船舶电气设备及系统-大连海事大学第15章电力系统频率及有功功率自动调整精品
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船舶电气设备及系统大连海事大学第章船舶甲板机械电力拖动及其电气控制
船舶电气设备与系统
2019/8/29
课件
轮机工程学院船电系
课件
船舶电气设备与系统
2019/8/29
TL
提
升
机
t 4+ t5
t 7+ t8 t +10 t11
构
0 t1+ t2
t
TL
回 转 机
构
0
t3
卸
t 8+ t9
装
t
TL
货
货
变
t 2+t3
幅 机 构
t4
t7
t11
t8 t 9 t10
0 t1 t2
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2019/8/29
课件
4． 对控制电路的要求
（1）电动起货机采用三档调速控制，并能实 现正反转运行。
（2）对电动机设置短路、过载、绕组过热、 失压欠压、缺相保护环节等。
（3）采用主令控制器实现运行操作，以保证 起货机操作灵活，工作可靠。
2019/8/29
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2019/8/29
课件
1．提高生产率 生产率是起货机的重要指标，以每小时的起
货量(t／h)表示，加快提升货物的速度可提高起货 机生产率，但从安全生产的角度来看，提升速度越 高越不安全。为了提高生产率，必须合理确定额定 起货速度。
提高空钩速度可以缩短起货周期、提高生产 率。因为空钩高速时造成生产事故的可能性较小， 一般起货机空钩运行速度比额定起货的速度高出许 多。对电动起货机选用飞轮惯量（GD2）小的电 动机以缩短系统的起动和制动时间也是提高生产率 的一项有效措施。
2019/8/29
船舶电气设备及系统大连海事大学船舶照明系统管理课件
系统之间有电气联锁； 馈线上不设开关； 它应能连续供电30分钟以上。
17.1.4 航行灯信号灯系统
航行灯由前桅灯、主桅 灯、艉灯、左右舷灯和 前后锚灯组成，用于船 舶夜航和指示船舶的状 态和相应位置。驾驶室 设置专用的航行灯控制 箱，由主配电板和应急 配电板两路供电。航行 灯泡一般为60W的双丝 白炽灯。每盏灯具都为 双套，其中一个作备用 ，可在控制箱上切换。
普通白炽灯寿命和光通量受电压波动的影响 较大，当电压升高5%时，灯泡寿命缩短25%；电 压降低5%，其光通量减少18%。
（2）卤钨灯 为克服普通白炽灯的缺点而出现了卤钨白炽灯。
卤钨灯的灯泡尺寸较小，机械强度高，耐压增加 。它的发光效率约是普通白炽灯的两倍，额定寿 命可达2000小时，卤钨灯适用于要求高照度、空 间开阔的场所，例如机舱上部，辅机平台和甲板 等处所的集中照明。
船舶主照明系统分布在船舶内外各个生活和工作 场所，提供各舱室和工作场所以足够的照度。
特点： 主配电板上照明汇流排直接向各照明分电箱供
电，然后由照明分电箱向邻近舱室或区域的照 明灯具供电； 照明电压一般为交、直流110V或220V； 不同舱室和处所均有不同的照度要求； 所有照明灯具均设有控制开关。
船舶电气设备及系介
本章主要介绍船舶照明系统的分 类，船用灯具和控制线路，船舶照明 系统日常维护和常见故障的检查方法 。
§17.1 船舶照明系统分类
船舶照明系统与陆地照明系统不 同，一般分为主照明、应急照明、临 时应急照明和航行灯信号灯照明几种 类型。
17.1.1 主照明系统
灯内汞蒸汽压力高而得名，而 非高电压。
（3）金属卤化物灯
它的外形结构、工作原理、热 启动工作线路与汞灯基本相同，所 不同的是，放电管中除充有汞和氩 气外还加入了金属卤化物气体，此 时，汞蒸汽只作辅助作用，金属卤 化物气体为工作气体。
17.1.4 航行灯信号灯系统
航行灯由前桅灯、主桅 灯、艉灯、左右舷灯和 前后锚灯组成，用于船 舶夜航和指示船舶的状 态和相应位置。驾驶室 设置专用的航行灯控制 箱，由主配电板和应急 配电板两路供电。航行 灯泡一般为60W的双丝 白炽灯。每盏灯具都为 双套，其中一个作备用 ，可在控制箱上切换。
普通白炽灯寿命和光通量受电压波动的影响 较大，当电压升高5%时，灯泡寿命缩短25%；电 压降低5%，其光通量减少18%。
（2）卤钨灯 为克服普通白炽灯的缺点而出现了卤钨白炽灯。
卤钨灯的灯泡尺寸较小，机械强度高，耐压增加 。它的发光效率约是普通白炽灯的两倍，额定寿 命可达2000小时，卤钨灯适用于要求高照度、空 间开阔的场所，例如机舱上部，辅机平台和甲板 等处所的集中照明。
船舶主照明系统分布在船舶内外各个生活和工作 场所，提供各舱室和工作场所以足够的照度。
特点： 主配电板上照明汇流排直接向各照明分电箱供
电，然后由照明分电箱向邻近舱室或区域的照 明灯具供电； 照明电压一般为交、直流110V或220V； 不同舱室和处所均有不同的照度要求； 所有照明灯具均设有控制开关。
船舶电气设备及系介
本章主要介绍船舶照明系统的分 类，船用灯具和控制线路，船舶照明 系统日常维护和常见故障的检查方法 。
§17.1 船舶照明系统分类
船舶照明系统与陆地照明系统不 同，一般分为主照明、应急照明、临 时应急照明和航行灯信号灯照明几种 类型。
17.1.1 主照明系统
灯内汞蒸汽压力高而得名，而 非高电压。
（3）金属卤化物灯
它的外形结构、工作原理、热 启动工作线路与汞灯基本相同，所 不同的是，放电管中除充有汞和氩 气外还加入了金属卤化物气体，此 时，汞蒸汽只作辅助作用，金属卤 化物气体为工作气体。
船舶电气设备及系统大连海事大学船舶照明系统管理PPT55页
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
机动船 船长7米以下，航速7节以下
白色环照灯
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
Байду номын сангаас
2021/7/18
课件
机动船 船长12米以下
白色环照灯，左右舷灯
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
机动船 船长50米以下
船舶电气设备及系统大连 海事大学船舶照明系统管
理
自信是向成功迈出的第一步
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
第17章 船舶照明系统管理
§17.1 船舶照明系统分类 §17.2 船舶常用灯具与控制线路 §17.3 船舶照明系统的维护保养 §17.4 船舶照明系统的常见故障检查
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
非机动船 帆船（2）
红/绿环照灯，左右舷灯，尾灯
轮机学院电气及自动化教研室
失去控制的船舶(对水无移动)
前
左
后
右
当对水移动时，除号灯外，还应显示两盏舷灯 和一盏尾灯
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
§17.2 船舶常用灯具与控制线路
17.2.1 船舶常用灯具的基本类型
普通白炽灯寿命和光通量受电压波动的影响 较大，当电压升高5%时，灯泡寿命缩短25%；电 压降低5%，其光通量减少18%。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/7/18
课件
（2）卤钨灯
为克服普通白炽灯的缺点而出现了卤钨白炽灯。
船舶电气设备及系统大连海事大学第章船舶电站自动化-资料
S7-315-2DP
OP
现场设备
轮机学院电气及自动化教研室
3. 发电机的过电流、逆功率保护，按照三个 等级对非重要负载自动卸载，依据电网功 率余量自动或手动停止发电机组
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/2/27
课件
4. 发电机自动并车，自动调频调载
5. 短路保护
6. 在液晶显示操作单元上可以显示故障诊断 信息
7. 大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具 有自动逐步转移负载功能，在起动发电机 组时，可设置多次起动尝试
上述4个单元安装于每台发电机组的配电板上， 其中OP7型液晶显示操作单元和电压表、电流表、 功率表、频率表、控制开关和指示灯等一样，安 装于配电板的正面，以便于操作。
PMA-71系统的这种布置既适合分布布置的配电板 （即每1套PMA 71装置可以安装于每台分布布置 的发电机配电板上），也适合于在控制多台发电 机的集中主配电板间的布置。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/2/27
课件
信息通讯
每一台发电机组中，所属的PLC、GENOP 71和 OP7各单元之间通过高速可靠的Profibus DP 型现 场总线相互通讯。
各台发电机之间的控制信息的通讯则是通过 所属PLC上CPU模块的MPI多口通讯接口（类似RS 485通讯）的光纤总线传递信息 。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2020/2/27
课件
4、船舶电站的综合保护（包括发电机组机
电故障的自动处理与报警）；
5、运行状态显示及故障监视（包括全船断 电，欠频监视），系统给定参数的监视 与修改。
实现上述基本功能的船舶电站自动化系统 （也称作船舶电力自动管理系统）
船舶电气设备及系统大连海事大学 电与磁PPT课件
ΔPFe= ΔPh+ ΔPe
第35页/共48页
轮机学院电气及自动化教研室
课件
电磁铁
船舶电气设备及系统
电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分
第36页/共48页
轮机学院电气及自动化教研室
课件
电磁吸力
船舶电气设备及系统
电磁吸力的大小与经过 气隙进入衔铁的磁力线 的多少及其分布有关, 它 与气隙的磁通或磁密B0 的平方成正比, 与气隙截 面S0成正比。
磁畴
磁化
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轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
2) 磁饱和特性 B-H 曲线, 或称磁化曲线, 可通过实验获得。
磁化曲线大致可分成三段:
ab段为非饱和段（线性 电抗器）
bc段为半饱和段（普通 电机、变压器的铁心）
c点以后为饱和段（饱 和电抗器）
B—H磁化曲线与μ—H曲线
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第40页/共48页
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
交流电磁铁
Φ
i
交流励磁线圈电路的特点
Φ
u
eL
交流激励
e
线圈中产生感应电势
第41页/共48页
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
交流电磁铁
Φ和Φ 产生
电路方程： 的感应电势
i
Φ
Φ
u uR (el ) (e ) u
第34页/共48页
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
涡流损耗(ΔPe)：当 铁心中磁通发生变化 时, 在铁心内引起感 应电动势和电流(即 涡流)。由于涡流在 铁心中造成的功率损 耗。(电磁炉利用这 一特点)
船舶电气设备与系统
临时应急照明的设置地点与应急照明基本相同;但临时应 急照明只有在主照明和应急照明都失电时才会照亮
临时应急照明必须采用蓄电池组供电;并应保证当主电网 及应急电网失电或者电压降至’40％ 额定值时能自动接 通;主电网及应急电网电压恢复时能自动切断
临时应急照明系统不得采用荧光灯为光源;更不得设置就 地开关
4 电力推动系统
4 2 电力推进的优缺点
4 2 1 优点
可采用中 高速原动机;以减小体积和重量
原动机可在最大限度上统一化;以至标准化;从而可减少备品;提高互换
性
提高船舶的营运率
有利于船舶总体布置;也便于建造和营运管理
可更合理地选择螺旋桨的尺寸和转速;不必受原动机的限制;从而使螺旋
3 照明系统
3 2 照明灯具：
由于船上的环境条件比陆地上苛刻;因而对船舶灯具的结构 和型式有着更高的要求;设计中选用船舶灯具时;除了遵照规范及 有关标准的要求外;还应注意下列问题：
船用灯具的材料应该是坚固 轻巧 美观;并能满足使用环境的要求
结构要牢固 零部件不易落下 防震性好； 防潮 防水性好;尤其是露 天安
3 照明系统
3 1 照明系统的分类：
3 1 1 船舶照明按其功能大致可如下分类：
室内照明
舱室主体照明
局部辅助照明
娱乐美化气氛照明
室外照明
室外通道照明
室外工作照明甲板照明
探照灯和投光灯
航行信号灯
3 照明系统
3 1 照明系统的分类：
3 1 2 大多数按供电方式分类非严格：
正常照明系统———船舶主电源供电
3 照明系统
3 1 2 2 应急照明系统
对载有滚装货的客船;除上述要求外;还必须在所有的旅客公
临时应急照明必须采用蓄电池组供电;并应保证当主电网 及应急电网失电或者电压降至’40％ 额定值时能自动接 通;主电网及应急电网电压恢复时能自动切断
临时应急照明系统不得采用荧光灯为光源;更不得设置就 地开关
4 电力推动系统
4 2 电力推进的优缺点
4 2 1 优点
可采用中 高速原动机;以减小体积和重量
原动机可在最大限度上统一化;以至标准化;从而可减少备品;提高互换
性
提高船舶的营运率
有利于船舶总体布置;也便于建造和营运管理
可更合理地选择螺旋桨的尺寸和转速;不必受原动机的限制;从而使螺旋
3 照明系统
3 2 照明灯具：
由于船上的环境条件比陆地上苛刻;因而对船舶灯具的结构 和型式有着更高的要求;设计中选用船舶灯具时;除了遵照规范及 有关标准的要求外;还应注意下列问题：
船用灯具的材料应该是坚固 轻巧 美观;并能满足使用环境的要求
结构要牢固 零部件不易落下 防震性好； 防潮 防水性好;尤其是露 天安
3 照明系统
3 1 照明系统的分类：
3 1 1 船舶照明按其功能大致可如下分类：
室内照明
舱室主体照明
局部辅助照明
娱乐美化气氛照明
室外照明
室外通道照明
室外工作照明甲板照明
探照灯和投光灯
航行信号灯
3 照明系统
3 1 照明系统的分类：
3 1 2 大多数按供电方式分类非严格：
正常照明系统———船舶主电源供电
3 照明系统
3 1 2 2 应急照明系统
对载有滚装货的客船;除上述要求外;还必须在所有的旅客公
船舶电气设备及系统大连海事大学 辅助机械的电力拖动与控制PPT教案
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泵浦的自动切换控制原理基本相同，现以主滑 油泵为例进行分析。主滑油泵的控制单元是 SCU-AT7。
第11页/共17页
图中LP为检测同组两台主滑油泵出口压力的压力开关，连接至PLC控制屏的I/O电路 ，用于监测运行滑油泵的出口压力信号。整个控制线路由起动器控制单元（Starter Control Unit）、继电-接触器电路和主电路组成。
第15页/共17页
泵的顺序起动
由于某种原因，电网失电后，所有泵都停 止运行，电网恢复供电后，各组原来运行的泵 应按事先设定的时间顺序逐台起动，防止电网 超负荷。为实现这一功能，将控制单元SCU中 的“MAN/LINK”开关置于“LINK”,与PLC控制 屏之间能够进行通信，每台泵的顺序起动时间 由PLC控制屏设定。如将“MAN/LINK”开关置 于“MAN”，电网失电后，只具备失压保护功 能，当电网恢复供电后，无法实现顺序起动。
起动器控制单元（SCU）
组合屏中绝大部分起动控制单元的硬件结构，由核心单 元PLC和中间继电器组成
手动起动和停止
泵的自动切换和顺序起动 泵的自动切换 泵的顺序起动
第12页/共17页
第13页/共17页
(3)输出触点4断开(4，) 保终持止就起地动和，组合起动 并发出起动失屏败的信运号行。指示灯继续点 亮
(4)起动(带失灯败(按3复)(钮848位)切)触按保断加点输钮持定热保出触与自吸子控持模同摸其8触动合加通制88块5组屏它器8继X停热信A运泵起P8电止继器模8L行切停器通继C续电块继通换操电电源电信作吸器器合并自6锁S通电(2吸)6合S闭合，接触器88A
通电吸合
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泵的自动切换
在三种情况下备用泵将自动切换起动：
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泵浦的自动切换控制原理基本相同，现以主滑 油泵为例进行分析。主滑油泵的控制单元是 SCU-AT7。
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图中LP为检测同组两台主滑油泵出口压力的压力开关，连接至PLC控制屏的I/O电路 ，用于监测运行滑油泵的出口压力信号。整个控制线路由起动器控制单元（Starter Control Unit）、继电-接触器电路和主电路组成。
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泵的顺序起动
由于某种原因，电网失电后，所有泵都停 止运行，电网恢复供电后，各组原来运行的泵 应按事先设定的时间顺序逐台起动，防止电网 超负荷。为实现这一功能，将控制单元SCU中 的“MAN/LINK”开关置于“LINK”,与PLC控制 屏之间能够进行通信，每台泵的顺序起动时间 由PLC控制屏设定。如将“MAN/LINK”开关置 于“MAN”，电网失电后，只具备失压保护功 能，当电网恢复供电后，无法实现顺序起动。
起动器控制单元（SCU）
组合屏中绝大部分起动控制单元的硬件结构，由核心单 元PLC和中间继电器组成
手动起动和停止
泵的自动切换和顺序起动 泵的自动切换 泵的顺序起动
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(3)输出触点4断开(4，) 保终持止就起地动和，组合起动 并发出起动失屏败的信运号行。指示灯继续点 亮
(4)起动(带失灯败(按3复)(钮848位)切)触按保断加点输钮持定热保出触与自吸子控持模同摸其8触动合加通制88块5组屏它器8继X停热信A运泵起P8电止继器模8L行切停器通继C续电块继通换操电电源电信作吸器器合并自6锁S通电(2吸)6合S闭合，接触器88A
通电吸合
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泵的自动切换
在三种情况下备用泵将自动切换起动：
船舶电气设备及系统大连海事大学第章船舶甲板机械电力拖动及其电气控制-PPT精选
0 t1 t2
t5 t6
t 9+ t10
t12
t
图9-5 各电动机轴上所受力矩的 简化负载图
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2019/10/8
课件
回转式电动起货机的工作过程为：
（1）t1时间为吊起货物阶段，同时伸距由最小到 最大。
（2）t2时间为继续吊货至需要高度， Nhomakorabea时开始回 转。
（3）t3时间为回转至需要位置，伸距同步由最小 开始变大。
来表示，见图9-5。图中纵坐标 ， ， 分别
为提升机构，回转机构和变幅机构的电动机轴 上的负载力矩，横坐标为T 时L T间L/ tT。L//
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
课件
1 提升机构电动机 2 变幅机构电动机 3 旋转机构电动机
2019/10/8
图9-4 克令吊结构示意图
返回
轮机工程学院船电系
舶起货机把可编程控制器和单片机引入到控制系统
中来，使其调速系统更为可靠，性能更佳。
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2019/10/8
课件
3．工作的可靠性要求高
甲板机械及其机电设备的高可靠性运行，这是由船 舶的特殊性所决定的。除了要求它们可靠运行外， 还要方便日常管理和维护，一旦发生意外故障，则 要求故障部分能迅速恢复和切除，尽最大可能保持 供电和继续运行。
表 9-1为甲板机械两种驱动方式的性能及有关 情况。
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2019/10/8
课件
表9-1 甲板机械两种驱动方式的比较
适用范 围
电 油船、 气 化学品 传 船不宜 动 采用
船舶电气设备及系统大连海事大学同步电机
当转子由原动机以恒定转速驱动。极性相间的励 磁磁场随轴一起旋转，并依次切割定子各相绕组 （相当于绕组导体反向切割励磁磁场）。定子三 相电枢绕组就会感应出大小和方向按周期性变化 的交变正弦电动势。由于三相电枢绕组在空间相 差120º电角度，三相电动势相位也相差120º。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/8/5
课件
2、凸极同步发电机的电压方程和相量图
不考虑磁饱和时同步发电机负载运行时物理量的关系：
If
Ff
•
•
0
E0
•
I
Fa
F ad
•
ad
•
•
E ad
•
•
E
F aq
aq
E aq
•
•
•
E
j I X
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
U0 f (If )
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
课件
同步电机的空载特性
E0,0 气隙线
空载特性
U N
UN
2021/8/5
o
I f0
If ,F
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2021/8/5
课件
2）同步发电机的短路特性
短路特性可由三相稳态短路试验测得，试 验线路如图所示。将被试同步电机的电枢 端点三相短路，用原动机拖动被试电机到 同步转速，调节励磁电流If使电枢电流I从 零起一直增加到1.2IN左右，便可得到短路 特性曲线，如图所示。
由以上两式可得
f pn 60