3.2 Marine Generators and Switchboard在线视频

大家好 在上一讲我们已经提到

发电机组和配电板是船舶电力系统

最重要的组成部分

船上一般把它们合称为船舶电站

在这节课中

我们来了解一下船舶电力系统的核心

船舶电站

首先我们说一说船舶电站的能量源泉

发电机组 发电机组

是对发电机和驱动它的原动机的合称

对于我国额定功率

为400V的船舶常压电站

一般配置有主发电机组和应急发电机组

主发电机组用于向主电网供电

服务于全船所有的用电设备

远洋船舶的主发电机组数量

一般为3台 最少设2台

也有少数船舶设4台

除了运转机组外

必须有备用机组

各机组的型号一般是相同的

这样比较方便多机组并联运行

而且备件通用 操作 维护要求也一致

船上会对发电机组的使用数量进行规定

一般正常航行的时候

根据功率需求使用1台或2台

机动航行和装卸货期间

要向船舶提供足够的电力储备

一般要求使用2台 停泊时

航行所需的用电设备不再运转

使用1台就可以了

船舶主发电机的原动机一般采用柴油机

并且大多数都是转速

在500-750转/分的中速

四冲程柴油机

这是因为中速柴油机体积小

重量轻 起动性能好

多数自带油泵和水泵

对其他设备的依赖程度小

由柴油机驱动的发电机

叫做柴油发电机

而这时的柴油机

从功能上叫做发电柴油机

俗称 副机

副机 与推进船舶用的 主机 相对应

但它并不能替代主机的功能

这个一定要记住

接下来我们看看应急发电机组

应急发电机组用于主电网失电时

向航行仪器 机舱监控及报警系统

应急照明等安全所需设备供电

应急发电机组都只设1台 平时不用

但需要定期维护以保持随时可用状态

根据《国际海上人命安全公约》的要求

要确保应急发电机组在船舶发生火灾

或其他灾难

而导致主电源失效时能起作用

所以它都安装在机舱之外的应急发电机间

应急发电机的原动机一般是

自起动性能好的高速柴油机

完全不依赖外界设备

就能够迅速起动并持续运转

除了柴油发电机和应急发电机外

有些船上还可能设置轴带发电机

它的原动机是主机

在这张图中

主机一方面经减速齿轮箱驱动螺旋桨

另一方面通过增速齿轮箱驱动轴带发电机

因为主机一般是

油耗率更低的二冲程柴油机

所以轴带发电机的发电成本

比柴油机发电机要低很多

动力装置的效率也会高一些

在用轴带发电机代替柴油发电机工作时

还能降低副机的维护费用和机舱噪音

采用轴带发电机的缺点是

它的价格比柴油发电机贵

还需要在主机输出轴上额外

布置齿轮箱

讲完原动机

我们再来说说发电机

目前 船用发电机一般采用三相

无刷 交流 同步发电机

我们通过一张图

简单了解一下它的结构和工作原理

这种发电机主要由

左侧的励磁机和中部的发电机组成

励磁机转子

旋转整流器和发电机转子

安装在同一根转轴上

我们在中学的时候就学过

磁生电 电生磁

就是耳熟能详的左手定则和右手定则

船用发电机也是这样发出电的

第一步 当原动机起动后

励磁装置利用发电机剩磁电压

产生直流励磁电流

提供给励磁机定子绕组

产生固定的磁场

第二步 励磁机转子绕组

在固定磁场中旋转 感应出三相交变电动势

该三相交流电经过与其同轴的

三相旋转整流器整流 变为直流电

即发电机的转子绕组的励磁电源

第三步 通有直流电的发电机转子绕组

在旋转过程中会产生旋转磁场

第四步 发电机定子绕组位于旋转磁场中

就会感生出三相电动势

并经接线箱将三相交流电输送出去

接下来 我们看看船舶电站的大管家

配电板 船上的配电装置包括主配电板

应急配电板 分配电板

充放电板 岸电箱等

这里我们主要介绍

最重要的两个配电板

主配电板和应急配电板

主配电板是船上最主要的配电装置

主要对发电机和用电设备进行

控制 保护 监测和配电

它一般布置在集控室内

以便轮机人员操作

主配电板一般由十几块

功能不同的控制屏构成

我们挑其中比较重要的几个讲一下

一是发电机控制屏

船上有几台主发电机

就需要设置几台发电机控制屏

它们用来对发电机进行起停控制

参数设置 并实施相关保护

当然 起 停发电机

实际上就是起 停驱动它的副机

除了在发电机控制屏遥控起 停

还可以在发电机组的机旁进行本地起 停

二是并车屏 并车屏

又称同步屏

用来对多台发电机进行并车与解列操作

并车 即把一台发电机与电网中

正在运行的发电机并联运行

共同承担负荷

解列 即把电网中

正在运行的发电机中的一台解除

不再承担负荷

两台发电机想要并联运行

需要满足一些条件

包括 待并机与运行机

或电网 的电压大小相等

相序一致 相位一致

且频率相同 这些条件

就需要通过发电机控制屏

并车屏来实现

目前 大型船舶普遍采用自动化电站

在自动模式下

电站会自主管理多台发电机的运行

电网功率不足时

备用发电机组会自动起动

并与电网并联运行

电网功率富余很多时

控制单元会按照预先设定好的顺序

把其中的一台发电机解列

在有些情况下

比如靠离港期间

即使一台发电机组的功率

就能满足全船需求

为了安全起见

仍然需要保证至少两台发电机组在网运行

这时 就需要通过手动模式

或者半自动模式

将一台备用发电机并入电网

在船上 我们会经常把并车说成并电

它们既能用来表示发电机组的并联动作

也能用来表示发电机组的并联运行状态

只不过 并车是站在副机的角度说的

并电是站在发电机的角度说的

三是负载屏 负载屏

又称馈电屏

包括动力负载屏和照明负载屏两种

通过相应的开关

分别向相应的分配电箱或负载供电

四是组合启动屏

用于直接向重要的船舶负载供电

如为主机服务的滑油泵 冷却水泵等

以确保船舶安全

应急配电板用来控制和监视

应急发电机组的工作状况

并向应急用电设备供电

它一般和应急发电机组一起安装在

应急发电机间

包括应急发电机控制屏

应急负载屏等

应急负载也分为动力负载和照明负载

同学们 这一讲

我们主要介绍了船舶电力系统的核心环节

发电机组和配电板

并详细介绍了

发电机的并车和自动化电站的控制模式

实际上

船舶电站和陆地上的电站是类似的

都会经常面临

多台发电机组并联运行的情况

以上就是本讲的全部内容

同学们再见