船舶配電裝置和配電系統(tǒng).ppt

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高級(jí)電工培訓(xùn)課程第三講 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 配電裝置概述船舶電源發(fā)出的電能需要經(jīng)集中控制后分配給各用電設(shè)備使用 這種對(duì)電能進(jìn)行集中控制和分配的裝置稱為配電裝置 配電裝置的主要功能 1 正常運(yùn)行時(shí)接通和斷開電路 2 電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí) 保護(hù)裝置動(dòng)作 切斷故障元件或發(fā)出報(bào)警信號(hào) 3 測(cè)量和顯示運(yùn)行中的各種電氣參數(shù) 如電壓 頻率 電流 功率 絕緣電阻等 4 進(jìn)行某些電氣參數(shù)或有關(guān)的其他參數(shù)的調(diào)整 如電壓 頻率 轉(zhuǎn)速 的調(diào)整 5 對(duì)電路狀態(tài) 開關(guān)狀態(tài)以及偏離正常工作狀態(tài)進(jìn)行信號(hào)指示 2 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 配電裝置的主要功能 1 主配電板 對(duì)船舶主發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電功率及向全船用電設(shè)備供電進(jìn)行通斷 監(jiān)視 控制和保護(hù)的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的組合裝置 2 應(yīng)急配電板 用于控制由應(yīng)急發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率 并在船舶應(yīng)急狀況下 對(duì)有關(guān)旅客和船員安全所必需的電力負(fù)載進(jìn)行配電的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的組合裝置 它往往包括應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)裝置 船用蓄電池的充放裝置及應(yīng)急配電板的電源母線切換裝置等 3 區(qū)配電板 用于對(duì)其他區(qū)配電板 分配電板或最后分路供電進(jìn)行控制的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的組合裝置 3 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 4 分配電板 用于對(duì)最后分路進(jìn)行配電的帶有一個(gè)或多個(gè)過電流保護(hù)設(shè)備的組合裝置 最后分路是指位于分配電板最后一級(jí)過電流保護(hù)裝置后面的那部分布線系統(tǒng) 區(qū)配電板和分配電板有時(shí)并不分開 統(tǒng)稱分配電板 根據(jù)供電負(fù)載的性質(zhì) 可分為動(dòng)力 照明 無線電等不同的分配電板 分配電板和區(qū)配電板的外殼應(yīng)用滯燃材料制成 并具有只有專門人員才能開啟的門 5 集中綜合控制板 對(duì)主機(jī) 輔機(jī)和發(fā)電機(jī)等進(jìn)行集中控制和監(jiān)視的裝置 設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的集控室中 制成桌形或工作臺(tái)式 通常稱為機(jī)艙集控臺(tái) 在上面裝有多點(diǎn)巡回檢測(cè)裝置和數(shù)據(jù)處理裝置等 6 組合啟動(dòng)板 一般都與主配電板放置在一起 也有個(gè)別放置在被控設(shè)備的附近 4 IP防護(hù) 是對(duì)固體和液體入侵防護(hù) 只存在與帶電體接觸危險(xiǎn)環(huán)境IP20 存在滴水和機(jī)械傷害的艙室環(huán)境IP22 水和機(jī)械傷害危險(xiǎn)較大的機(jī)器處所IP34 水和機(jī)械傷害危險(xiǎn)較大的艙室處所IP44 附具 附屬器具 IP55 噴水 粉塵 嚴(yán)重機(jī)械傷害危險(xiǎn)為IP55和IP56 大量水浸入危險(xiǎn)的露天甲板為IP56 爆炸危險(xiǎn)除防爆功能外 還應(yīng)滿足相應(yīng)處所的防護(hù)等級(jí) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 二 主配電板主配電板的組成和各部分的作用和特點(diǎn)主配電板是船舶電力系統(tǒng)中最主要的配電裝置 一般來說 不能距離主發(fā)電機(jī)組太遠(yuǎn) 一般裝于機(jī)艙集控室 由多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的落地箱柜組成 每個(gè)柜稱為一個(gè)屏 船舶主配電板 負(fù)載屏 發(fā)電機(jī)控制屏 并車屏 主配電板主要由發(fā)電機(jī)控制屏 負(fù)載 配電 屏 組合起動(dòng)屏 并車屏 組成 組合起動(dòng) 并車 屏本不屬于主配電板范圍 由于放置在主配電板兩旁 并由匯流排與主配電板相連而成為負(fù)載配電屏的一部分 但又不同于負(fù)載配電屏 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 1 發(fā)電機(jī)控制屏發(fā)電機(jī)控制屏是用來控制 調(diào)節(jié) 監(jiān)視和保護(hù)發(fā)電機(jī)組的 每臺(tái)發(fā)電機(jī)組均需配備有單獨(dú)的控制屏 控制屏面板分上 下或上 中 下幾個(gè)部分 上部分安裝測(cè)量?jī)x表 轉(zhuǎn)換開關(guān) 指示燈等 中部安裝主要電源開關(guān) 電磁按鈕 指示燈等 下部安裝勵(lì)磁裝置 電抗器等沉重設(shè)備 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)控制屏上配置的儀表和設(shè)備有 電流表及轉(zhuǎn)換開關(guān) 電壓表及轉(zhuǎn)換開關(guān) 頻率表 功率表 整步機(jī)及其轉(zhuǎn)換開關(guān) 并車時(shí)用以指示全部發(fā)電機(jī)的待機(jī) 并機(jī)狀態(tài) 電網(wǎng)頻率差和相位差 原動(dòng)機(jī)調(diào)速開關(guān) 框架式自動(dòng)空氣斷路器 逆功率繼電器 用于并車運(yùn)行時(shí)做發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)用 每臺(tái)發(fā)電機(jī)1個(gè) 發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制裝置及必要的互感器 必要的電磁操作按鈕及相關(guān)指示燈 13 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 負(fù)載屏負(fù)載屏主要負(fù)責(zé)對(duì)各饋電線路進(jìn)行控制 監(jiān)視和保護(hù) 并通過裝在負(fù)載屏上的饋電開關(guān)將電能供給船上各用電設(shè)備或區(qū) 分配電板 供電給動(dòng)力負(fù)載的負(fù)載配電屏稱動(dòng)力負(fù)載屏 供電給照明負(fù)載的稱為照明負(fù)載屏 組合起動(dòng) 并車 屏也是負(fù)載屏 但該屏上的負(fù)載都是較重要的大型設(shè)備 如主機(jī)滑油泵 主機(jī)海水泵 主機(jī)循環(huán)冷卻水泵 艙機(jī)等 這些負(fù)載都有測(cè)量電流用的電流表及轉(zhuǎn)換開關(guān) 還有表示運(yùn)行狀態(tài)的指示燈 負(fù)載屏上一般還有與岸電箱相連的岸電開關(guān) 還帶有電度表 電壓表 電流表用來計(jì)算岸電供給的電能 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 3 組合起動(dòng) 并車 屏 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 主要功能 對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行并車 整步操作組成 同步表 同步燈 轉(zhuǎn)換開關(guān) 操縱按鈕 開關(guān) 自動(dòng)并車裝置 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 新型船舶主配電板的功能及特點(diǎn) 1 更小 更輕 更適應(yīng)批量生產(chǎn)的要求 2 用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)科學(xué)計(jì)算 合理根據(jù)負(fù)荷大小選用運(yùn)行機(jī)組 使機(jī)組保持經(jīng)濟(jì)狀態(tài) 3 將可編程控制器 PLC 用于控制回路 實(shí)現(xiàn)更多智能控制 取消觸點(diǎn)方式 4 使用微機(jī) PC 控制自動(dòng)并車及自動(dòng)負(fù)荷分配 減小體積 提高性能 減少人力使用 5 使用靜止型保護(hù)繼電器 提高可靠性 6 使用繼電器組件和轉(zhuǎn)換器 7 負(fù)載屏斷路器橫向設(shè)置 方便接線 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 3 對(duì)主配電板常用零部件的要求 1 匯流排匯流排是指配電盤中用銅質(zhì)裸條排制成的用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)電源引出線和各種電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)銅排 也稱連接母線 它具有外形美觀大方 通過電流大 散熱條件好 并聯(lián)接頭方便等優(yōu)點(diǎn) 一般要求如下 匯流排及其連接件應(yīng)為銅質(zhì) 一般采用紫銅 匯流排的連接處應(yīng)做防腐和氧化處理 匯流排的最大溫升為45度 交流三相四線制中性線匯流排的截面積 應(yīng)不小于相應(yīng)匯流排截面積的50 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 主匯流排分段 與主匯流排相連的發(fā)電機(jī)的容量超過1000kW時(shí) 主匯流排至少應(yīng)分為兩部分 這兩部分之間可用負(fù)荷開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)連接起來 主配電板和應(yīng)急配電板中通常設(shè)有匯流排 在電氣絕緣方面 按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和CCS的要求 主配電板和應(yīng)急配電板中的裸主匯流排應(yīng)具有下表所列的最小電氣間隙和最小爬電距離 匯流排的顏色 相序 極性及安裝的相互位置應(yīng)符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)船級(jí)社 CCS 的要求 滿足下表規(guī)定 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 船用測(cè)量?jī)x表 測(cè)量?jī)x表的精密度等級(jí)在1 5級(jí)到2 5級(jí)之間 測(cè)量?jī)x表應(yīng)符合 電壓表刻度上限不小于額定電壓的120 并且刻度上有額定電壓標(biāo)記 電流表刻度上限不小于額定電流的130 并且刻度上有額定電流標(biāo)記 供并聯(lián)運(yùn)行的功率表 應(yīng)能分別指出逆電流和逆功率15 的數(shù)值 功率表上也應(yīng)有表示額定值的標(biāo)記 頻率表應(yīng)有 10 額定頻率的刻度 調(diào)速器應(yīng)配有調(diào)速馬達(dá)控制旋鈕 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 3 互感器 互感器的作用 電壓互感器副邊額定電壓為100V 電流互感器副邊額定電流為5A 或1A 測(cè)量?jī)x表 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置都接在互感器的副邊 只要改變互感器的變比 同一塊電壓表或電流表便可以測(cè)量任意數(shù)值的高電壓或大電流了 用來使儀表 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置通過互感器與原邊的高電壓和大電流隔離 這樣可避免主電路的高壓直接引入儀表 繼電器的電路中 又可避免儀表 繼電器的故障影響主電路 提高了主電路和控制 測(cè)量及保護(hù)電路工作的安全性和可靠性 從而也保證了操作人員的人身安全 通過互感器的不同型式的連接 可以獲得我們所需要的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置所需的任意相電流或電壓的組合 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) II 互感器注意事項(xiàng) 同名端 不可接錯(cuò) 電流互感器副邊必須接地 電壓互感器副邊不能短路 用熔斷器保護(hù) 運(yùn)行中 電流互感器副邊不能開路 4 斷路器 斷路器應(yīng)為自由脫扣式 其過電流脫扣器的整定值應(yīng)為可調(diào)節(jié)式 動(dòng)力操作的斷路器 應(yīng)設(shè)有人力操作機(jī)構(gòu) 以便在動(dòng)力操作機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)使用 帶熔斷器的 應(yīng)能在熔斷器發(fā)生熔斷時(shí) 不會(huì)導(dǎo)致單相運(yùn)行 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 5 熔斷器 熔斷器應(yīng)為封閉式 其結(jié)構(gòu)要求于熔體熔斷時(shí) 外殼不會(huì)破裂或燒壞 熔化的金屬或散發(fā)的氣體不應(yīng)損壞相鄰的絕緣 熔斷管的額定電流必須大于其所裝熔體的額定電流 熔斷器在額定電流下長(zhǎng)期工作時(shí) 其電纜的連接端頭溫度不應(yīng)超過該電纜的允許最高溫度 熔斷器應(yīng)標(biāo)有其額定電壓 額定電流 額定分?jǐn)嗄芰Φ鹊哪途脴?biāo)志 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 4 主配電板驗(yàn)收 1 構(gòu)造檢查 配電板上安裝的各種電器 原件 儀表等抗震性能 各接地柱及導(dǎo)體連接處的接觸良好 絕緣間隙和絕緣距離應(yīng)符合規(guī)范要求 2 配線檢查 檢查配線是否與接線圖完全一致 對(duì)轉(zhuǎn)換開關(guān) 儀表 指示燈等還要檢查其接線的正確性 檢查接線端子位置 數(shù)量 同一端子應(yīng)檢查端子末端的顏色與符號(hào)是否相同 檢查匯流排的極性與相序是否正確 檢查設(shè)備面板移動(dòng)時(shí)是否影響絕緣導(dǎo)線的連接 3 動(dòng)作 通電 檢查 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 斷路器接通和斷開試驗(yàn) 指示燈 報(bào)警回路試驗(yàn) 接地指示燈試驗(yàn) 儀表與繼電器試驗(yàn) 同步檢測(cè)電路試驗(yàn) 連鎖試驗(yàn) 4 溫升試驗(yàn)測(cè)試在額定電壓和規(guī)定電流下 各個(gè)繞組 線端 匯流排等是否升溫過高 5 耐壓 絕緣強(qiáng)度 試驗(yàn)歷時(shí)一分鐘 對(duì)配電板進(jìn)行試驗(yàn)電壓 1000V加2倍額定電壓 下通電 應(yīng)無擊穿現(xiàn)象 6 絕緣電阻試驗(yàn)?zāi)蛪涸囼?yàn)后 用直流500V高阻表測(cè)量對(duì)地 相間電阻 應(yīng)小于1M 功能 控制 監(jiān)視應(yīng)急發(fā)電機(jī)組組成 控制屏和負(fù)載屏 沒有并車屏和逆功繼電器 因?yàn)閱螜C(jī)運(yùn)行 連接 通過聯(lián)鎖開關(guān)與主配電板連接 正常時(shí) 應(yīng)急配電板由主配電板供電 主電網(wǎng)失電后聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)斷開 由應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電 注意 1 沒有并車屏和逆功繼電器 2 正常時(shí) 是主電網(wǎng)的一部分 應(yīng)急時(shí) 才單獨(dú)工作 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 三 應(yīng)急配電板 船舶主電網(wǎng)與應(yīng)急電網(wǎng)間單線原理簡(jiǎn)圖 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 二 充放電板 功能 1 對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電 2 控制 監(jiān)視充電工作 3 分配低壓用電設(shè)備 4 主 應(yīng)急失電后 能自動(dòng)向小應(yīng)急供電 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶小應(yīng)急照明 操縱儀器和無線電設(shè)備的電源均采用蓄電池 船舶設(shè)置充放電板對(duì)蓄電池進(jìn)行充電 放電 實(shí)現(xiàn)向用電設(shè)備正常供電 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 對(duì)充放電板的要求 1 電源回路中應(yīng)設(shè)有切斷總電源的開關(guān) 熔斷器和指示燈 2 應(yīng)設(shè)有專用的調(diào)節(jié)充電發(fā)電機(jī)組電壓用的勵(lì)磁變阻器 3 為了防止由于充放電機(jī)組因故電壓突然跌落時(shí)蓄電池組倒過來向充電發(fā)電機(jī)供電 在每一充放電回路上均應(yīng)設(shè)有防止逆流的裝置 但如果使用靜止整流器作充電電源 則無需另加 4 應(yīng)設(shè)有用以測(cè)量每一組蓄電池組的充放電電壓表 電流表 5 為確保小應(yīng)急照明 警鈴等應(yīng)急設(shè)備供電可靠性 應(yīng)保證即使在充電狀態(tài)下 一旦發(fā)生應(yīng)急情況仍能向這些設(shè)備放電 6 小應(yīng)急照明回路中必須在主電網(wǎng)失電時(shí) 能自動(dòng)接通蓄電池的放電回路 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 充放電板的工作原理 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電系統(tǒng)是指主配電板及應(yīng)急配電板到用電負(fù)載之間的電纜連線 又稱電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò) 一般將主配電板直接供電的系統(tǒng)稱為一次配電系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò) 而由區(qū) 分配電板供電的系統(tǒng)稱為二次配電系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò) 按IEC標(biāo)準(zhǔn) 其正確定義是 一次配電系統(tǒng)指與發(fā)電機(jī)有電氣連接的系統(tǒng) 二次配電系統(tǒng)指與發(fā)電機(jī)無電氣連接的系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 五 船舶配電系統(tǒng)分類及其供電范圍 1 動(dòng)力配電網(wǎng)絡(luò) 指直接供電給三相異步電動(dòng)機(jī)的配電系統(tǒng) 也包括供電給380V三相電熱負(fù)載的電纜 占全船電能的70 左右 2 正常照明配電網(wǎng)絡(luò) 該系統(tǒng)由照明變壓器通過主配電板中照明負(fù)載屏饋電給各照明分配電板 再由各分配電板供電給全船所有艙室及甲板的照明燈具 3 應(yīng)急電網(wǎng) 應(yīng)急配電板供給應(yīng)急負(fù)載的電纜 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 4 小應(yīng)急電網(wǎng) 由24V蓄電池提供供電至負(fù)載的電纜 5 弱電電網(wǎng) 向全船無線電通訊設(shè)備 各種助航設(shè)備 信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)等用戶供電的低壓直流電網(wǎng)或中頻電網(wǎng) 目前 絕大多數(shù)商船上已不再獨(dú)立設(shè)置弱電電網(wǎng) 動(dòng)力電網(wǎng)和照明電網(wǎng)都由主電源經(jīng)過主配電板進(jìn)行供電的 所以這部分稱為主電網(wǎng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 六 船舶配電方式配電方式是指電源 配電裝置和用電設(shè)備之間電纜的連接方式 1 船舶配電的線制對(duì)于三相交流電船舶 常用方式有 三相三線的絕緣系統(tǒng) 中性點(diǎn)接地的三相四線制 利用船體作中性線回路的三線系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 2 一次配電系統(tǒng)的結(jié)線方式 a b 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 3 重要用電設(shè)備的供電方式 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 4 設(shè)備分配電箱的幾個(gè)基本原則為了減少主配電板上的開關(guān)設(shè)備和節(jié)省主饋電電纜以及便于對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分區(qū)控制 在船舶上除了必須由主配電板直接供電的一部分比較重要的用電設(shè)備外 其余大量的用電設(shè)備都是經(jīng)分配電箱進(jìn)行供電 分配電箱應(yīng)按照如下原則進(jìn)行設(shè)置 為船上同系統(tǒng)服務(wù)或經(jīng)常同時(shí)投入工作的多個(gè)用電設(shè)備可設(shè)置單獨(dú)的分配電箱供電 比如同屬主機(jī)燃油系統(tǒng)的燃油輸送泵 油水分離器 加熱器等 可使用同一個(gè)分電箱供電 安裝位置相近的多個(gè)設(shè)備 可單獨(dú)設(shè)置一個(gè)配電箱 每一個(gè)分配電箱的供電線路不應(yīng)該太多 一般情況下不多于10路 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 5 主電網(wǎng)與應(yīng)急電網(wǎng)的連接方式 本節(jié)主要內(nèi)容有三個(gè)部分1 船舶電纜的構(gòu)造和性能 2 船舶電纜牌號(hào)的選擇 3 電纜的敷設(shè) 電纜和電線的區(qū)別 電線 是芯線外只有絕緣層 電纜 則是芯線外除了絕緣層還有防護(hù)套及鎧裝 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 七 船用電纜 1 船舶電纜的構(gòu)造和性能 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 選擇的任務(wù) 1 型號(hào) 2 芯線截面 型號(hào)選擇 主要根據(jù)用途 環(huán)境條件 敷設(shè)方式 屏蔽要求等四個(gè)方面進(jìn)行選擇 芯線截面選擇 主要根據(jù)載流大小 用電設(shè)備工作制進(jìn)行選擇 選擇時(shí)電纜最大允許載流量一般不小于該線路可能出現(xiàn)的最大電流 具體注意8點(diǎn) 要求 P 225 發(fā)電機(jī)電纜 電動(dòng)機(jī)電纜 分配電板電纜 起貨機(jī)電纜 直流發(fā)電機(jī)的均壓線 交流電纜避免單芯 考慮備用芯線 不允許不同用途共用一條多芯電纜 2 船舶電纜牌號(hào)的選擇 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 總要求 自身防護(hù) 不相互影響 干擾 破壞 敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意 P 226共有7點(diǎn) 敷設(shè)地點(diǎn)應(yīng)避免受損或應(yīng)采取措施 不可敷設(shè)在船殼板上 穿過艙 甲板 遠(yuǎn)離磁羅經(jīng) 便于檢查 遠(yuǎn)離備用電纜 防止干擾無線電設(shè)備 具體方法 電纜槽 管 敷線條 橋形板等 陸上還有瓷夾板 瓷瓶瓷柱 架空線等 3 電纜的敷設(shè) 船舶配電裝置和配電系統(tǒng) 本講到此結(jié)束祝大家工作順利