船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計思考題

1、1.說明船舶電力系統(tǒng)的基本組成部分及其作用。答：船舶電力系統(tǒng)的基本組成有四部分，其作用分別為：①、電源：將其它能源轉(zhuǎn)換成電能，供系統(tǒng)用；②、配電裝置：接受和分配電能，并對電源、電力網(wǎng)和負載進行保護、監(jiān)視、測量和控制；③、船舶電力網(wǎng)：是電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，起連接電源和負載的作用，即將電能傳送給負載；④、負載：將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量。2.船舶電力系統(tǒng)的容量、輸電網(wǎng)絡(luò)和運行環(huán)境與陸地上相比有哪些特點？答：船舶電力系統(tǒng)與陸地上相比，其特點有

2、：①、是一獨立的電力系統(tǒng)，系統(tǒng)的容量小，負載的變化對電網(wǎng)的頻率和電壓的變化影響較大；②、輸電網(wǎng)絡(luò)距離短，線路阻抗小，短路電流的破壞作用大；③、運行環(huán)境惡劣，因此要求船舶電氣設(shè)備具有抵抗?jié)駸帷Ⅺ}霧、霉菌、油氣的能力，且能在傾斜、搖擺、振動和沖擊的條件下可靠工作的能力。3.船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)指什么？為什么采用標準電力系統(tǒng)參數(shù)？答：船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù)是指：船舶主電網(wǎng)的電流種類、額定電壓等級和額定頻率。采用標準電力系統(tǒng)參數(shù)的主要目的是：

3、為了便于船舶電力系統(tǒng)在需要時能與岸電連接；便于船舶電氣設(shè)備在需要時能用其它陸用電氣設(shè)備進行替換使用。4.為什么目前船舶大多采用交流電力系統(tǒng)？答：由于交流電氣設(shè)備（相對于直流電氣設(shè)備而言）具有結(jié)構(gòu)簡單、造價和維修費用低、故障少、可靠性能好、體積小重量輕、維修工作量小等優(yōu)點。所以，目前船舶大多采用交流電力系統(tǒng)。5.船舶電站容量是根據(jù)什么確定的？電站容量為什么不按各用電設(shè)備的最大功率之和計算？答：船舶電站容量是根據(jù)“滿足船舶在各種運行工況下的

4、用電量，并有適當?shù)脑Ａ?，以保證連續(xù)可靠的供電”的基本原則，通過一定的計算并考慮其它因素進行確定的。電站容量不按各用電設(shè)備的最大功率之和計算的原因是因為，各用電設(shè)備并非都同時工作、同時工作的電氣設(shè)備也并非同時達到最大用電功率，若按各用電設(shè)備的最大功率之和計算電站容量，將會造成船舶電站容量比實際需要的容量大，從而造成不必要的浪費。6.為什么發(fā)電機的最高負荷率為80%比較適宜？答：發(fā)電機在80%負荷時其效率較高，最高負荷率為80%既可在較高的

5、效率下運行，也可保證留有適當?shù)脑Ａ?。所以，發(fā)電機的最高負荷率為80%比較適宜。7.選擇發(fā)電機組的臺數(shù)時都考慮哪些問題？答：選擇發(fā)電機組的臺數(shù)時，應考慮的問題有：①、考慮船舶電站必須有備用機組，所以最少應有兩臺機組；②、要考慮各臺機組輪換使用的壽命與船舶推進主機壽命相當；③、要考慮解決好“維修管理方便”和“提高經(jīng)濟性能”之間的矛盾。8.船舶軸帶發(fā)電機優(yōu)越性有哪些？軸帶發(fā)電機有哪些類型？答：船舶軸帶發(fā)電機優(yōu)越性主要有：①、能充分利用船舶主機

6、的功率儲備裕量；②、主機采用低價高熱效的燃料，因而經(jīng)濟性能好；③、航行時降低了機艙的溫度和噪音；④、軸帶發(fā)電機的維修工作量少。軸帶發(fā)電機的類型有：直流和交流兩大類；交流機組又因所配合的螺旋槳的不同，分為定距槳和變距槳兩類機組。9.簡述船舶配電板的組成及功能？答：船舶配電板根據(jù)用途的不同有多種不同形式。其最基本的組成是“負載屏”，主要由負載配電用的空氣開關(guān)組成。根據(jù)用途的不同，有的配電板還具有其它功能屏。如：船舶主配電板，除了負載屏以外，

7、還有發(fā)電機監(jiān)控、測量用的“控制屏”和“并車屏”。10.主配電板與應急配電板之間采用何種連接方式？答：應急電網(wǎng)平時由主配電板供電，只有在應急情況下才由應急發(fā)電機組供電。因此，應急配電板的供電主開關(guān)與主配電板向應急配電板供電聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間應設(shè)有電氣聯(lián)鎖（互鎖），以保證主配電板供電時，應急發(fā)電機不工作。而當主開關(guān)跳閘后，應急發(fā)電機組自動起動并向應急設(shè)備供電。11.簡述萬能式自動空氣斷路器的組成及用途。答：萬能式自動空氣斷路器在船舶主發(fā)電機正常工

8、作時，作為接通斷開發(fā)電機的主開關(guān)；當發(fā)電機工作異常時，又可作為發(fā)電機的短路、過載、欠壓和失壓等故障的保護裝置。萬能式自動空氣斷路器主要由：①、觸頭系統(tǒng)；②、滅弧裝置；③、自由脫扣機構(gòu)；④、操作傳動裝置；和⑤、保護元件，等五部分組成。12.萬能式自動空氣斷路器具有哪些保護功能？這些保護功能如何實現(xiàn)？答：萬能式自動空氣斷路器的保護功能主要有：短路、過載、失壓、欠壓等。這些保護功能的實現(xiàn)分別由“過電流脫扣器”（短路、過載）和“失壓脫扣器”（失

9、壓、欠壓）的動作，并使斷路器的“自由脫扣機構(gòu)”動作來實現(xiàn)的。13.船舶同步發(fā)電機設(shè)有哪些保護？各由什么元件來實現(xiàn)？答：船舶同步發(fā)電機所設(shè)的保護主要有：①、外部短路；②、過載；③、欠壓；④、逆功率等保護。這些保護都可由“綜合保護裝置”或由自動空氣斷路器的“過電流脫扣器”、“失壓脫扣器”及“逆功率繼電器”等元器件來實現(xiàn)。14.什么是發(fā)電機的過載？能否用短路保護裝置實現(xiàn)過載保護？答：發(fā)電機的過載是指發(fā)電機輸出的功率或電流超過了其額定值（但又不

10、至于達到短路時所出現(xiàn)的值）。過載的保護原則是：既要保護發(fā)電機不受損壞，又要避開短時過載而盡量不中斷供電。也就是說，保護值和保護原則都與短路保護不同。所以，不能用短路保護裝置實現(xiàn)過載保護。作為主電網(wǎng)的一部分工作，（主配電板通過應急電網(wǎng)向重要負載提供另一路供電）；當主匯流排斷電時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動斷開，應急配電板單獨向應急電網(wǎng)供電。30.簡述船舶電網(wǎng)的線制及優(yōu)缺點。答：簡述船舶電網(wǎng)的線制主要有：①、三相絕緣系統(tǒng)，特點為：單相接地時不影響三相對稱

11、，仍可短時工作，絕緣性能相對較好，安全可靠；②、中性點接地的三相四線制，特點為：無須照明變壓器，故障易找，但單相故障多，安全可靠性降低。31.船舶電纜的結(jié)構(gòu)及其性能。答：船舶電纜主要由導電芯線、電氣絕緣層和防護套等三部分組成。船舶電纜的主要性能有：傳遞電能和電信號，并能抵抗或減小環(huán)境的不良因素（如：油霧、鹽霧、酸堿和某些熱帶昆蟲及機械震動沖擊等）對電纜的破壞。32.船舶電纜的選擇及敷設(shè)的注意事項？答：①、船舶電纜的選擇應注意的事項主要有

12、：選擇芯線截面時應考慮電纜的發(fā)熱量和線壓降等因素；選擇具體型號時應考慮電纜的防護（套）應能適應其工作環(huán)境的要求。②、船舶電纜的敷設(shè)注意事項主要有：敷設(shè)時應考慮：自身的防護要求，且應不影響、干擾、破壞其它船體部件的強度外形或設(shè)備的正常工作。33.對繼電保護裝置的基本要求答：根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護裝置所承擔的基本任務和作用，一般對繼電保護裝置有四項基本要求1）選擇性指選擇性保護中，若前一級保護裝置拒絕動作，則后一級保護裝置應動作。2）速動

13、性就是要求保護裝置的動作時限應力求短。迅速切除故障可減輕被保護設(shè)備的損壞程度、防止故障蔓延，并減少對非故障電路的影響。3）靈敏性是指對于其保護范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應能力。靈敏性愈高，故障發(fā)覺和切除得就愈早，對系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就愈小。4）可靠性是指裝置本身要能可靠地工作，繼電保護裝置的可靠性主要取決于：保護方式的選擇，裝置本身的質(zhì)量，整定計算和調(diào)試，安裝、維護和檢修質(zhì)量等。34.對船舶電網(wǎng)一般有哪些保護？答：對船舶電網(wǎng)一

14、般應設(shè)有：短路和過載保護，并應設(shè)有電網(wǎng)絕緣監(jiān)測。其中，電網(wǎng)的過載保護一般不專門設(shè)置，因為可利用與其相連的電氣設(shè)備的過載保護來實現(xiàn)。此外，船舶電網(wǎng)接用岸電時，應設(shè)相序和斷相保護。35.船舶電網(wǎng)短路保護的原則有哪些？各由哪些電器元件來實現(xiàn)？答：船舶電網(wǎng)短路保護的原則最主要的是：應該具有較好的選擇性，以保證既準確切除短路故障點，又不造成不必要的大范圍停電。此外，短路保護還可考慮避開設(shè)備同時工作的大電流沖擊而造成的干擾。船舶電網(wǎng)短路保護動作值的

15、整定原則主要有：①、按時間原則的整定，主要由萬能式自動空氣斷路器和熔斷器來實現(xiàn)，保護裝置整定的動作時間朝發(fā)電機方向逐級增大；②、按電流原則的整定，主要由裝置式自動空氣斷路器來實現(xiàn)，整定的動作電流值朝發(fā)電機方向逐級增大。36.為什么船舶電網(wǎng)不設(shè)單獨的過載保護元件？這是否說明船舶電網(wǎng)不會出現(xiàn)過載？答：船舶電網(wǎng)的過載保護不專門設(shè)置，是因為可利用與其相連的電氣設(shè)備的過載保護來實現(xiàn)。各種電氣設(shè)備所設(shè)的過載保護是以其額定工作電流為依據(jù)的，電路的過載

16、就是電氣設(shè)備的過載。因此完全可以用電氣設(shè)備所設(shè)的過載保護來實現(xiàn)電網(wǎng)的過載保護。也就是說，船舶電網(wǎng)不設(shè)單獨的過載保護元件，并不說明船舶電網(wǎng)不會出現(xiàn)過載。37.船舶電站容量是根據(jù)什么確定的？電站容量為什么不按各用電設(shè)備的最大功率之和計算？答：船舶電站容量是根據(jù)“滿足船舶在各種運行工況下的用電量，并有適當?shù)脑Ａ?，以保證連續(xù)可靠的供電”的基本原則，通過一定的計算并考慮其它因素進行確定的。電站容量不按各用電設(shè)備的最大功率之和計算的原因是因為，各用

17、電設(shè)備并非都同時工作、同時工作的電氣設(shè)備也并非同時達到最大用電功率，若按各用電設(shè)備的最大功率之和計算電站容量，將會造成船舶電站容量比實際需要的容量大，從而造成不必要的浪費。38.什么是三類負荷法答：三類負荷法是基于電力負荷分類模型的一種電力負荷計算方法，考慮了艦船電力負荷的特點，將影響負荷變化的因素分別用各自的系數(shù)來表達，從而提高計算精度。39.選擇發(fā)電機組的臺數(shù)時都考慮哪些問題？答：選擇發(fā)電機組的臺數(shù)時，應考慮的問題有：①、考慮船舶電

18、站必須有備用機組，所以最少應有兩臺機組；②、要考慮各臺機組輪換使用的壽命與船舶推進主機壽命相當；③、要考慮解決好“維修管理方便”和“提高經(jīng)濟性能”之間的矛盾。40.船舶電力系統(tǒng)設(shè)計的具體任務是什么？答：決定船舶電網(wǎng)的電壓、頻率和船舶電力系統(tǒng)的配電方式等。選擇電源裝置。主發(fā)臺數(shù)容量，應發(fā)容量，變壓器蓄電池容量設(shè)計配電裝置。主配電板、應急配電板，充放電板的結(jié)構(gòu)的設(shè)計，開關(guān)選擇等設(shè)計船舶電網(wǎng)。全船電網(wǎng)，設(shè)備布置，電纜選擇。船舶電力系統(tǒng)短路電流