船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)電源、電力網(wǎng)和負(fù)載進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測(cè)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(fù)載的作用，即將電能傳送給負(fù)載；④、負(fù)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(yùn)行環(huán)境與陸地上相比有哪些特點(diǎn)？答：船舶電力系統(tǒng)與陸地上相比，其特點(diǎn)有

2、：①、是一獨(dú)立的電力系統(tǒng)，系統(tǒng)的容量小，負(fù)載的變化對(duì)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(yùn)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)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(jí)和額定頻率。采用標(biāo)準(zhǔn)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(shí)能與岸電連接；便于船舶電氣設(shè)備在需要時(shí)能用其它陸用電氣設(shè)備進(jìn)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(duì)于直流電氣設(shè)備而言）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)和維修費(fèi)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(diǎn)。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(jì)算？答：船舶電站容量是根據(jù)“滿足船舶在各種運(yùn)行工況下的

4、用電量，并有適當(dāng)?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(jì)算并考慮其它因素進(jìn)行確定的。電站容量不按各用電設(shè)備的最大功率之和計(jì)算的原因是因?yàn)椋饔秒娫O(shè)備并非都同時(shí)工作、同時(shí)工作的電氣設(shè)備也并非同時(shí)達(dá)到最大用電功率，若按各用電設(shè)備的最大功率之和計(jì)算電站容量，將會(huì)造成船舶電站容量比實(shí)際需要的容量大，從而造成不必要的浪費(fèi)。6.為什么發(fā)電機(jī)的最高負(fù)荷率為80%比較適宜？答：發(fā)電機(jī)在80%負(fù)荷時(shí)其效率較高，最高負(fù)荷率為80%既可在較高的

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

6、的功率儲(chǔ)備裕量；②、主機(jī)采用低價(jià)高熱效的燃料，因而經(jīng)濟(jì)性能好；③、航行時(shí)降低了機(jī)艙的溫度和噪音；④、軸帶發(fā)電機(jī)的維修工作量少。軸帶發(fā)電機(jī)的類型有：直流和交流兩大類；交流機(jī)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(jī)組。9.簡(jiǎn)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(fù)載屏”，主要由負(fù)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(fù)載屏以外，

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

8、作時(shí)，作為接通斷開發(fā)電機(jī)的主開關(guān)；當(dāng)發(fā)電機(jī)工作異常時(shí)，又可作為發(fā)電機(jī)的短路、過載、欠壓和失壓等故障的保護(hù)裝置。萬能式自動(dòng)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(jī)構(gòu)；④、操作傳動(dòng)裝置；和⑤、保護(hù)元件，等五部分組成。12.萬能式自動(dòng)空氣斷路器具有哪些保護(hù)功能？這些保護(hù)功能如何實(shí)現(xiàn)？答：萬能式自動(dòng)空氣斷路器的保護(hù)功能主要有：短路、過載、失壓、欠壓等。這些保護(hù)功能的實(shí)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(dòng)作，并使斷路器的“自由脫扣機(jī)構(gòu)”動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的。13.船舶同步發(fā)電機(jī)設(shè)有哪些保護(hù)？各由什么元件來實(shí)現(xiàn)？答：船舶同步發(fā)電機(jī)所設(shè)的保護(hù)主要有：①、外部短路；②、過載；③、欠壓；④、逆功率等保護(hù)。這些保護(hù)都可由“綜合保護(hù)裝置”或由自動(dòng)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(shí)現(xiàn)。14.什么是發(fā)電機(jī)的過載？能否用短路保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)？答：發(fā)電機(jī)的過載是指發(fā)電機(jī)輸出的功率或電流超過了其額定值（但又不

10、至于達(dá)到短路時(shí)所出現(xiàn)的值）。過載的保護(hù)原則是：既要保護(hù)發(fā)電機(jī)不受損壞，又要避開短時(shí)過載而盡量不中斷供電。也就是說，保護(hù)值和保護(hù)原則都與短路保護(hù)不同。所以，不能用短路保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。作為主電網(wǎng)的一部分工作，（主配電板通過應(yīng)急電網(wǎng)向重要負(fù)載提供另一路供電）；當(dāng)主匯流排斷電時(shí)，聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)斷開，應(yīng)急配電板單獨(dú)向應(yīng)急電網(wǎng)供電。30.簡(jiǎn)述船舶電網(wǎng)的線制及優(yōu)缺點(diǎn)。答：簡(jiǎn)述船舶電網(wǎng)的線制主要有：①、三相絕緣系統(tǒng)，特點(diǎn)為：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)不影響三相對(duì)稱

11、，仍可短時(shí)工作，絕緣性能相對(duì)較好，安全可靠；②、中性點(diǎn)接地的三相四線制，特點(diǎn)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(dǎo)電芯線、電氣絕緣層和防護(hù)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(hào)，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(jī)械震動(dòng)沖擊等）對(duì)電纜的破壞。32.船舶電纜的選擇及敷設(shè)的注意事項(xiàng)？答：①、船舶電纜的選擇應(yīng)注意的事項(xiàng)主要有

12、：選擇芯線截面時(shí)應(yīng)考慮電纜的發(fā)熱量和線壓降等因素；選擇具體型號(hào)時(shí)應(yīng)考慮電纜的防護(hù)（套）應(yīng)能適應(yīng)其工作環(huán)境的要求。②、船舶電纜的敷設(shè)注意事項(xiàng)主要有：敷設(shè)時(shí)應(yīng)考慮：自身的防護(hù)要求，且應(yīng)不影響、干擾、破壞其它船體部件的強(qiáng)度外形或設(shè)備的正常工作。33.對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求答：根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置所承擔(dān)的基本任務(wù)和作用，一般對(duì)繼電保護(hù)裝置有四項(xiàng)基本要求1）選擇性指選擇性保護(hù)中，若前一級(jí)保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作，則后一級(jí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作。2）速動(dòng)

13、性就是要求保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)力求短。迅速切除故障可減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度、防止故障蔓延，并減少對(duì)非故障電路的影響。3）靈敏性是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性愈高，故障發(fā)覺和切除得就愈早，對(duì)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(hù)裝置的可靠性主要取決于：保護(hù)方式的選擇，裝置本身的質(zhì)量，整定計(jì)算和調(diào)試，安裝、維護(hù)和檢修質(zhì)量等。34.對(duì)船舶電網(wǎng)一般有哪些保護(hù)？答：對(duì)船舶電網(wǎng)一

14、般應(yīng)設(shè)有：短路和過載保護(hù)，并應(yīng)設(shè)有電網(wǎng)絕緣監(jiān)測(cè)。其中，電網(wǎng)的過載保護(hù)一般不專門設(shè)置，因?yàn)榭衫门c其相連的電氣設(shè)備的過載保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。此外，船舶電網(wǎng)接用岸電時(shí)，應(yīng)設(shè)相序和斷相保護(hù)。35.船舶電網(wǎng)短路保護(hù)的原則有哪些？各由哪些電器元件來實(shí)現(xiàn)？答：船舶電網(wǎng)短路保護(hù)的原則最主要的是：應(yīng)該具有較好的選擇性，以保證既準(zhǔn)確切除短路故障點(diǎn)，又不造成不必要的大范圍停電。此外，短路保護(hù)還可考慮避開設(shè)備同時(shí)工作的大電流沖擊而造成的干擾。船舶電網(wǎng)短路保護(hù)動(dòng)作值的

15、整定原則主要有：①、按時(shí)間原則的整定，主要由萬能式自動(dòng)空氣斷路器和熔斷器來實(shí)現(xiàn)，保護(hù)裝置整定的動(dòng)作時(shí)間朝發(fā)電機(jī)方向逐級(jí)增大；②、按電流原則的整定，主要由裝置式自動(dòng)空氣斷路器來實(shí)現(xiàn)，整定的動(dòng)作電流值朝發(fā)電機(jī)方向逐級(jí)增大。36.為什么船舶電網(wǎng)不設(shè)單獨(dú)的過載保護(hù)元件？這是否說明船舶電網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)過載？答：船舶電網(wǎng)的過載保護(hù)不專門設(shè)置，是因?yàn)榭衫门c其相連的電氣設(shè)備的過載保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。各種電氣設(shè)備所設(shè)的過載保護(hù)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(hù)來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的過載保護(hù)。也就是說，船舶電網(wǎng)不設(shè)單獨(dú)的過載保護(hù)元件，并不說明船舶電網(wǎng)不會(huì)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(jì)算？答：船舶電站容量是根據(jù)“滿足船舶在各種運(yùn)行工況下的用電量，并有適當(dāng)?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(jì)算并考慮其它因素進(jìn)行確定的。電站容量不按各用電設(shè)備的最大功率之和計(jì)算的原因是因?yàn)?，各?/p>

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

18、站必須有備用機(jī)組，所以最少應(yīng)有兩臺(tái)機(jī)組；②、要考慮各臺(tái)機(jī)組輪換使用的壽命與船舶推進(jìn)主機(jī)壽命相當(dāng)；③、要考慮解決好“維修管理方便”和“提高經(jīng)濟(jì)性能”之間的矛盾。40.船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體任務(wù)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(tái)數(shù)容量，應(yīng)發(fā)容量，變壓器蓄電池容量設(shè)計(jì)配電裝置。主配電板、應(yīng)急配電板，充放電板的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開關(guān)選擇等設(shè)計(jì)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