船舶配电装置.pptx

1第一節 概述一、配電裝置的功能船舶配電裝置是按船舶電力系統主接線的要求，把開關設備、保護測量電器、母線和必要的輔助設備組合在一起，構成的，用來接受、分配和控制電能的一體化裝置。船舶配電裝置的主要功能有:(1)接受船舶發電機輸出的電能及對負載分配電能；(2)正常運行時接通和斷開電路；(3)電力系統發生故障或處於不正常運行狀態時，保護裝置動作，切斷故障電路或發出報警信號；(4)測量和顯示運行中的各種電氣參數，如電壓、電流、功率、頻率、功率因數、絕緣電阻等；(5)進行某些電氣參數的調整(如電壓、頻率及轉速的調整);(6)監視電路狀態、開關狀態以及對偏離正常工作狀態進行信號指示等。2二、配電裝置類型船舶配電裝置按其用途的不同可分為下列類型。1.主配電盤MSB(main switch board)又稱為總配電盤，是用於控制和監視主電站所產生的電能，並對全船正常使用的電能進行分配的開關設備和控制設備的組合裝置。2.應急配電盤ECB(emergency switch board)應急配電盤是用於控制和監視由應急電源產生的電力，並在船舶應急狀況下，對人員和船舶安全所必需的電力負載運行配電的開關設備和控制設備的組合裝置。3.充放電盤CHP(charging&discharging panel)充放電盤是用來控制和監視充電電源的工作狀態和蓄電池組的電能分配給船上的低壓用電的設備的裝置。34.分配電盤DB(distribution board)、區域配電盤SB(section board)分配電盤和區域配電盤都是開關和控制的組合裝置，屬次級配電盤。5.岸電箱SC(shore connection box)岸電箱是將岸上電源引入到船舶電網的電源控制箱。除此之外，在有船舶中還專門設有:6.電工試驗盤TP(test panel)裝於電工間，設有全船各種用電器所需的電源，供電工檢修試驗電器設備用。7.停泊配電盤PSB(port duty switch board)用於控制和監視停泊發電機的工作狀況，併對負載停泊狀態下的負載進行配電的配電裝置。8.駕駛室集控盤WHC(wheelhouse group control panel)用來在駕駛室集中控制某些電氣設備，例如探照燈、霧燈、航行燈、信號燈、閃光燈、電鈴、聲力電話、自動電話、甚高頻電話、火警警報、風油切斷按鈕、遇難警報、總動員按鈕、遙控按鈕等。4對於分配電盤，按供電負載的性質又可分成:(1)動力分配電盤(分電箱)P(power distribution);(2)照明分配電盤(分電箱)L(lighting distribution board);(3)應急照明分配(分電箱)EL(emergency lighting distribution board);(4)低壓照明分配電盤(分電箱)LL(low voltage lighting distribution board);(5)低壓分配電盤(分電箱)LV(low voltage distribution board);(6)天線分配電盤(分電箱)RDB(radio distribution board);(7)助航分配電盤(分電箱)NDB(nautical distribution board);5(8)船內通信分配電盤(分電箱)CDB(internal communication distribution board);(9)航行燈控制箱NLB(control box for navigation light);(10)信號控制箱SLB(control box for singnal light);(11)閃光控制箱FLB(control box for flash light);(12)舵機控制箱SGC(steering gear control box);(13)錨機控制箱AWC(anchor windlass control box);(14)空調控制箱ACC(air conditioning control box);(15)組合電動機啟動器GST(group motor starter control box)。6三、對配電裝置的技術要求1.工作條件配電裝置的技術性能指標應符合船用條件下使用要求。2.配電裝置防護船舶配電裝置按其結構形式可分為防護式、防滴式、防水式三種，通常總配電盤和應急配電盤多採用防護式。3.配電裝置結構配電盤結構型式原則上採用垂直，自立，固定面盤式。區域配電盤和分配電盤一般採用全封閉式配電盤。主配電盤和應急配電盤採用面盤上不暴露帶電部件的前蔽式配電盤。額定電壓低於55V的配電盤可以採用開啟式。78船舶配電裝置常用鋼盤(2mm厚)做成箱體式結構。各種開關設備、控制器、電器測量代表、信號指示器及保護電器等均安裝在其上面。配電盤前後應設有堅固的絕緣扶手，使工作人員操作時不會觸及帶電部分。若配電盤後面是開啟的，則其後面的絕緣扶手必須水平安裝。盤後敞開以便維修。儀表、指示燈與轉換開關等小型電器常安裝在盤面上，其安裝位置應便於觀察，大型開關和調整、控制設備安裝於底座上，操作手柄伸出盤面，盤面做成固定形式並安裝在便於操作的位置。配電裝置內電器安裝的位置也應考慮到便於調整、檢修和拆換，配電裝置的構架，底座、盤面、蓋盤等和箱體應有足夠的強度，在震動和衝擊情況下，不應發生有害的變形。配電盤上使用的緊固件，應使用耐腐蝕材料或經防腐蝕處理的碳素鋼製成，作導電用螺釘銷釘應採用銅質材料。94.匯流排主配電盤和應急配電盤中通常設有匯流排。如果沒有特殊規定，匯流排及其連接件必須用紫銅製成。所有連接件應盡可能做到防止電腐蝕。匯流排必須堅固耐久，並能承受於短路而產生的機械力。匯流排截流部分的截面積，應使其在滿載電流時的溫升不超過最大允許溫升，裸導電匯流排的最大允許溫升為45。10在電器絕緣方面，主配電盤和應急配電盤中的裸主匯流排應具有表所列的最小電器間隙和最小爬電距離。表1 最小電氣間隙和最爬電距離相間額定電壓/V最小電器間隙/mm最小爬電距離/mm220級以下1515202025166020203030660級以上2525353511匯流排的顏色、相序、極性及安裝的相互位置應符合表規定。125.試驗配電盤在安裝以前，必須通過下列試驗:對於60500V系統的開關和控制電器運行耐壓試驗，在為了試驗而連接在一起的截流部件與地之間，不同極性的截流部件之間，施加交流(1000V+2UN)電壓、頻率為25100Hz，歷時1min。對於60V以下的系統，應運行500V的耐壓試驗，歷時1min耐壓試驗後，立即用不低於500V的直流電壓測量絕緣電阻，為試驗而連接在一起的截流部件與地之間，不同極性截流部件之間的絕緣電阻不得低於1M。13第二節 主配電盤主配電盤是船舶電力系統的中樞，對全船電力系統的發電和配電的操作、控制、保護、測量及監視等功能都集中在主配電盤上，主配電盤通常由發電機控制盤、併車盤、負載盤及連接匯流排(母線)四部分構成。主配電盤是船舶電能的控制裝置，是根據船舶電力系統圖設計製造的。按實際船舶電系統要求，主配電盤由多塊發電機控制盤、負載盤和併車盤經匯流排進行電氣連接而形成一個整體，其盤櫃的數量取決於電力系統的形式和規模。所有發電機和負載均接至匯流排(母線)上。14圖2為2200t貨船交流主配電盤的單線圖，從圖中可以看到:主配電盤共有7塊盤組成，其中3台主發電機分別設置3塊發電機控制盤，用於對發電機的控制;匯流排採用母線分段方式，設置1塊同步盤，用於主發電機的併車控制;設有3塊負載盤，1塊380V饋電盤用於給380V動力負載和照明變壓器的饋電;1塊220V饋電盤用於給220V照明負載的饋電;1塊組合啟動盤，用於大負載或重要負載和接岸電箱的控制。15一、發電機控制盤1.功能和構成發電機控制盤是用來控制的、調節、監視和保護發電機組的，每台發電機都配有單獨的控制盤。發電機控制盤一般包含有激磁控制部份、發電機主開關及其指示操縱部份、發電機保護部份、儀用互感器及測量儀表等。一般發電機激磁控制部份(自動恆壓或自動電壓調整器等，)安裝在主配電盤中的發電機控制盤的下部，如果空間不夠，也可以放在盤外部，如果空間不夠，但它與發電機控制盤之間應盡量短，此外還應便於調整操作和檢修。發電機主開關安裝於該盤內的中下部，便於操作的地方。其功能是控制發電機向母線輸送電能，同時對發電機起短路和過載保護作用，並具有失壓和分勵脫扣器以利配合其它保護與遙控。此外主開關上還應有與應急電站和岸電的連鎖機構。16同步併車控制部份一般放在該盤後面或側面，所有操縱按鈕及指示燈均安裝於盤面上。發電機的保護和自動化裝置中，除了主開關所具有幾種保護外，尚有逆功率保護。有的發電機還裝有自動化裝置，如自動卸載裝置和自動調頻調載裝置中的測功器、調節器等。測量部份包括轉換開關、儀用互感器和測量儀表等，如透過電流表和轉換開關可以測量任意一相的負載電流，透過電壓表和轉換開關可以測量發電機任意二線間電壓。17為了測量勵磁電流，有的船舶上還有測量機磁電流的電流表。另外還有頻率表、功率因數表、三相功率表等。轉換開關和儀表安裝於盤的上部面盤上、以便於操作和觀察，互感器安裝於盤內。發電機控制盤控制盤結構上常設計成上、中、下三部份，上部的面盤裝有測量儀表、轉換開關及指示燈，一般做成門式結構。中間裝有主電源開關，面盤上裝有主電源開關的操作部件、指示燈、充磁按鈕等。發電機的自動恆壓裝置用的相復勵變壓器、併車用的移相電抗器和激磁變阻器等較沉重的設備安裝在下部。182.主要器件發電機控制盤上安裝的主要器件如下。(1)電流表(A)及轉換開關可分別測量發電機(每台發電機一個)任意一相的負載的線電流，透過轉換開關運行操作。(2)電壓表(V)及轉換開關可分別測量發電機和匯流排任意二線間的電壓(每台發電機一個)，通過轉換開關運行操作。(3)頻率表(Hz)用於測量發電機的頻率(此表指針在不通電時可停留在任一位置)(4)功率表(kW)用於測量發電機的三相總有功功率。(5)功率因數表(cos)用於測量發電機的功率因數。19(6)激磁電流表可分別測量發電機激磁電流。(7)無功功率表用於測量發電機的三相總無功功率(8)原動機調速開關用於調節發電機的頻率和併聯運行時運行有功負荷轉移。開關有”升速”和”降速”兩個方向，併能自動復位到中間位置，它實際上是控制調速伺服電動機正反轉的開關。(9)框架式自動空氣開關發電機主開關通常均採用框架式自動空氣斷路器。主要用於接通與斷開發電機主電路，可對發電機運行過載、短路、失欠壓保護(10)發電機主開關的合閘按鈕、分閘按鈕、充磁按鈕和調速開關(按鈕)。20(11)信號指示燈發電機控制盤上設有指示發電機組狀況的紅、綠指示燈，某些船還裝有黃色指示燈，其涵義為:1.紅色指示燈發電機組啟動成功但未合閘時指示燈亮;2.綠色指示燈發電機主開關合閘供電指示燈亮;3.黃色指示燈發電機組啟動建壓成功主開關已儲能指示燈亮，主開關合閘指示熄滅。(12)發電機激磁裝置(13)逆功率保護及繼電保護裝置。根據船舶類型的不同，構成發電機控制盤的內容不盡一樣，如功率因數表、激磁電流表和無功功率表應按具體要求裝設。21二、併車盤在有多台發動機向電網同時供電的船舶電站中，為了便於控制發電機的併車，主配電盤大多設置有併車盤。在併車盤中安裝有同步指示儀表及相關器件，在併車時可以操縱任一台發電機的調速、投入與切除，實現各發電機的手動、自動或半自動併車。併車盤中安裝的主要器件如下。(1)隔離開關它是將左右兩側母線連通的開關，即母線連絡開關。通常母線聯絡開關不帶負荷，因此採隔離開關;當有帶負荷操作要求時，須採用斷路器。(2)整(同)步表及轉換開關透過轉換開關指示任一台發電機與電網電壓之間的頻率差及相位差。(3)兩個頻率表用於指示電網及待併發電機的頻率，有的船舶採用一個組合式整步表。(4)兩個電壓表用於指示電網及待併發電機電壓，有的船舶採用一個電壓表，通過轉換開關切換測量。22(5)整步指示燈在手動併車時，用於顯示併車的電壓、頻率和相位條件。(6)粗同步併車的電抗器、主接觸器及熔斷器在採用粗同步併車方式的船舶電站中由電抗器、主接觸器及熔斷器等器件構成粗同步併車裝置。(7)準同步併車裝置在採用準同步併車方式的船舶電站中，設置有準同步併車裝置。(8)互感器各類儀表及配電電器所測量或獲取的發電機電壓、電流量均需經過電壓互感器和電流互感器，不可直接從母線上測取。以上器件依併車要求及電力系統特徵不同而各異，並不是都必須設置的。有些船上不專門設置併車盤，而是將併車操作、指示裝置安裝在某一發電機控制盤上。23三、負載盤負載盤主要用於對各饋電迴路運行控制、監視和保護，並透過裝在負載線路上饋電開關將電能供給船上各用電設備或分電箱。供電給動力負載各分路的盤稱為動力負載盤，一般船舶按動力負載的多少可設二到四盤；供電給照明負載的負載盤稱為照明負載盤，一般只需一至二盤。普通負載盤主要由配電開關、熔斷器，部分負載盤還有電流表、電壓表、絕緣監視表(兆歐表M)及轉換開關組成;在照明負載盤上還裝設有變壓器開關及電流表，電壓表及轉換開關等設備。24對於組合啟動類的負載盤主要由配電開關、熔斷器、負載啟停控制環節(接觸器、熱繼電器、啟動與停止按鈕、指示燈、控制電器)等部件組成。負載盤上的配電開關大都採用塑殼式自動空氣斷路器，某些船舶對一些大負載或重要負荷也有採用框架式自動空氣斷路器的。有的負載盤上還可能裝有與應急電盤聯繫的開關和岸電開關。25四、匯流排(母線)匯流排是發電機與負載(或分配電盤)的聯繫橋樑。各發電機發出的電能先送到共用母線及匯流排上，再由匯流排送到負載。有的船舶匯流排由二段或多段組成，各匯流排之間根據需要通過隔離開關接通或斷開。匯流排的連接上能直接反映出全船的供配電狀況。如發電機是併聯運行的，還是單台分區供電的;檢修設備時，如何保證重要用戶不停電;主發電機與應急發電機、岸電之間關係;供電範圍;配電系統的層次結構等。在主配電盤內的匯流排上常接有濾波電容，以防止電源中的諧波過高造成對無線電設備干擾，濾波電容器的電容容量一般為0.5uF。26五、主配電盤結構形式常見的船舶用主配電盤形式如圖3所示。通常根據船舶艙室安裝佈置的要求、監視操作方式來選擇結構形式。271.琴台式鋼琴式配電盤(控制台)是近期發展起來的一種型式。圖為美國FFG-7型護衛艦採用的琴台型配電盤(控制台)。這種形式的配電控制盤將信號警報部分佈置在台的最上部，監視測量代表佈置在中部，主開關等大的操作部件則佈置在下部，空間利用率高、可坐著作業、操作方便，這種形式特適宜操作頻繁的發電機控制盤或併車控制盤。282.盤櫃型盤櫃型是配電盤最常用的一種型式。它可以分盤製作，並一次排列形成如圖所示的長盤。當盤數較少時可將併車盤、發電機控制盤排在中間，配電盤分別排在兩邊。主配電盤每一盤又分成上下兩部份，上面盤一般安裝測量代表及其轉換開關，下面盤安裝發電機主開關或負載配電開關、激磁裝置和調壓器等。這種配電盤一般用於正面監視和操作，盤後維修保養，故前後都需留一定的空間。近年來，主開關空氣斷路器常採用抽屜式，於是有的配電盤乾脆把盤後做成封閉形式，完全靠正面維修保養。這樣不僅改進配電盤的密封功能，而且省去了盤後的維修空間，具有一定的優勢。29盤櫃型配電盤只能站立操作。為了防止船舶在風浪中搖擺、操作人員站立不定，盤的中部應裝有扶手。盤上主開關的操作手柄佈置在操作最方便的高度，各種儀表佈置在齊眉的高度，以便觀察。盤櫃型配電盤的缺點是下部和儀表後部的空間利用率不高。303.檯面型這是一種小型配電控制盤，檯面上主要佈置搖控元件(按鈕、開關等)。它適用於自動化程度較高，且大電流電器和控制電器分開佈置在發電機和併車控制盤上，它較多地作為控制台獨立使用。4.操縱台型這是自動化電站配電控制盤常用的一種形式，並經常和主機控制台合在一起。操縱台型控制盤上的自動監視報警系統常佔據專門的位置，必要的儀表佈置在盤的上部，台面部份安裝控制器件，人員通坐著操作。31六.船舶電站設備佈置1.一般要求(1)主配電盤及發電機組的佈置應盡可能靠近電力負荷較集中的區域，以節約電纜。(2)主配電盤的前後應留有足夠寬的通道。(3)主配電盤的後面和上方不應設有水、油及蒸汽管，油櫃以及其他液體容器。若不能避免時，則應有可靠的防護措施。(4)按規範規定，應急發電機組和應急配電盤應佈置在主甲盤以上的單獨艙室裡，並有出口可通往救生艇甲盤。軍用艦船配有兩台應急發電機時，應分別佈置在艦船的首、尾部。322.主配電盤的佈置(1)主配電盤與發電機組同艙佈置屬於開放式佈置，一般佈置在機艙(或輔機艙)，主配電盤面向發電機組。其優點是電站設備集中，便於處理各種緊急情況。但機艙的高溫、高濕環境會使設備絕緣下降，操作條件惡劣。機艙吵雜的噪音又會分散操作人員的注意力，抑制人員反應能力。因此，電站自動化推廣後，已很少有船舶採用同艙佈置方式。33(2)主配電盤設置在用船用的電站控制內這是一種隔離佈置方式，目的在於改善人員的操作條件。設置控制室在技術方面並不存在太多限制，電站控制室(或稱配電室)通常設在發電機組的同一層或上一層附近，佔據面積不大。多數控制室設有大面積瞭望窗，可以直接觀察發電機組的運行狀態，同時還設有通向發電機組的直接通道。電站控制室中，安裝盤櫃型配電盤較多。按照配電盤佈置要求，常見佈置有I型(狹條型)、U型(矩形)和L型佈置形式，如圖6所示。電站控制室的形式可由實船空間條件確定。為船員創造良好工作環境，控制室還應採取隔音、空氣調節措施。此外尚需要考慮設備維修、通信連絡等相關問題。3435(3)電站主配盤佈置在主機集控室中在主輔機一體化控制的思想指導下，不少船舶將電站控制集中到主機集控室。這種佈置的變化意味著電站控制已不再是孤立的，而轉變成為全船整體控制的一個重要組成部分。主輔機集中控制給電站控制管理提出了以下要求。電站設計需要更多地考慮對主機工作的適應問題。許多船舶主輔機採用了開放式的監控警報系統。電力系統要有較高的集控程度。一些船舶不但將設備供電集中起來，而且連重要輔機的控制也集中到主機集控室，設置輔機集中啟動器盤。電站控制納入集控室後，主配電盤和發電機組的距離增大，對電力設施提出了更高的要求。36在主機集控室進行電站的控制，空間更加寬敝，操作條件得到了進一步的改善。圖7是一種典型的L型佈置方式，配電盤實現電站的控制功能，操縱台則主要實現主機的控制功能。37第三節 應急配電盤應急配電盤用來控制和監視應急的電源的工作情況，併將應急發電機發出的電能，透過應急電網向全船應急負載供電。通常由應急發電機控制盤和應急負載盤組成。一般安裝在船甲板上與應急發電機在同一艙室中，盤上所安裝的儀表和電器與主配電盤基本相同，只是因急發電機總是單機運行的，故不需要併車和逆功率保護裝置。負載盤僅向全船應急負載供電，負載盤可以是動力和照明合為一盤、也可以分成動力盤和照明盤，應急照明負載通過照明變壓器供電。38圖8為某船應急配電盤系統及盤面圖，其應急配電盤由一塊應急發電機控制盤和一塊負載盤組成。應急發電機控制盤包含有發電機組的啟動控制部份、激磁控制部份、發電機主開關及其指示操縱部份、發電機保護部份、與主配電盤間的連鎖部份、儀用互感器及測量儀表等。應急負載盤主要於對380V和220V各類應急負載的饋電，並對其出線迴路進行控制、監視和保護，透過裝在負載線路上的饋電開關將電能供給船上各應急用電設備或分電箱。3940圖8是船舶應急配電盤的典型實例，在圖中可以反映下列設施及其功能。1應急電源應急發電機EG發出的電能經應急發電機控制盤的電源開關ACB引入到AC380V電源母線上，並引至應急負載盤中的AC380V母線，經配電開關(100A的自動開關)形成10路AC380V配電出線，供應急動力負載的電。AC380V的配電出線其中有兩路分別400V/230V照明變壓器，變成AC220V電源再回引到應急負載盤中的AC220V母線上，經配電開關(63A的自動開關)形成19路AC220V配電出線，供應急照明負載的用電。應急發電機的參數:(1)額定電壓為AC400V;(2)額定頻率為50Hz;(3)額定功率為64kW;4.計算電流為115.5A。412與主電源連鎖應急配電盤與主配電盤的連鎖由具有電動操作機構的自動開關TCB實現，應急發電機組裝有自動啟動裝置。控制盤盤面上設有應急電源投入控制方式(自動/試驗)選擇開關SHS和發電機組控制方式(自動/就地)選擇開關AMS。在自動控制方式下，一但主電網失電，應急發電機組立即自動啟動，建立起穩定的電壓後，應急發電機主開關ACB自動合閘，向應急電網電網電;主發電機一但恢復供電，應急發電機自動切斷應急電源供電並停機。連鎖是透過自動開關的失壓脫扣器實現的，即將各自開關本身的常閉輔助觸點串聯接入到對方失壓脫扣器線圈迴路中。423發電機調壓裝置發電機控制盤內設有發電機電壓自動調整裝置AVR，可實現發電機的輸出電壓恆定在額定範圍內。4應急發電機的輸出電流指示1A電流表及1AS轉換開關可分別測量應急發電機任意一相的負載的線電流，其透過轉換開關運行選擇操作。5應急發電機的輸出電壓指示1V電壓表及1VS轉換開關可分別測量發電機和380V匯流排任意二線間的電壓，其透過轉換開關運行選擇。6應急發電機及電網頻率指示頻率表F測量應急發電機及應急電網的頻率。437應急發電機的三相總有功功率指示kW功率表測量應急發電機的三相總有效功率。8380V應急電網絕緣監視1M絕緣監視儀表可實現380V應急電網各相對地絕緣電阻的巡迴檢測，當絕緣電組降低到規定時，發出聲光警報信號。9應急發電機主開關的控制與指示發電機主開關採用框架是自動空氣斷路器，主要用於對發電機過載、短路、失欠壓運行保護。除自動控制外，還具有手動控制。通過合閘按鈕ON和分閘按鈕OFF可實現接通與斷開發電機主電路。44發電機控制盤上指示燈主要指示發電機組狀況:(1)紅色指示燈2RL1指示發電機組停止狀態;(2)紅色指示燈1RL1指示發電機組啟動成功但未合閘時，指示燈亮。(3)白色指示燈1WL指示發電機組啟動建壓成功主開關已儲能，指示燈亮，主開關合閘指示燈熄滅。(4)綠色指示燈1GL指示發電機主開關合閘狀態。(5)橙色指示燈10L指示應急發電機組處於自動應急待命狀態。4510應急照明電源應急照明電源採用兩台400/230V，16kVA變壓器1ET，2ET。正常工作一台運行、一台備用，設有兩台變壓器自動互投控制環節，由變壓器副邊的自動開關(2-21和20-21)來實現。11220V應急電源的電流指示2A電流表及2AS轉換開關可以指示220V應急電源變壓器原邊的線電流，通過轉換開關選擇指示哪台變壓器的電流。12220V應急電源的輸出電壓指示2V電壓表及2VS轉換開關可分別測量220V匯流排任意兩線間的電壓，其通過轉換開關運行選擇操作。4613220V應急電網絕緣操作2M絕緣監視儀可實現220V應急電網各相對地絕緣電阻的巡迴檢測，當絕緣電阻降低到規定值時，發出燈光報警信號。14負載配電負載配電開關均採用裝置式空氣斷路器，380V負載出線(2-312-40)配電開關選用額定電流為100A、保護整定電流為16A，25A，40A，250A，800A，不等;220V負載出線(2-12-19)配電開關選用額定電流為63A、保護整定電流為10A，16A，20A，25A，32A，50A不等。47第四節第四節 充放電盤及蓄電池充放電盤及蓄電池一、充放電盤應急蓄電池充放電盤是蓄電池組充電放電及其控制、監視和保護裝置，並具有對負載的配電功能。應急蓄電池充放電盤上主要設有電源開關、保護熔斷絲、指示燈、電壓表、電流表、以及充、放電轉換開關等。作為船舶小應急電源，充放電盤上還設有能在主電網失電情況下自動接通應急負載的控制電路。48通常應急蓄電池充放電盤由以下兩部分組成。1.充電部份在交流船上蓄電電池組的充電電源一般由交流電網矽晶半導體整流後供給，整流器多為橋式二級管或晶閘管整流裝置。電路中設有交流電源開關及熔斷器和向蓄電池組充電的總開關，以及監視充放電的直流電壓表和電流表。對非整流充電電源必須設逆電流保護，以防止蓄電池向充電的直流電源放電。2.放電部分主要是由小應急電源供電所形成的用電迴路。有應急照明放電迴路、操縱儀器和無線電通信設備放電迴路等。小應急照明每一分路設有短路保護熔斷器，但不設分路開關，所有迴路均由一接觸器運行的控制，當主電源、應急電源均失電時，該接觸器接通小應急電網。其它設備則分別用控制開關送電。49船舶應急蓄電池充放電盤如圖9所示，各部分器件的功能及作用如下:501.電源對交流船舶，應急蓄電池充放電盤的充電電源可以用變流機組，也可以用靜止的整流裝置把交流電變為直流電，CH為充電裝置。充電裝置的電源開關為裝置式自動開關2QF，具有開關保護功能。目前，船舶上充放電盤的充電裝置多採用可控整流充電裝置。它由變壓器、可控整流器、觸發電路、充電電壓和電流調整控制等部份組成。充電裝置CH的可控直流輸出引至蓄電池組GB對蓄電池運行充電。在充電裝置後和蓄電池組前都設有熔斷器保護。512.充放電的電流、電壓指示(1)充放電的電壓指示在電源迴路中充電裝置的輸出端口(或蓄電池組端口)設有直流電壓表V，用於反應充放電的電壓狀況。(2)充電電流和放電電流的指示直流電壓表A及轉換開關SS用於測量、顯示充電的電流和放電(負載)的電流，由轉換開關來選擇其參數顯示。4.負載配電充放電盤的放電部分實質是若干配電迴路。在每個照明出現迴路中只設熔斷器保護而不設分段開關，其目的在於防止當小應急電源供電時，應急用戶的配電開關不至於處於分段狀態而失去功能。在應急配電的母線上，設置有供電狀態的指示燈HR和絕緣監視儀2IP。523.放電控制放電控制電路由接觸器KM、按鈕SB和連鎖環節等組成。連鎖環節是指與主配電盤、應急配電盤的連鎖，實際上是所有主發電機、應急發電機的電源主開關輔助常閉觸點的串聯形式。其邏輯關係是:當主電網、應急電網都失電的條件下，接觸器KM得電，其主常開觸頭閉合直接向小應急用戶供電。SB按鈕可以檢查放電控制電路及小應急電網中設備的正常與否，當按下SB時，指示燈亮說明放電控制電路正常。53二、船用蓄電池蓄電池是最可靠的應急電源，如果應急電源是發電電機組，則必須有蓄電池作臨時應急電源。蓄電池是一種可以充電並反覆使用的電源，在船上主要用應急照明電源、應急柴油發電機組，和救生艇柴油機的啟動電源、無線電台應急電源，也可作為船內通信設備，如電話、廣播、信號警報等系統的正常工作電源。541.船用蓄電池的類型船用蓄電池有兩種類型:酸性蓄電池(或鉛酸蓄電池)和鹼性蓄電池。酸性蓄電池按用途可分為啟動用、牽引車輛用、固定型及其他用途的等四種系列。酸性蓄電池歷史悠久、用途廣泛、價格低廉。船用蓄電池多為酸性蓄電池。碱性蓄電池有鎘-鎳、鐵-鎳、鋅-銀、鎘-銀等品種。鹼性蓄電池具有工作電壓平穩，可大電流放電，機械強度高和使用壽命長等優點，但價格較高。552.蓄電池的工作原理蓄電池的工作原理是利用電池極板上的活性物質的電化學反應實現電能與化學能之間的相互轉換。蓄電池放電時消耗活性物質，將化學能轉為電能;充電時活性物質得以恢復，將電能轉為化學能，它具有儲能特性。56(1)酸性蓄電池酸性蓄電池負極活性物質為海綿狀鉛(Pb)，電解液密度為1.201.29的稀硫酸溶液(H2SO4)，正極的活性物質為二氧化鉛(PbO2)。放電時兩極活性物質逐漸變成硫酸鉛，而電解液的硫酸減少、水增多，因此電解液密度下降;充電時則相反。電極反應可用下式表示酸性蓄電池組的單體蓄電池的額定電壓為2V，蓄電池組額定電壓有6V和12V兩種類型，額定容量從40150Ah。充放電循環週期數為100400次。各種型號的酸性蓄電池5.25V，12V的放電終止電壓為10.5V，其單體蓄電池的放電終止電壓為1.75V。57(2)鹼性蓄電池鹼性蓄電池有鎘-鎳、鐵-鎳鹼性電池，負極活性物質分別為海綿狀鎘、鐵，正極活性物質都採用羥基氫氧化鎳(NiOOH)，電解液的密度是1.181.28的氫氧化鉀(KOH)溶液。電極反應可用下式表示鹼性電蓄電池的單體額定電壓為1.25V，放電8h終止電壓放電率為1.1V，5h放電率為1.0V，1h放電率為0.5V。58(3)蓄電池容量蓄電池的容量就是蓄電池的蓄電能力。蓄電池容量等於放電電流與放電時間的乘積，以安培小時為單位表示，即 Q=It式中 Q為蓄電池容量，Ah；I為放電電流，A；t為放電時間，h。酸性蓄電池以10h放電率作為容量標準；鹼性電池以8h放電率作為容量的標準。593.蓄電池在船上的使用蓄電池的使用可採兩種方式，即充放電方式和浮充電方式。一般船上都採用充放電方式，蓄電池大部分時間處於放電狀態或備用狀態。(1)充放電方式恆流充電:整個充電過程的充電電流始終保持不變。恆壓充電:整個充電過程的充電電壓始終保持不變。分段恆流充電:充電初期充電電流較大，當極盤上有氣泡冒出，單體電池電壓約升至2.5V時，改用小電流充電。60在船上酸性蓄電池多採用分段恆流充電方法。鹼性蓄電池多採用恆流充電，宜以8h速率的放電制和7h速率的充電制為最佳。也可大電流快速充電，而不影響鹼性電池的充放壽命。若發生過放電(放電到極限電壓以下)或極板硫化，應進行過充電，即在正常充電後再用小電流繼續充電1h。61(2)浮充電方式充電電源、蓄電池、負載三者保持接通，電源一方面為負載供電，一方面為蓄電池充電，以補充放電和自放電所消耗的電能。(3)蓄電池的日常維護保持表面清潔，防止電解液外溢。定期(1520天)檢查液面高度，使液面保持在高出極板上緣1020mm。碱性電池使用一年左右應重新更換電解液。蓄電池室嚴禁煙火，保持通風良好。62第五節 岸電箱及其他配電裝置一.岸電箱船在停泊或廠修時，為能使岸上或其他外來電源引入到船舶電網，船上均裝有岸電箱，由岸電箱將岸上來的電能送到應急配電盤和主配電盤內，再向下進行分配。岸電箱應能滿足接岸電時的各項要求。1.岸電箱內應設有岸電接線柱、自動開關或開關加熔斷器。在岸電箱與主配電盤上應有岸電指示燈，以指示岸電是否有電。2.對岸電和中點接地的交流三相系統，應設有一接地線柱，以便將船體接至岸上的接地裝置或岸上電網的零點。3.應有檢測岸電極性(直流船)和相序(交流船)的措施。三相交流岸電箱上可以有相序指示器、相序指示燈來指示相序。63二.區域配電盤、分配電盤區域配電盤、分配電盤是將主配電盤負載盤輸送來的電能再分配給所在區域內的各用電設備的配電裝置。在功能上與主配電盤中的負載盤類似，僅配電設備的容量要小些；且不再設絕緣監視。若配電盤承擔的是某一區域的配電任務，在電網中所處的位置是配電的中間級，即負載是下一級的配電盤，則該配電盤稱為用戶配電盤。通常區域配電盤往往配電迴路數較多、負荷也較大；而用戶配電盤只向單一性質的負載供電，配電迴路相對較少、負荷也不是太大。64區域配電盤、分配電盤內，一般裝有分路開關、電器儀表、指示燈和熔斷器等，若配電負載是電動機類負載，則配電迴路中常接有接觸啟動控制器件(接觸器、熱繼電器、按鈕)。分配電盤按配電負載的性質不同，可以叫做動力、照明、無線電、助航通信等不同類型的分配電盤，其分配電盤內部組成會有所不同。按配電盤在電網中所處的位置，其繼電保護的重點也會有所差異。65三.電工試驗盤電工試驗盤安裝在電工工作室，作為試驗船上電機、電器、自動裝置等電器設置的電源盤，盤上設有船上使用到的各類電源，並裝有各種類型的插座、燈座及電源接線柱、儀表等。