题

1．我国规范规定：交流船舶主发电机的稳态电压调压率不应大于（）。

A．±2.5% B．±3.0% C．±2.0% D．±3.5%

2．我国规范规定：交流船舶应急发电机的稳态电压调压率不应大于（）。

A．±2.5% B．±3.0% C．±2.0% D．±3.5%

3．分配电箱的供电路数不宜太多，以防止该线路发生故障将导致很多设备停电，一般情况下最好不要超过（）路。

A．12 B．10 C．8 D．6

4．“海规”规定，客船及（）总吨以上的货船应设有独立的应急电源。

A．300 B．400 C．500 D．600

5．临时应急电源的蓄电池的容量应能保证连续供电（）分钟。

A．30 B．60 C．90 D．120

6．某船电站的额定电压为交流450V，其主配电板和应急配电板中的裸主汇流排每一相之间的最小爬电距离为（）mm。

A．20 B．25 C．30 D．35

7．当船舶主电源供电失电时，应急发电机应能自动起动和自动合闸供电，时间最长不超过（）秒。

A．30 B．50 C．45 D．55

8．用万表测量出电源电压为交流220V，则其最大值是（）V。

A．400 B．380 C．311 D．220

9．并联运行的交流发电机无功功率最大允许偏差是（）%。

A．5 B．10 C．15 D．20

10．并联运行的交流发电机有功功率最大允许偏差是（）%。

A．5 B．10 C．15 D．20

11．为了适应选择保护的需要，要求交流发电机的稳态短路电流必须大于（）倍发电机机额定电流。

A．2 B．3 C．4 D．5

12．我国规范规定，并联运行的交流发电机应设有延时3~10秒动作的逆功率保护；原动机为柴油机，其并联运行的发电机逆功率脱扣值为发电机额定功率的（）%。

A．2~6 B．8~10 C8~15 D．6~10

三．判断题

1．主配电板面板上的发电机功率表读数就是指有功功率。（）

2．主配电板面板上的发电机电流表读数就是指有功功率电流。（）

3．发电机的励磁电源由发电机本身提供的励磁系统称为自励系统。（）

4．需要并联运行的交流发电机，其柴油机调速器的稳定调速率应尽量相同。（）

5．平均功率就是有功功率。（）

6．两台交流发电机并联时，功率因数偏高的发电机所承载的负荷较大。（）

7．柴油发电机组的瞬时调速率应不大于原动机额定转速的10%。（）

8．方向和大小固定不变的电流叫直流电。（）

9．方向和大小都变化的电流叫交流电。（）

10．并联运行的交流发电机无功功率的调节是通过调整柴油机调速器来实现。（）

11．船舶电站的三个主要参数是指电压、电流和功率。（）

12．船舶电站的系泊试验主要包括主（应急）发电机组的调试及主配电板（应急配电板）调试两大部分。（）

四．问答题

1．为什么船电要实现交流化？

2．无刷同步发电机的“无刷”、“同步”的含义是什么？

3．船舶主配电板由啊几部分组成？各部分的作用和特点是什么？4．船上如何保证重要用电设备的供电可靠性？

5．船舶发电机通常设哪些保护？为什么？6．励磁自动调整装置的主要作用有哪些？

7．并联运行的柴油发电机组怎样实现负载的转移？

8．发电机电压偏差对电力系统有什么影响？

五．计算题

1．已知某交流发电机额定功率400Kw、额定电压400V、额定电流722A，功率因数0.8，求发电机主开关保护值中的过流、欠压、逆功率和写出它们的延时时间。

2．已知某船舶电站交流发电机额定功率910Kw、额定电压450V、额定频率60Hz、额定电流1460A、功

船舶电站试题（答案）

一．填空题

1．发电机组主配电板组成

2．电源配电装置电力网负载

3．额定电压最大工作电压（限制电压）

4、发电机和它的励磁系统原动机的调速器

5．励磁装置励磁调节装置

6．电流电压频率

7．转子磁场定子磁场

8．电枢磁场气隙磁场

9．旋转电机励磁系统静止励磁系统

10．电压负载电流2个分量的相位

11．直流电站交流电站主电站应急电站

12．发电机控制屏并车屏（同步屏）负载屏组合起动屏

13．船舶电缆导线配电装置

14．主（应）配电板各分配电板分配电板各用电设备

15．电源配电装置用电设备

16．馈线式干线式混合式

17．动力网络正常照明网络应急电网小应急电网弱电网

18．额定电流允许电压降

19．测量部分逻辑部分执行部分

20．时间整定原则电流整定原则 4 5

21．1MΩ

22．过载短路单相运行保护相序保

23．电压相等频率相同相位相同

24．准同步法粗同步法（电抗步法）自同步法

25．发电机必须有足够的剩磁整流装置直流侧的极性与励磁绕组所要求的极性必须一致发电机的空载特性与励磁装置调整特性配合恰当

26．自动励磁调整器改变调速器套筒的位置

27．可使用的标准设备可接用的岸电

28．安全可靠改善劳动强度运行的经济性

29．一级自动化电站二级自动化电站三级自动化电站

30．过过载短路逆功率保护欠电压保护

二．选择题

1．A 2．D 3．B 4．C 5．A 6．C 7．C 8．C 9．C 10．B 11．B 12．B 三．判断题

1．√2．×3．√4．√5．√6．×7．√8．×9．×10．×11．×12．√四．简答题

1．答：因为采用交流电制会使船舶电气设备的维修、保养工作量大为简化，船舶电气设备主要是各种电机和电器，交流电机没有整流子，具有结构简单、体积小、重量轻、运行可靠的优点；鼠笼式电动机不需启动设备，控制设备少；通过变压器可以方便地将电压变换成各种负载所需要的电压等级，使用照明网络与动力网络没有了电的直接联系，相互影响大为减少；交流电的采用也使接岸电更加容易。随着船舶电气化程度的提高，船舶电站容量是益增大，再采用230V直流电压供电不仅是不经济的，而且在技术上也是不可能的，而采用高压的发电机所发的电力，需经电阻降压后供给照明和动力，大大增加了功率损耗，所以继续采用直流电制就限制了船舶电气化程度的进一步提高。由于电子技术的发展，大功率半导体器件的出现成功解决了曾经阻碍船电交流化的一系列难题（调压、

调速、调频、并联动行算），使交流电制在船舶上得到广泛使用。实践证明，采用交流电机后，船舶造价和维修费用均有明显降低，船员的劳动强度和条件也得到很大改善。

2．答：无刷同步发电机的“无刷”是这种型式的发电机利用转子（磁极）同轴的转枢式交流励磁机并通过旋转整流器向发电机提供直流励磁；这种同步发电机转子和定子之间没有电的联系，也没有滑环和刷之类的滑动元件存在，所以称为“无刷”。

“同步”是指发电机的转子转速与电枢的旋转磁场转速相一致，即转子绕组旋转磁场与电枢绕组旋转磁场同步。

3．答：组成：由发电机控制屏、同步屏（并车屏）、负载屏和组合起动屏组成；是船舶电力系统中最主要的配电装置。

发电机控制屏是用来控制、调节、监视和保护主发电机运行；同步屏又称并车屏是用来控制、调节、监视和保护并网主发电机运，简单来说就是用来控制发电机投入或退出电网运行；负载屏是对各馈电线路进行控制、监视和保护，并通过开关将电能供给船上各用电设备或分配电板，可分为电力负载屏和照明负载屏，组合起动屏是数台启动器的组合体，不属于配电功能，是对比较重要的电动辅机进行集中控制，是作为电动机控制中心，控制电动机运行。

4．答：船舶上有不少用电设备在确保船舶航行和作业的安全可靠方面占据着很重要的地位，因此对这些重要设备的供电必须要求有足够的可靠性和较高的生命力，往往从电网供电的方式和结线方面采取几种措施来实现这种要求。①重要设备（如舵机、锚机、消防泵、航行灯、无线电台、助航仪电源等）由主配电板直接供电而不经分电箱供电。②对于一些特别重要的设备（如舵机、航行灯信号为控制箱等）应由两路供电，并尽量远离。③当高峰负载引起发电机过载时，将次要用电设备从电网上自动切除（即自动卸载），以使发电机能正常运行。④采用分段汇流排的方式供电。

5．答：船舶发电机通常设过载保护、短路保护、逆功率保护、欠压保护和优先脱扣。

因为发电机过载（电流过载和功率过载）对发电机组均是不利的，长期的电流过载会使发电机过热，引起绝缘老化和损坏，长期的功率过载则可以导致原动机寿命缩短和部件损坏，为此设置发电机过载保护；短路时将产生比正常电流大许多倍的短路电流，对电力系统的运行和电气设备造成重大破坏，为此设置发电机短路保护；逆功率不仅对原动机造成较大损伤，同时还会影响电力系统稳定甚至造成全船停电的危险，为此设置发电机逆功率保护；当调压器失灵或发电机外部短路故障不切除时，将造成电压大幅度下降，对发电机和异步电动机运行都将造成危害，为此设置发电机欠压保护；

如果发电机因过载而脱扣，则将造成全船失电而对人身和安全航行带来极大危害，为此设置发电机优先脱扣。

6．答：励磁自动调整装置的主要作用有：①．在发电机正常运行工况下，励磁装置能维持发电机端电压在给定水平；当发电机负荷改变而端电压随之变化时，由于励磁自动调整装置的作用，将自动地增加或减少励磁电流，使发电机端电压恢复到给定水平。②．提高同步发电机并联运行的稳定性，能合理分配各机组的无功功率。③．当船舶电网发生短路时，提供强行励磁，以提高电力系统运行的稳定性和可靠性。

7．答：并联运行的发电机组都是利用手动和自动负载转移，都是借助于改变原动机调速器套筒的位置来实现的。手动进行负载转移，对负载的增减的利用主配电板是的柴油发电机原动机的调速开关进行调节，使发电机分别减速或加速，从而达到发电机所承担的负载减少或增加，实现负载的转移8．答：①．对电动机的影响：当电网电压下降到额定值85%时，由于其转矩与其端电压平方成正比，异步电动机起动转矩就要降低到72.5%。起动力矩不足不仅会使起动时间延长，而且会使电动机严重发热，绝缘的老化程度将加快，缩短电动机的使用寿命。如果保护装置不能迅速动作，电动机很可能被烧毁。②．对电光源的影响：电压偏差对白炽灯的影响最为显著。当白炽灯的端电压下降10%时，灯光很明显变暗，照度降低，严重影响人的视力健康，降低工作效率，还可能增加事故的发生。

而萤光灯灯管不易启燃，如果反复启燃，会使灯管寿命缩短。③．对电网的影响：电压变化对电网的影响主要表现在给全船用电带来的危害，而这种危害却是致命的。船舶电网深度下降时，将导致保护电器动作，造成发电机解列、电网崩溃导致全船停电的严重事故，将会严重影响船舶的安全航行。所以，船舶交流电网的电压必须保持恒定，其电压偏差不应超出规定的范围。

五．计算题

1．解：过载保护值：722A ×125%~135%=902.5A~974.7A

过载保护值是902.5A~974.7A ，延时15~30秒保护装置动作。 短路保护值：722A ×200%~250%=1444A~1805A

短路保护值是1444A~1805A ，延时0.12~0.43秒保护装置动作。

逆功率保护值：400Kw ×8%~15%=32 Kw ~60 Kw

逆功率保护值是32 Kw ~60 Kw ，延时3~10秒保护装置动作。

2．解：①.额定无功功率：

1=cos ?2+ sin ?2 可以算出sin ?=0.6

Q 额定=3·U ·I ·sin ?=3×450×1460×0.6=682.8 KVA ②.75%负荷时的有功偏差和无功偏差： P 平均=（680+690）÷2=685 Kw

有功偏差 %100?-=

?额定平均实际P P P P %100910685690?-==0.5% 1#发电机功率因数cos ?=1040

4463106803

???=0.846 可以算出sin ?=0.533

1#发电机无功功率Q 1=3×446×1040×0.533=428.2KV A

2#发电机功率因数cos ?=1100

4463106903

???=0.812 可以算出sin ?=0.583

2#发电机无功功率Q 2=3×446×1100×0.583=495.4KV A Q 平均=（428.2+495.4）÷2=461.8 KV A

无功偏差

%100?-=?额定平均实际Q Q Q Q %1008

.6828.4614.495?-==4.9% 75%负荷时的有功偏差和无功偏差分别是△P=0.5%和△Q=4.9%

③.100%负荷时的有功偏差和无功偏差：按上述计算得出△P=0.5%和△Q=6.6%