船舶电力系统概述
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。
船舶电力系统了解船舶电力系统的最新技术和应用案例
船舶电力系统了解船舶电力系统的最新技术和应用案例船舶电力系统：了解船舶电力系统的最新技术和应用案例船舶电力系统是指船舶上用于供电和驱动船舶各项设备的电力系统。
随着技术的不断进步和航行需求的增加，船舶电力系统也在不断更新和创新。
本文将介绍船舶电力系统的最新技术和应用案例，以便更好地了解其发展趋势和未来应用的可能性。
一、船舶电力系统的概述船舶电力系统主要包括发电、配电和用电三个环节。
发电环节通过柴油发电机、涡轮发电机或气体轮机等产生电能，并传输到配电系统。
配电系统将电能分配给各个用电设备，如推进器、船舶测控系统、通信系统、照明设备等。
船舶电力系统的设计要求是稳定可靠、高效节能、安全可控。
二、船舶电力系统的最新技术1. 直流微网技术直流微网技术将可再生能源、能量存储系统和传统发电系统相结合，形成具有自治性和互连性的微网。
船舶作为一个封闭的环境，适合采用直流微网技术，可以提高能源的利用效率，减少二氧化碳排放。
2. 高效配电系统传统的船舶配电系统采用交流电供电方式，存在能量传输损失和线缆过重的问题。
高效配电系统利用电力电子器件，将电能转换为直流电，并通过高压直流输电，降低线损和线缆重量。
3. 智能电网技术智能电网技术可以实现对船舶电力系统的运行状态进行监测和控制，优化能源调度和运行管理。
通过传感器和数据通信技术，实现对船舶各个设备的远程监控和故障诊断。
三、船舶电力系统的应用案例1. 混合动力船舶混合动力船舶将传统船舶动力系统与可再生能源设备相结合，实现节能减排。
以液化天然气（LNG）为主要燃料的混合动力船舶在减少碳排放和空气污染方面具有显著效果。
2. 电动推进系统电动推进系统将电能转换为推进力，比传统的机械推进系统更高效节能。
一些船舶采用电动推进系统，如电动小艇、电动巡航船等，减少了噪音和环境污染。
3. 船舶智能化控制系统船舶智能化控制系统通过传感器和自动控制技术，实现对船舶各个设备的智能控制和优化管理。
船舶电力知识点归纳总结
船舶电力知识点归纳总结一、船舶电力系统的构成和原理1.1 电力系统的构成船舶电力系统主要由发电系统、配电系统、动力系统、控制系统和监控系统等组成。
其中发电系统是发电机组、柴油机、燃气轮机等发动机，并经过变压器及开关设备将发电并行输出；配电系统则负责将发电系统提供的电能传送到船舶的各个用电设备；动力系统负责提供船舶的动力，如电动机的启动、加速和调速；控制系统则是对船舶电力系统中的各个组成部分进行控制和保护，以确保船舶电力系统的安全运行。
1.2 电力系统的原理船舶电力系统的原理主要基于电压、电流和功率的传输，其中电压是电力系统的驱动力，电流是载体，功率则是电能的传递和消耗的量。
在船舶的电力系统中，电力的传输是不可逆的，即电能只能在发电系统中由原始能源（如柴油、燃气等）转化成电能并经配电系统传送到设备，通过设备的转换和利用消耗掉。
二、电动机的类型和控制2.1 电动机的类型船舶电动机根据不同的用途和特点，主要分为交流电动机和直流电动机。
直流电动机由于其结构简单、容易控制和起动，广泛应用于船舶的辅助设备、船舶的起重设备、绞车设备等。
而交流电动机则多用于船舶的主船舶电力系统，包括主推进设备、船舶的泵设备和风扇设备等。
2.2 电动机的控制电动机在船舶电力系统中的控制主要包括其启动、加速和调速等。
针对不同的需求，电动机的控制系统也各异。
一般来说，电动机的控制分为手动控制和自动控制。
手动控制是指通过人工操作电机的控制装置开关进行控制，而自动控制则是利用传感器、控制系统和PLC等自动化设备对电动机进行控制。
三、蓄电池和发电机组的重要性3.1 蓄电池在船舶电力系统中的作用船舶电力系统中的蓄电池主要用于应对紧急情况和电源失效的情况。
在船舶电力系统中，蓄电池可以提供短暂的应急电力供应，用于船舶设备的紧急启动和运行，如船舶的应急照明系统、通风系统和通讯设备等。
此外，蓄电池还可以存储太阳能、风能等可再生能源的电能，为船舶提供更多的动力选择。
船舶电力系统
船舶电力系统：电源、配电装置、电力网、电力负载。
电源：将其他形式的能源转变成电能的装置（船上：柴油发电机和蓄电池）配电装置：接受和分配电能的装置，也是对电源、电力网和负载进行保护，监视，测量和控制的装置。
船舶电力网：全船电缆电线的总称。
电力负载（电力负荷）：耗用电能的各种用电设备，将电能转化为其他形式能量的用电设备。
船舶电力系统的特性：1船舶电站容量小2船舶电网线路短船舶电气设备工作环境恶劣。
船舶电力系统的基本参数：电流种类（电制）、额定电压、额定功率、线制。
发电机额定电压400，动力用电设备380照明变压器400|230照明用电设备220.交流三相：三线绝缘系统、中性点接地的四线系统、以船体作为中性回路的三线系统。
电站：船舶电力系统的发电机和主配电板部分。
开关Q把母线分隔成二段，也可以说开关把二段母线连接起来故可以称为母联开关。
形式：1三个各相独立的隔离器2三相隔离开关3三相断路器（有灭弧功能）电站容量负荷计算方法：1三类负荷法-中国、前苏联；需要系数法-日本、西欧。
民用船舶的运行工况：1航行2进出港3离靠码头4停泊5装卸货水上作业6应急7应急8应急发电机工作工况。
三类负荷法：将全船各用电负荷按使用时间的长短分成三类，并且考虑负荷系数和同时系数来进行计算。
三类负荷法计算全船电力负荷时，需将设备负荷在某一运行工况下使用时间的长短。
--分成三类。
1连续使用类负荷2短时或重复短时使用类负荷3偶然短时使用类负荷。
DW-万能式（框架式）空气断路器，（也称自动空气开关）DZ-装置式（塑壳式）空气断路器。
9--船用。
框架式空气断路器组成：1触头系统2灭弧室3自由脱扣机构4过流、失压、分励脱扣器5操作机构6锁扣装置。
灭弧室靠电磁力，是通过电弧的拉长，冷却。
互感器是按一定比例和精度变换电压或电流大小的变换器。
电流互感器（升压）注意事项：1二次侧在工作时不得开路。
（击穿）且不允许设置熔断器保护。
2二侧有一端接地。
船舶电力系统基础知识
1、船舶电力系统组成船舶电力系统主要是由电源、配电装置、电网、负载组成的。
电源：是将机械能、化学能、等能源转变成电能的装置。
船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池。
配电装置：是对电源和负荷进行分配、监视、测量、保护、转换、控制的装置。
配电装置可分为主配电板、应急配电板、分配电板、充放电板电网：是全船电缆电线的总称。
是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷见的中间环节，是将电源的电能输送到负荷端的媒介。
电网根据连接的负荷性质可分为：动力电网、照明电网、应急电网、低压电网、弱电电网。
负荷：船舶负荷大体可以分成舱室机械、甲板机械、船舶照明、通导设备及其他用点设施2．船舶电力系统与陆上电力系统相比的差异1）船舶电站的容量小由于船舶电站的容量小，而某些大负载容量可与单台发电机容量相比，当这样的负载启动时，对电网将造成很大的冲击，因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求。
2）船舶电网输电线路短因为船舶容积的限制，电气设备比较集中，电网长度不长并都采用电缆，所以对发电机和电网的保护比陆上系统的简单。
3）船舶电气设备的工作环境恶劣环境温度高、震动大、相对湿度高等等，都能造成电气设备的损坏、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3．船舶电力系统的基本参数主要是电流的种类、额定电压、额定频率电流分为直流、交流；交流船舶的电气设备在维护、保养等方面工作量比直流船要少很多，且交流电机结构简单、体积小、重量轻、运行可靠，起相应的设备也简单。
交流船舶又分成单相交流电、三相三线绝缘系统、三相四线系统。
三相三线绝缘系统应用最普遍。
这种方式安全可靠，照明电网与动力电网间没有电的直接联系，互相影响小；电网对地绝缘好的时候，船员不小心碰到电网的任何一根线时，不至于造成触电伤亡事故；发生单相接地时，并不形成短路，仍可维持电气设备的正常运行。
三相四线系统，因不是绝缘系统，船员碰到任何一根电网线时，容易发生触电伤亡事故；当发生单相接地故障时，即形成短路，有可能会发生跳电试图，因而船舶较少采用。
船舶电力系统概述
03 船舶电网及配电系统
船舶电网的拓扑结构
01 02
星形结构
船舶电网的电源通过中心点进行分配，各负载从中心点引出，形成星形 结构。这种结构简单，易于维护，但当中心点故障时，整个系统可能受 到影响。
环形结构
船舶电网的电源通过环形线路分配给各负载，每个负载都连接在环路上。 这种结构提高了系统的可靠性和稳定性，但维护起来相对复杂。
要求较高。
环境条件复杂
船舶面临的环境条件较为复杂，包括振动、 湿度、盐雾等，因此要求电力系统设备具 有较好的适应性和耐久性。
空间限制大
船舶空间有限，设备布置紧凑，因此要求 电力系统设备具有较高的集成度和较小的 体积。
节能环保要求高
随着环保意识的提高，船舶电力系统的节 能环保要求也越来越高，需要采取有效的 节能措施和环保技术。
船舶电力系统的故障应对措施
紧急处理
在故障发生时，采取紧急 措施，如切断电源、启动 备用设备等，以防止故障 扩大。
修复损坏设备
对损坏的设备进行修复或 更换，确保船舶电力系统 的正常运行。
恢复系统运行
在设备修复后，逐步恢复 船舶电力系统的正常运行， 确保船舶的安全航行。
船舶电力系统的维护和保养
定期检查
实时监测船舶电力系统的运行状态，收集各项数 据。
船舶电力系统故障诊断
对系统出现的异常或故障进行诊断，及时处理。
3
船舶电力系统远程监控
通过远程监控技术，实现对船舶电力系统的远程 管理。
船舶电力系统的节能和减排
船舶电力系统节能技术
01
采用先进的节能技术和设备，降低能耗。
船舶电力系统减排措施
02
采取有效措施减少污染物排放，保护环境。
船舶电力系统
（三）系统的基本参数 1．电流种类—电制 三相交流电 2．额定电压 动力：电源（发电机）690V，负载480V； 照明：电源（变压器）230V，负载220V。 3．额定频率 60Hz。
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配电板 MSB & ESB
一、主配电板 MSB--main switchboard 由发电机屏、同步屏、负载屏及连接母线（母排） 等组成。 1．发电机控制屏 generator pannel 作用：控制、调节、监视和保护发电机组。关于保 护后面具体讲。 组成：测量仪表[电流表、电压表、频率表]、转换 开关、主开关（含逆功率模块）、指示灯等 2．同步屏 synchronization pannel 主要有同步表、同步指示灯等。用作交流发电机 并车操作。
三、UPS
主要对发电机，VMS,应急灯，CO2消防系统及应急信号灯供电。
四、分电箱 DP
将从主配电屏输送来的电能向不同区域的用电设备进行配电。
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发电机的保护
一、电站保护的任务：切除故障电气设备；发出报 警信号。 要求保护元件具有可靠性、选择性、快速性 和灵敏性。 1．可靠性：保护装置本身必须工作可靠； 2．选择性：电力系统，从发电机到负载，应分级 设置保护装置，使保护具有选择性；系统发生故 障时使离故障电路最近的保护装置动作；其动作 电流或动作延时：短路保护动作整定电流逐级减 少、动作整定延时逐级减少。
（2）、四线制 此接法是三个CT共用一个公共端，可以直接把 非共用端的两根线互掉，然后加负荷到需要值，差动动作即 可 （六）高低压，高低频保护 1、当发电机出现故障时（一般此故障是AVR调节出现问题)，发 电机的电压频率不能维持在正常水平，造成高压高频或者低 压低频，容易对外部设备造成损坏。 2.此保护一般是通过PMS来实现 当电压频率波动超过正负 5% 时，PMS 会启动 1号备机，然后脱 掉故障机，备机合闸。
船舶船舶电力系统解读船舶电力供应和分配
船舶船舶电力系统解读船舶电力供应和分配船舶电力系统是船舶的核心系统之一，负责为船舶提供稳定可靠的电力供应。
船舶电力系统的设计和分配对船舶的正常运行和安全至关重要。
本文将对船舶电力供应和分配进行详细解读。
一、船舶电力供应船舶电力供应是指为船舶提供电能的过程。
船舶电力供应一般有以下几种方式：1.发电机组供电：发电机组是船舶电力系统的主要组成部分，通过发动机驱动发电机转子，产生交流或直流电能。
发电机组可以使用柴油、液化气或者天然气等燃料，也可以使用太阳能电池板等可再生能源。
2.外部供电：在港口或泊位停靠时，船舶可以通过与岸电连接来获取电力供应。
这种方式可以减少船舶发电机组的运行时间，降低燃油消耗和排放。
同时，外部供电还可以为船舶提供更稳定的电力供应。
3.储能设备供电：船舶电力系统还可以配备储能设备，如蓄电池组或超级电容器。
这些设备可以在发电机组负荷较低或停止运行时存储电能，并在需要时释放出来供给船舶使用，提高能源利用效率和电力系统的可靠性。
二、船舶电力分配船舶电力分配是指将电能从电源端分配到不同的用电设备端的过程。
船舶电力分配系统的设计必须充分考虑船舶的用电需求，并合理规划电力线路和设备。
1.主配电系统：主配电系统是船舶电力系统的核心部分，负责将电能从发电机组输送到各个用电设备。
主配电系统必须具备足够的功率和可靠性，通常采用三相交流电方式。
2.次级配电系统：次级配电系统是船舶电力分配的重要环节，将电能从主配电系统进一步分配给船上的各个用电设备。
次级配电系统可以根据用电设备的特点和功率需求进行划分和布置，实现电能的合理利用和分配。
3.应急电源：船舶电力系统还应配置应急电源，用于在主电源故障或停电时提供备用电力。
应急电源一般采用蓄电池或发电机组等方式，以确保电力系统的连续供电和船舶的安全运行。
总结：船舶电力系统的供应和分配是船舶运行的基础，直接关系到船舶的安全和经济效益。
良好的船舶电力供应和分配系统设计可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保证船舶用电设备的正常运行。
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（3）装卸货工况：占运营周期的18%，油船7%。 （4）停泊工况：占运营周期的40%，油船28%
（5）应急工况：主发电机失效、应急发电机启用。
二、 应急发电机容量的确定
1．目的和原则 一般规范都规定客船和500总吨以上的货船应设有独立的 应急电源。它可以是发电机，也可以是蓄电池组。作为 应急电源使用的发电机称为应急发电机。
2．容量确定 确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的电功率， 即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应急报警和信号 装置、火灾探测和报警装置及防火门的固定和释放系统； 在紧急状态下所需要的船内通信设备、应急消防泵、自 动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥控设备、应急时使用 的舵机、动力操作水密门及其指示器、报警器以及其他 需要应急发电机供电的用电设备 。
（1）工作条件比较复杂，工作环境比较恶劣 高温、潮湿、霉菌、振动、倾斜。 要求电气设备进行（防潮、防霉菌、防盐雾）三防处理
（2）与用电设备之间的距离很短，相互影响大 要求短路保护环节全面、可靠、选择性强。
（3）船舶电站容量相对较小。 要求发电机有强行励磁能力，稳压性能好。
第二节 船舶电站容量和发电机组台数的选择
1. 电流种类(电制) 几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。
2. 额定电压等级
世界各国对电压等级的选用与本国陆上电制参数一 致，使船舶电气设备具有通用性。 我国《钢质海船入级规范》规定：非电力推进船舶的 限制电压为500 V，动力负载、具有固定敷设电缆的电 热装置等的额定电压为380 V，照明、生活居室的电热 器限制电压为250 V，额定电压为220 V。
⑥ 厨房设备
电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。 ⑦ 照明设备
机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备，还 包括航行灯、信号灯以及电风扇等。
⑧ 弱电设备 无线电通信、导航和船内通信设备等。
⑨ 自动化设备及其他
自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏 侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推 进电动机、生产机械和专用设备等。
柴油机
发电机
2. 配电装置
对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护， 分配，转换，控制和检测的装置。
根据供电范围和对象的不同可分为主配电板、应急配电板、 动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。
3. 船舶电力网
是全船电缆电线的总称 ，作 用是将各种电源与负载按一 定关系连接起来。根据其所 接负载的性质，可分为动力 电网、低压电网、照明电网、 应急电网和小应急电网等。
第一节 船舶电力系统
一、船舶电力系统的组成
图12-1 典型船舶电力系统简图 • 船舶电源装置 • 船舶配电装置 • 船舶电力网 • 负载 • 控制电器 • 电工测量用仪器、仪表
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图12-1 典型船舶电力系统简图
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1. 船舶电源装置 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。
用电：24V、110V、220V、380V、1KV、3KV、6KV、10KV 发电115V、230V、400V、1.05KV、3.15KV、6.3KV、 10.05KV
3. 额定频率等级 我国采用50Hz/400V， 西欧各国、美国采用60Hz/440V的频率标准。
三、船舶电力系统的特点（与陆电相比）
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2. 确定电站容量的基本原则
电站容量应能满足船舶在各种运行况下的用电量，并有适 当的裕量，确保连续可靠的供电。但从经济性考虑，冗余
功率又不能太大。 3. 发电机组容量和数量的选择原则
发电机组的总容量决定于电站的总容量，发电机组的单 机容量和机组数量由以下几个基本原则确定： ◆单机组容量：最高负荷的80%。 ◆船舶电站必须有备用机组2-3台，最多4台。 ◆各机组的使用寿命应与主机寿命相当 ◆维修管理方便
4. 负载 :用电设备， 按系统可分为以下几类：
① 动力装置用辅机 滑油泵、海水冷却泵、淡水泵、鼓风机等。
② 甲板机械 锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。
③ 舱室辅机 生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服和盘车机等。
⑤ 冷藏通风 空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。
（1）第Ⅰ类负荷：连续使用的负荷；
（2）第Ⅱ类负荷：短时或重复短时使用的负荷；
（3）第Ⅲ类负荷：偶尔短时使用的负荷以及按操作规程 可以在电站尖峰负荷时间以外使用的负荷。
三类负荷的分法与船舶运行工况有关，如在航行工况中 连续使用的负荷属于第Ⅰ类负荷；使用若干小时，停止 使用若干小时的负荷属于第Ⅱ类负荷。在靠离码头工况 中，虽然起锚机的工作时间较短，但在此工况中，它一 直使用，因此也算做第Ⅰ类负荷。
5. 控制电器 主要有各种类型的控制箱、接触器、继电器、各种控 制器和主令电器等。
6. 电工测量用仪器、仪表
船舶上常用的电工测量仪表有万用表、兆欧表、钳形 电流表、交（直）流电压表、电流表、功率表、功率 因数表、频率表、交流并车屏上的整步表、平时用于 检修的直流稳压电源和自耦变压器、示波器等。
二、船舶电力系统的基本参数
一般应急发电机需对舵机之类较大的电动机负载供电，确 定其容量时应考虑最大电机启动电流对电压的影响
三、电站容量的计算
电站容量的计算方法有许多种，海上运输船舶一般都采 用三类负荷法。三类负荷法是一种在电力设备具有较充 分的数据前提下进行全船电力负荷计算的方法。
1．负荷分类
在计算全船电力负荷时，可将负荷按使用情况分为以下 三类：
第十二章 船舶电力系统的组成
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
船舶电力系统 船舶电站容量和发电机组台数的选择 船舶配电装置 船舶电力网 船舶电力系统的继电保护 船舶轴带发电机系统 船舶中压电力系统
内容简介
本章主要介绍了船舶电力系统的组成、特点和 基本功能，对配电装置中的重要设备和部件（ 包括配电板，应急配电板，蓄电池，充放电板 ，岸电箱和万能式自动空气断路器）作了详情 的叙述，此外，对船舶轴带发电机主要类型及 工作原理作了简单介绍。