① 電氣自動化在軍艦上適用廣嗎
非常適用,是關鍵部門。
電氣自動化在船上是(船舶)自動化專業。現在的船舶基本都是無人機艙,無人駕駛。無人機艙無人駕駛並非無人,而是基本上自動化了,人作為可靠性安全性的監測與設定。
這么高度自動化的船舶,你說是不是適用非凡啊。
船舶自動化的現狀和發展
船舶自動化,是集機艙自動化、航行自動化、信息一體化、裝載自動化等於一體的多功能系統,該系統通常由二個工作母站、若干個分控制系統及若干個工作分站組成,通常一個工作母站設在機艙控制室另一個設在駕駛室。兩個工作母站完全獨立,可同時或單獨操作,並互為備用。
1.船舶導航與駕駛自動化技術
現代船舶對操縱從安全性、可靠性到航行的成本都提出了新的要求,並且引起船舶配套設備研製生產廠家的重視。20世紀70年代,國外海上自動航行系統,即初期的船橋系統(IBS)就適應用戶要求。
目前,世界上先進國家已研製推出第3代、第4代不同類型的船橋系統(IBS),其應用計算機、現代控制、信息處理等技術,將船上的各種導航、操作控制和雷達避碰等設備有機地組合起來,對導航、駕駛、機動航行、航行管理、航線計劃、避讓、輪機監控、自動監測、自動報警等功能實施控制,以最少的人力、最低的燃料消耗,實現船舶自動化航行。系統的主要特點是具有完善的導航、自動操船、自動避碰、豐富的圖形界面、通信和航行管理控制自動化等多種功能,從而實現船舶航行的高度自動化,提高航行的安全性、經濟性和有效性。
船舶導航與駕駛自動化系統是具有海事資料庫的支持,以及電子海圖技術與導航與駕駛控制的網路系統。
2.船舶機艙自動化系統及設備技術
船舶機艙自動化系統是集機艙動力系統及輔助系統自動控制、監測、報警等於一體化的監控系統。
機艙自動化系統包括主動力系統、發電系統等多個子系統的控制與監測,例如,主機遙控、機艙監測報警、電站管理、泵控制等,需要研究數字監控技術(包括單元系統模塊技術、電子模塊技術、系統介面模塊技術)、光纖數字傳輸技術、網路技術(包括船用光纖、現場匯流排、工業乙太網等技術)、智能柴油機電控技術、全電力電子技術、微機電技術等.
而船舶機艙自動化系統及設備技術是以計算機網路、現場匯流排技術為標志的集成平台管理系統IPMS技術、柴油機遙控技術、全自動電站及電能管理技術、全電力推進系統的監控技術、標准操控台的監控系統技術。
3. 船舶船岸信息一體化系統技術
船舶船岸信息一體化系統技術是為世界各海域中執行各項作業任務的船舶航行狀態的實時監視、調度、管理、指揮的大型的自動管中型民船提供船舶航行狀態的實時監視、調度、管理、指揮的大型的自動管理系統。"船舶自動報告系統"通過衛星網實時地與基地指揮台自動進行通信,構成船岸信息一體化網路,成為集導航、通信、控制為一體的船舶自動化系統。
船岸信息一體化網路使船舶自動化上升到新的台階。船舶船岸一體化網路技術和產品,目前有法國 ALSTON公司、美國SBS公司、德國MTU公司等以及國際VTS船舶交通管理系統、ECDIS電子海圖顯示與信息系統、VIS船舶自動識別系統、VDR船舶航行數據自動記錄器等。
4.液貨裝卸自動化系統技術
液貨裝卸自動化系統是實現後勤支持管理自動化,以及船舶裝卸與系泊自動化的主要裝置。其以資料庫為核心,將數個控制模塊集成在一起實時地模擬、檢測、控制液貨裝卸船在靜水和波浪中各種完整和破艙狀態下的靜水力、耐波性效應,自動監測控制貨油系統、壓載系統、水密門,通過高精度監測吃水和對液位遙控實施對船的浮態控制,以確保船的浮態和穩性。
② 智能船舶發展趨勢分析 —以海事巡邏艇為例
智能船舶發展趨勢分析
—以海海事巡邏艇為例
目錄
摘要 3
一、智能船舶發展趨勢概況 4
1.發展智能船舶的原因 4
2.智能船舶是什麼 4
3.智能船舶功能模塊 4
4.智能船舶關鍵技術 4
5.目前的技術和難點 6
6.國際上的先進成果 6
7.總論 7
二、海事巡邏船介紹 7
三、海事巡邏船的智能化 9
1.通訊與識別 1 0
2.安全與自動航行 1 1
3.船舶動力 1 3
摘要
船舶作為海上重要交通工具,其智能化成為世界各國關注的重點。本文概括了智能船舶的特點,總結已有成就並指出問題和和可能的改進措施和思路。就我國廣闊的海域和現有的技術基礎,探索海事巡邏艇在通訊與識別、安全與自動航行和動力方面可能解決的措施和方法。
關鍵詞:智能船舶海事巡邏艇船舶智能化e航海
一.智能船舶概況
1.發展智能船舶的原因
近年來由於智能船舶概念的興起以及智能船舶技術的日益發展,船舶智能化已經成為全球航運的大勢所趨。出於通過船舶智能化降低船舶控制和管理難度,減少人為誤操作,提高設備及船舶營運的安全,優化船舶航行,控制燃油消耗、降低成本,提高收益等目的,目前智能船舶的研究已在全球范圍內開展。[]
2.智能船舶是什麼
2015年12月1日,由中國船級社(CCS)編制的《智能船舶規范》正式對外發布,其中定義:「智能船舶指利用感測器、通信、互聯網等技術手段,自動感知信息和數據,並通過自動控制技術和大數據處理分析技術來實現智能化運行。」智能船舶以「大數據」為基礎,運用實時數據傳輸和匯集、大容量計算、數字建模、遠程式控制制等先進的信息化技術,實現船舶智能化的感知、判斷分析以及決策和控制,從而更好地保證船舶的航行安全及運營效率智能船舶也是《中國製造2025》中明確重點發展的領域,代表了船舶未來的發展方向,關乎航運業的轉型升級。[]
3.智能船舶功能模塊
中國船級社發布的《智能船舶規范》將智能船舶分為六大功能模塊:智能航行、智能船體、智能機艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平台。
4.智能船舶中的關鍵技術
(1)信息感知技術
船舶信息感知是指船舶能夠基於各種感測設備、感測網路和信息處理設備,獲取船舶自身和周圍環境的各種信息,使船舶能夠更安全、可靠航行的一種技術手段。
(2)通信導航技術
通信技術是用於實現船舶上各系統和設備之間,以及船舶與岸站、船舶與航標之間的信息交互。常用的通信方式主要包括:VHF(甚高頻)、海事專網、海事衛星、移動通信網路(手機網路)等。導航技術是用於指導船舶從指定航線的一點運動到另一點,通常包括定位、目的地選擇、路徑計算和路徑指導等過程。船舶常用的導航技術包括早期的無線電導航和現在廣泛使用的衛星導航。北斗衛星導航系統為我國船舶導航領域提供了新的發展契機。
(3)能效控制技術
2007年,世界海運船舶排放CO2達10.4億噸,其中國際海運排放CO2約8.7億噸,分別占當年全球CO2排放總量的3.3%和2.7%。為提高船舶能效、減少船舶溫室氣體排放(節能減排),國際海事組織(IMO)提出EEDI(新造船設計能效指數)、EEOI(船舶營運能效指數)等評價標。智能船舶的發展應順應「綠色船舶」的發展潮流,分析通航環境、裝載量、吃水、主機功率(轉速)等因素與船舶營運能效指數EEOI之間的內在關系,在保證船舶安全和營運效率的前提下,通過優化控制船舶航速、裝載量、吃水、航線等,以最大限度降低EEOI指數。
(4)航線規劃技術
航線規劃是指船舶根據航行水域交通流控制信息、前方航道船舶密度情況、公司船期信息、航道水流分布信息、航道航行難易信息,智能實時選擇船舶在航道內的位置和航道,以優化航線,達到安全高效、綠色環保的目的。目前常用的航線規劃方法包括:線性規劃方法、混合整數規劃模型、遺傳演算法、模擬退火、粒子群優化演算法等智能演算法
(5)狀態監測與故障診斷技術
狀態監測技術是以監測設備振動發展趨勢為手段的設備運行狀態預報技術,通過了解設備的健康狀況,判斷設備是處於穩定狀態或正在惡化。未來船舶故障診斷可考慮以大數據為基礎,運用多尺度分析方法來構建設備狀態監測系統。故障診斷技術就是在船舶機械設備運行中或基本不拆卸設備的情況下,掌握設備的運行狀況,根據對被診斷對象測試所取得的有用信息進行分析處理,判斷被診斷對象的狀態是否處於異常狀態或故障狀態,判斷劣化狀態發生的部位或零部件,並判定產生故障的原因,以及預測狀態劣化的發展趨勢等。
(6)遇險預警救助技術
水上交通事故時有發生,尤其是碰撞和擱淺事故,往往造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。無論是在海上還是內河水域,船舶碰撞是最為常見的水上交通事故類型,在所有的水上交通事故中占很大的比例。船舶遇險預警與搜救技術能夠有效的降低事故的發生率以及降低事故的損失。
(7)自主航行技術
《智能船舶規范》中定義,智能航行系指利用計算機技術、控制技術等對感知和獲得的信息進行分析和處理,對船舶航路和航速進行設計和優化;可行時,藉助岸基支持中心,船舶能在開闊水域、狹窄水道、復雜環境條件下自動避碰,實現自主航行。[]
5.目前技術發展的成果和難點
雖然GPS、AIS、電子海圖、VHF 等無線電設備和導航設備等都廣泛應用在現代船舶上,同時,基於各種自動化設備的綜合橋樓系統、集成控制系統和機艙監測報警系統等自動化系統都已普遍應用,且技術成熟,但是,距離上述智能船舶對智能化的要求還有不少差距。無論是尚有技術難度的船-岸大容量通信技術、大數據分析技術、智能決策技術,還是現有數據的融合及轉化,還是為了長遠考慮必須規劃和整理的相關標准,都是擺在造船人面前的艱巨任務。
建議結合E-航海、E-內河的規劃,基於已有的技術和基礎設施,加快關鍵技術的研究,擴展現有設備的智能化功能。
6.當前國際上取得的先進成果
2012 年,由德國 Fraunhofer CML、挪威 MARINTEK、瑞典查爾姆斯理工大學等 8 家研究機構共同合作的「MUNIN」 項目(基於智能化網路的海洋無人航行)[28],首次以無人散貨輪為對象開展大型無人船的研究。
挪威船級社(DNV)在船體結構監測,艦船性能管理、船體集成管理等方面都持續進行研究,建立數字化船體模型,開發了相應的工具,可為世界各國航運公司提供系統監控及報告、高質量和綜合性的視覺信息、全生命周期信息、通過3D 結構模型實現清晰通信等技術服務。
作為全球最大的船舶設備供應商之一,英國的羅爾斯·羅伊斯公司最近幾年提出了自動船舶(Autonomous Ship),機器人船舶(Robotic Ship),無人船舶(Unmanned Ship),船舶智能化(ShipIntelligence)等概念。2013 年,羅爾斯·羅伊斯公司開展無人駕駛貨船( robotic cargo ship)項目的研究,這種無人駕駛貨船可以從全息控制室實現全部操作,並可以航行到世界各地。羅羅公司認為,智能船舶的下一步發展應該著眼於遠程遙控和無人駕駛。該公司在2014年就開始開發名為「未來操作體驗概念」(Future Operator Experience Concept)的岸基遙控系統。2016年3月,該公司又與芬蘭國家技術研究中心(VTT)、阿爾託大學和坦佩雷大學人機互動研究中心結成合作夥伴,擬於2020年前推出成型產品。通過與VTT進行技術合作,羅羅公司夠有效評估遠程遙控自動化船舶的設計方案。[]
7.總論
總體來說,部分智能船舶相關技術理論較為成熟(環境感知技術、通信導航技術、狀態監測與故障診斷技術等),已經得到實際應用,但有些技術理論缺少在真實環境下的驗證(能效控制技術、航線規劃技術、安全預警技術、自主航行技術等),因此,智能船舶總體仍處於快速發展階段,還未完全成熟。隨著船舶技術、信息技術的發展,以及「大數據」的智能應用,正推動著智能船舶的加速出現。船舶智能化的發展將是決定未來船舶行業發展方向的重要因素;除了信息感知、通信導航、能效管理等關鍵技術,自動停泊、離岸,自動維修,自動清洗,自動更換設備部件,自我防護等同樣將會趨於智能化發展;隨著船舶智能化相關技術的不斷發展,最終可實現由智能系統設備逐步轉變為會思考的智能船舶,促進船舶安全、高效航行。並為我國航運帶來新的發展機遇。
二、海事巡邏船的介紹
我國是海洋和航運大國,是國際海事組織A類理事國,在和平開發和利用海洋資源、履行國際公約中發揮著重要作用。但是由於歷史原因,,我國水上交通安全監督管理能力還不適應經濟發展需要,與我國海洋大國和航運大國的地位極不相符。20001年,《中國海事發展綱要》提出,到2005年,中國海事將要把1000海里內的國際航線和海上設施等納入監管范圍,50海里內重要干線航道和重要港口附近的應急到達時間不大於3小時。實現這一目標的要求存在於多方面,其中一個重要原因即為具有遠航能力的現代化的海事巡邏船。
海事巡邏船在海事巡航執法等諸多方面中發揮著關鍵作用,其任務主要包括:1、執行海上巡邏、監管、警戒、護航、交通疏導2、執法取證:處理和調查一切海上事故的必須交通工具,維護水上秩序 3、應急搜救:承擔水上搜尋救助組織和海上應急值班工作,協調和指導的有關工作。
海事巡邏船上應配備的光電跟蹤取證系統能夠良好實現海上取證,有效地進行海上內交通事故調查和處理、搜尋和水域污染檢測等活動。海上取證不似陸地證據那般固化,會隨時間和海流、風向的變化而變化甚至消滅。及時准確的海上取證極為重要。因此,該系統在海事巡邏船得以應用。
海事巡邏船還有一個特殊艙室——多功能廳。此廳類似於會議室,不同的是該亭內具備巨屏顯示器以及安裝電腦和各種電子設備的操作台。此廳不僅用於召集緊急會議,更可以通過乙太網絡系統,實現現場指揮部用特殊頻點甚至高頻無線通話與漁政、海關船舶通信聯絡;也可以通過船上海事衛星系統接入全國海事網,甚至接入國際海事組織。
海事巡邏船能保證我國領海的安全,幫助我國實現海上透明化的宏偉目標。而其更智能化是海事巡邏船的發展趨勢,也是我們應努力的方向。
三、 海事巡邏船的智能化
基於海事巡邏船的特點及現有技術基礎,實現有限度的海事巡邏船的的智能化是必要且可行的。海事巡邏船的任務及功能有其特殊性,不同於其他船種。其主要任務類型包括巡邏護航、監管執法、搜救指揮、污染防治業務和維護國家安全和利益。[5]根據《國家水上交通安全和救助系統布局規》制定的監管目標,巡邏船要能在12h之內到達離岸200 n mile內的任何水域,在90min之內到達離岸50nmile內的重點水域。該任務需求對船舶航速提出明顯需求,但考慮到節省燃油,船舶日常巡航是低速航行的,僅在需要時才迅速提高航速,因而要求船舶在中低速和高速的狀態下都能有較低的耗油率。同時,考慮到重大海難大多發生在惡劣海況下,要求船舶有優良的操縱性和適航性、較大的續航力和結構強度及先進的通信指揮和救援設備。表一歸納了海事履職的主要任務與船舶主要性能的相關性其中船舶生存能力主要指船舶穩性和抗沉性[6]。
針對以上對海事巡邏船的規范和要求,本文將討論海事巡邏船在解決通訊與識別、安全和自動航行及動力方面可能的措施及思路。
1.通訊與識別
船舶間通訊主要通過衛星通訊和地面通信,關於海事巡邏船隊間的通信,可以考慮移動自組網技術。自組網是指一組帶有無線接收裝置的移動節點組成的一個多跳臨時性的自治系統。主要應用在沒有網路基礎設施支持的環境中或現有網路不能滿足移動性機動性等要求的情況下。自組網一般採用按需路由策略,按需路由認為在動態變化的自組網環境中,沒有必要維護去往其他節點的路由,僅在沒有去往的節點陸游的時候才「按需」進行路由發現,拓撲結構和路由表內容是按需建立。通過上述部署可以實現編隊間的實時數據交流。
關於船舶的識別,上世紀年代後期,美國、日本及西歐國家開發了基智能交通系統(ITS)現在己經趨於成熟,為該領域的發展指明了方向。船舶交通服務系統(VTS)最早在歐洲建立,起初應用於內陸水域,目前已經被沿海各國普遍應用。
對於海事巡邏船來說,它的主要執法對象既包括強制安裝AIS系統的大型船舶,也包括相關水域的小型船隻。基於相關情況,本文主要提出基於VTS+AIS模式(船舶交通管理系統船舶自動識別系統)和基於GPS+GIS+GPRS/CDMA系統的兩種識別方式。
VTS是通過前端的雷達和後端的綜合信息處理系統,將船舶的位置、速度、方向等信息顯示在顯示器上,並以此來實現交通流的組織、助航等服務的電子系統。這對組合的優勢
在於,能夠最大程度地發揮雷達和的互補作用,對於大型(等強制要求安裝終端設備的船舶而言,基本上能夠實現全覆蓋。但船載設備設備的費用相對來說較高,因此安裝的成本太大,而砂石運輸船等小型船舶又屬於非船舶,沒有強制安裝終端的要求,因此,這套方案對於小型船舶而言,不易於推廣實施。
GPS+GIS+GPRS/CDMA系統定位精度比較高,解析度可以達到15米,速度測量精度可以達到0.1米秒;能夠更准確地把握周邊信息,通過地圖將船位置信息標注到海圖上,實現對船舶的監控和管理,對沿海、內河這些移動、聯通網路覆蓋率高的區域,更有利於實現對船舶安全航行提供助航服務;更有利於實時通信,在移動、聯通網路覆蓋范圍內,網路傳輸的速度較快,傳輸的准確率較高,也實現了網路化通信的目標;經濟實用,性價比高,這也是與其他種船舶監控方式相比的最大優勢。一些小型施工船,強制其安裝價格昂貴的設備,將會給這些船舶帶來巨大的經濟壓力。而基於的方案能夠充分利用公共通信服務網路,網路通信費用較低,船載終端的成本更加低廉,不會像設備那樣增加船方更多的經濟負擔,比較有利於推廣。
由於可以通過技術的手段來轉換GPS信息與AIS信息的數據格式,因此,小船的數據信息在系統可以實現集成顯示。
2.安全和自動航行
智能船舶的航行對通訊的安全性和設備的可靠性提出了很高的要求。對於通訊,一般來說,一個完整的安全模型應由以下五部分組成:安全管理、入侵檢測、安全保護、安全恢復、安全響應。評價一個網路安全的程度應當遵循「木桶原則」,即以最低網路安全程度作為判斷的依據。因此,一個安全無漏洞的系統,應當從各個方面來加強網路安全,應當構建一個多層的安全保護網。在實現定位功能和數據傳輸方面,選取了信號穩定、成本較低的GPS定位系統,以及GPRS網路系統,突出了節約經費的思路;在小船監控系統應用於管理方面,通過對新系統的研究,找到了將小船AIS目標融合到目標中的途徑,迎合了系統集成化的趨勢;在網路架構方面,對VTS安全網路進行了較為認真的分析研究,提出了一個四層安全架
構,體現了網路安全的理念。
智能船舶的自動航行需要一系列軟硬體支持,現有的一人橋樓和無人機艙的技術並不穩定,通常在實踐過程中並不能發揮應有的作用。智能船舶在演算法設計上系統應採用變論域模糊控制通過實時控制舵角輸出實現船舶航向的精確控制。目前以專家系統、模糊控制、神經網路等控制演算法為核心的第四代自動舵系統。目前比較常見的船舶航向控制系統主要由上位機、航向控制器、舵伺服系統等部分組成其中上位機作為數據參數的發送端,主要實現航向控制值的設定及當前船舶所受擾動量的輸入;航向控制器則在結合相關數據的基礎上經過智能演算法運算實現控制舵角值的輸出;最後由舵伺服系統實現舵機控制及當前舵角反饋,以此實現船舶航向智能控制。
智能船舶的避碰功能也是船舶航行過程中需要考慮的重要問題。不同船型有不同的回轉半徑,不同速度下有不同的轉彎角速度。要想真正實現船舶避碰ARPA功能,每種船型的數學模型是不一樣的。如果是運輸船舶,不同(裝載量),其特性也不一樣的。換言之,船舶避碰 ARPA 軟體還要具有「不斷學習」的能力,以適應海事巡邏船巡邏執法的需要。與傳統的「ARPA 功能」相比,新型導航雷達要與「船舶能效管理系統」有介面關系,實現自身船型特性數據的輸入和實時修正。
與傳統的「觀察」相比,新型導航雷達要與「船舶氣象儀」及其他氣象設備有介面關系,獲得實現天氣、海浪等氣象特性數據的自動輸入和實時修正。根據目標的大小需要變換量程,或者需要調節增益,新型導航雷達本身能夠實現自動調節。另外,藉助岸基支持中心,也能遙控實現自動調節。
現代導航雷達顯示器能夠與「電子海圖顯示與信息系統(ECDIS)」和 「船舶自動識別系統(AIS)進行融合。這樣的雷達畫面,就是智能船舶的實時場景。與傳統的「融合觀察」相比,新型導航雷達能夠與對外通信系統或情報系統有介面關系,能夠將「實時場景」傳輸到岸基支持中心,以便實現岸基互動,更好的維護我國利益,實現海事巡邏船的預定功能。
[if !supportLists]3. [endif] 船舶動力
海事巡邏艇對速度有著明確的要求,要求其在指定時間內到達出事海域,同時要求起能實現長時間巡航。這就對海事巡邏艇的動力裝置的性能,尤其是速度和可靠性提出了要求。當前船舶動力系統種類可分為:柴油機動力系統和燃氣輪動力系統,前者優點是:安全可靠,經濟實惠啟動迅速功率范圍大部分負載運轉性能好效率可觀技術比較成熟,而目前市場上半數以上船舶使用的就是這一系統;而後者具有質量輕功率大、尺寸小、環保等優良特性,但同時也有油耗高、對燃料要求高的缺點。目前國內船舶動力系統的發展趨勢:雙燃料單缸輸出功率大的常規智能型柴油機動力系統、電力動力系統(採用交流變頻技術,易於布置,節能,雜訊小,易實現自動化控制)、和混合動力系統(可靠性高,常用於軍船和大型遠洋商船)。
在船舶汽輪機調速過程中經常採用PID控制器,這主要是由於PID演算法具有結構簡單、容易實現的特點,利於實現對動力系統的智能控制。但在常規PID演算法需要人工試湊,不利於實現船舶的智能化。要對其進行智能化改造,採用基於模糊神經網路的模糊型PID控制器。
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③ 船舶電站自動化的基本功能包括哪些
船舶電站自動化基本功能包括:
船舶電氣設備及系統。
船舶電站自動化是實現機艙自動化、 進而實現無人值班機艙的必要條件。
船舶電站自動化系統也稱作船舶電力自動管理系統。
④ 急需知道些關於船舶方面的知識
一艘營運的船舶必須安裝有各種各樣的設備。通過這些設備的應用來完成船舶的航行、靠離泊、裝卸貨物等生產作業,並保證船舶和人員的安全。船舶的主要設備有動力設備、操縱設備、裝卸設備和安全設備等。 船舶動力設備 船舶必須配置一整套符合規范要求的動力裝置和輔助設備後,才能在水上航行。這些動力裝置包括有船舶主動力裝置、輔助動力裝置、蒸汽鍋爐、製冷和空調裝置、壓縮空氣裝置、船用泵和管路系統、造水裝置和自動化系統等。這此機電動力設備主要集中於機艙,專門管理這些設備的技術部門是輪機部。
1、主動力裝置 船舶主動力裝置又稱「主機」,它是船舶的心臟,是船舶動力設備中最重要的部分,主要包括:
(1)船舶主機
能夠產生船舶推進動力的發動機的一種俗稱,包括為主機服務的各種泵和換熱器、管系等。目前商船的主機是以船舶柴油機為主,其次是汽輪機。
(2)傳動裝置
把主機的功率傳遞給推進器的設備,除了傳遞動力,同時還可起減速、減震作用,小船還可利用傳動設備來改換推進器的旋轉方向。傳動設備因主機型式不同而略有差異,總的來說由減速器、離合器、偶合器、聯軸器、推力軸承和船舶軸等組成。
(3)軸系和推進器
船舶推進器中以螺旋槳應用最為廣泛,大多採用固定螺距或可調螺距的螺旋槳推進器;船舶軸系是將主機發出的功率傳遞給螺旋槳的裝置。船舶主機通過傳動裝置和軸系帶動螺旋槳旋轉產生推力,克服船體阻力使船舶前進或後退。
2、輔助動力裝置
船舶輔助動力裝置又稱「輔機」,是指船上的發電機,它為船舶在正常情況和應急情況提供電能。由發動機組、配電盤等機電設備構成了船舶電站。
(1)發電機組
原動力主要是由柴油機提供,基於船舶安全可靠和維護管理簡便的考慮,大型的船舶配置有不少於兩台同一型號的柴油發電機,根據需要可多部同時發電。
為了節能,航行中,有的船舶可利用主機的傳動軸來帶動發電機發電(軸帶發電機)或利用主排出氣的余熱產生低壓蒸汽來推動汽輪發電機組發電等。
(2)配電盤
它進行電的分配、控制、輸送、變壓、變流以保證各電力拖動設備及全船生活、照明、信號及通訊等的需要。
3、蒸汽鍋爐
以柴油機為主機的船上,都需要設有蒸汽鍋爐,它由輔助燃油爐和廢氣鍋爐以及為其配套服務的管系、設備所組成。輔助燃油鍋爐是供應船上上些輔助性蒸汽的需要,如加熱燃油和滑油、暖氣、生活用水、廚房、開水等,並滿足一些輔機用蒸汽的需要。為節能,航行中廢氣鍋爐利用柴油機排氣中的余熱來產生蒸汽,在停泊時只使用輔助燃油鍋爐。
4、製冷和空調裝置
船舶安裝製冷裝置的是冷藏運輸貨物、冷藏一定數量的食品以及改善船員和旅客的生活工作條件等。空氣調節裝置的任務在於保持艙室中具有適於人們工作和生活的氣候條件,它包括夏季降溫、除濕,冬季加熱、加濕以及一年四季的通風換氣工作。其主要設備有製冷壓縮機、蒸發器、冷凝器、空調器及其自動化控制元件等。
5、壓縮空氣裝置
一般船上配置有多台空氣壓縮機和多個壓縮空氣瓶,以供應並存全船所需的壓縮空氣,如用壓縮空氣啟動主、輔柴油機;主機換向;為氣笛、甲板氣動機械等設備提供氣源。其主要設備有空氣壓縮機、貯氣瓶、管系及安全、控制元件等。
6、船用泵和管路系統
船上為了泵送海水、淡水、燃油、潤滑油等液體,需要一定數量和不同類型的泵。一般在機艙中就必需設置艙底水泵、燃油和滑油輸送泵、鍋爐給水泵、冷卻水泵、壓載水泵、衛生水泵等主要的油泵和水泵。與泵相連接,船上設置了各種用途的管路,按用途不同可分為:
(1)動力系統
為主、輔機安全持續運轉服務的管系。有燃油、潤滑油、海水淡水、蒸汽、壓縮空氣等管系。
(2)船舶系統
為船舶航行、船舶安全及人員生活服務的管系。如壓載、艙底水、消防、衛生、通風(空調)以及生活用水等管系。
7、造水裝置
造水裝置又稱造水機,是在真空狀態下對海水進行加熱產生蒸汽,然後將蒸汽凝結成淡水的設備。
8、自動化系統
隨著科學技術的進步以及在船上的廣泛的應用,機艙控制系統越來越先進,船舶動力裝置的遠距離操縱與集中控制,大大改善了船員的工作條件,提高了工作效率,減少了維護修理工作量。對機艙的主、輔機及其它機械設備進行遙控、自動調節、監測、報警等設備所組成的自動化系統,是現代船舶必不可少的組成部分。
船舶操縱設備
船舶操縱設備包括錨設備、舵設備和泊設備,在航行中、港內操縱或系泊時都要扮演重要的角色,是保證船舶必不可少組成部分。
1、錨設備
船舶要停泊於某一水域,必須拋錨,利用錨抓住水底泥沙的力量,以及錨和鏈的重量,來克服風和水流等使船舶漂移的外力;錨設備還可以輔助船舶的操縱,如在狹水道掉頭、靠離碼頭、系離浮筒時等輔助操作;船舶發生擱淺事故後,可用錨來穩定船位,或利用錨自力將船舶拉出淺灘。
錨設備主要由錨、錨鏈、錨鏈筒、制鏈器、錨機、錨鏈管、錨鏈艙和棄鏈器等組成。
按用途可分為民用船和軍用船。民用船又可分為運輸船舶、漁業船舶、工程船舶、海洋開發船舶、拖帶船舶、港作船舶、農用船舶、游樂船舶,從船舶設計特徵考慮,民用船也可分為運輸船舶和作業船舶兩類;軍用船又可分為戰斗艦艇和輔助艦艇。
按航行區域分為極地船舶、遠洋船舶、近海船舶、江海直達船舶、內河船舶和港灣船舶。
按航行狀態分為排水量船、滑行艇、水翼艇、氣墊船、小水線面船、沖翼艇。
按動力裝置分為蒸氣動力船、內燃機動力船、核動力船、電力推進船等。
按推進形式分為螺旋槳船、平旋推進器船、噴水推進船、明輪船等。按船體材料分為鋼質船、鐵質船、木質船、玻璃鋼船、鋁質船、鋼絲網水泥船、混合結構船等。
此外,還可按上層建築、船體結構型式、船體線型等分類。
在諸多船舶中,最常見的是鋼質船、內燃機動力船、螺旋槳推進船等。
⑤ 自動化技術在船舶工程中的應用
1. 機艙自動化發展歷史及現狀
艦艇裝備武器、觀導、通信系統的自動化、電子程式控制化是衡量艦艇現代化程度的主要尺度,而機艙自動化是當代艦船共同研發的課題。然而,由於艦船使用任務的差異,受其戰術技術要求或和技術經濟指標的制約,在船舶自動化設計上也會有不同的定位和取向。
艦艇機艙自動化設置的目的在於避免和防止船員判斷和操作失當,貽誤戰機,其次為減輕船員大量重復體力消耗,進而提高其戰鬥力和生命力。民用船舶機艙自動化除安全可靠因素外,尤以追求船舶運行的經濟性為目的。
從本世紀50年代機電設備單元(或單機)自動化在艦船上大量採用,1961年日本建成「金華山丸」號,實現機艙集中控制和駕駛室遙控主機,成為世界上第一艘自動化船。60年代中期發展無人值班機艙,出現了第二代自動化船,如1964年日本為丹麥建造的「賽靈月」號(SELEM DAM)65型油船。該船除了機艙集中控制和駕駛室遙控主機外,還有火災探測及自動滅火裝置。在機艙、駕駛室和船員居住區之間設有通信和報警裝置。其後,各國船級社陸續出台了滿足不同程度自動化分級的一人或無人值班機艙船舶的技術標准,從而使艦船機艙自動化納入規范化。
2. 電站自動化系統的歷史與發展
船舶電站是船舶的重要組成部分,而電站自動化是船舶自動化的主要內容之一。電站運行的可靠性、經濟性及自動化程度對保證船舶安全、經濟航行具有重要意義。隨著船舶向大型化和多功能化發展,對船舶電站提出的要求也越來越高,因而船舶電站在近幾十年中有了很大的發展,其發展的突出標志是自動化。
國外船舶自動化一開始大多是從電氣部分著手,從最原始的手動本地操縱進化成手動遙控操縱,再進一步發展成半自動控制,最後發展到目前的最高水平的電站全自動控制的無人值班機艙。早在60年代初期,日本、德國、英國等國就有電站單元自動化裝置,如:英國的MMF自並車裝置,日本的XET自動並車裝置和XPT自動負荷分配裝置。到70年代中後期,人們在單元自動化裝置的基礎上,把它們系統地組合成成套電站自動化設備,系統可在集控室進行集中控制,如:「里言斯頓」號船上的SEPA電站自動化控制系統,日本「星光」號船上電站自動化系統。隨著微型計算機的發展和推廣應用,在80年代初期國外研製成功了微型計算機單機控制系統,如:用在我國「德大」輪上的日本大發公司配套的電站自動化控制系統,廣州遠洋公司15000噸上使用的丹麥SEMCO公司的APM電動自動化系統。到80年代中後期,隨著微機網路技術的日趨成熟,國外眾多國家相繼開發研製多微機分布式網路型自動化控制系統,如:西門子、AEG等國際著名的大公司近期的產品,是目前國際上最新技術產品。
我國在船舶電站自動化方面起步較晚,而且計算機技術發展和應用落後於國際水平。因此,在電站自動化技術方面存在很大差距。前兒年,國內研製生產並投入使用的電站自動化產品,在技術上大都相當於國外六七十年代的產品,是分立元件單元化控制裝置,在測量、控制精度及性能穩定性和可靠性方面均不太理想。近幾年,也有不少單微機電站自動化系統,但由於其存在著一旦微機出現故障則整個電站自動化功能將全部失效等這一系統性先天不足問題,因此這一產品的推廣應用也受到限制。隨著船舶向大型化、自動化方向發展,對船舶電站提出了更高的要求,因此,一個高可靠性、功能齊全的網路型多微機分布式電站自動化控制系統將是未來船舶電站自動化的發展趨勢。
3. 主機遙控系統的歷史與發展概況
艦船機艙主機遙控系統是艦船機艙自動化的重要組成部分。在本世紀60年代以前的幾十年裡,船舶機艙里只有個別的或局部的機組、系統採用自動化技術,從局部自動到全面自動化經歷了一段較長的歲月。隨著自動化裝置的設計、製造和管理各方面的日趨成熟,單項和局部的自動化逐漸增多。1961年1月,日本建成世界上第一艘具有機艙集中監視報警和主機遙控裝置的8000噸級「金華山丸」貨船,只需一人值班,船員人數減少至37人。引起了世界各國的極大關注,此後,機艙集中監視報警和主機遙控系統得以了迅速發展。70年代中期起,隨著微型計算機的發展,微機隨即被用到船上。80年代微機迅猛發展,集成度不斷提高,中央處理單元由4位、8位發展到16、32位以上。使微機在機艙集中監視報警和主機遙控系統中的應用得以迅速發展。
我國在70年代後期,緊跟世界輪機自動化發展步伐。1978年,萬噸級貨船「長順」輪使用了自行設計製造的主機遙控系統。1990年誕生了我國第一套完整的網路型微機控制主機遙控系統(CY880型)。該系統成功地安裝於我海軍某綜合補給船上。
⑥ 船舶同步發電機設有哪些保護分別通過什麼電氣設備來實現
對船舶同步發電機的保護主要有:外短路保護、過電流保護、缺相保護、失壓保護等,這些保護都是通過作為發電機主開關的斷路器實現的。當檢測到這些故障後,信號機構作用在斷路器的四連桿機構稱為脫扣器上,使斷路器跳閘,切斷發電機與外部負載的電氣連接,從而保護發電機不被損壞。
由於發電機組組成的船舶電站還設有分級卸載裝置,當過載發生時能自動卸掉次要負載,它其實也是對發電機的過載保護。並聯運行時的有功、無功自動分配裝置在某種意義上也是避免發電機過載的措施。
除此之外,與發電機有關的保護還有絕緣監測裝置和自動並車裝置等。船舶電力系統是三相對地絕緣系統,當發生某點絕緣低下時絕緣監測裝置能自動發出報警,提醒電氣人員及時維修,避免其他點再發生絕緣低下而造成短路。自動並車裝置在發電機並車時能夠自動檢測發電機的電壓、相位、頻率是否滿足並聯運行條件,避免並車時對發電機的沖擊,其實也是對發電機的一種保護。
⑦ 在船舶電氣設備中有哪些重要設備
進入新世紀以來,我國船舶工業發展迅速,在較大程度上提升了電氣設備自動化水平及整體性能,通過引進、消化和吸收國外先進技術,結合我國具體國情自主創新,設備水平已經達到了國際領先標准。本文簡要分析了船舶電氣設備自動化現狀及發展趨勢,希望能夠提供一些有價值的參考意見。關鍵詞:船舶電氣 自動化 發展趨勢0機械與工藝實踐研究表明,在船舶中應用電氣自動化技術,可以促使航運經濟效益得到提升,航運安全得到保證,勞動環境及勞動生產率等得到提升與改善。特別是進入新時期之後,科學技術的不斷革新,我國船舶工業電氣設備自動化技術水平不斷提升,更加緊密的結合機電設備,船舶機電合一目的得到實現。一、船舶電氣設備自動化技術的應用現狀分析(一)廣泛運用現代計算機技術現階段,計算機技術、通訊技術日趨成熟,也開始將計算機技術廣泛運用到船舶電氣自動化控制領域中。研究我國船舶電氣自動化發現,基本上能夠全局實現計算機自動化控制駕駛室、機艙以及貨物裝卸等諸多方面。(二)船舶自動化體系結構和功能研究發現,船舶綜合自動化技術將多種系統綜合起來,包括機艙自動化、航行控制自動化、機械操作自動化、貨物裝載自動化等方面,從結構組成角度來講,則可以劃分為工作母站、分控制系統及工作分站;通常情況下,在機艙總控制室設置一個工作母站,在駕駛室設置另一個,兩個工作母站互相獨立運行,單獨操作及同時操作都可以滿足。船舶類型及自動化程度的不同,也有差異化的分控制系統,一般來講,包括自動導航系統、冷藏集裝箱控制系統、泵閥控制系統等方面。(三)信息交互將先進的信號傳輸技術配備於工作母站及所有分控制系統中,構建一個系統完善的綜合信息交互網路,將一定數量的工作分站嵌入到網路內部,從而有效監測與操控各個設備。同時,所有的工作分站又分別發揮控制窗口的作用,聯網於上位船舶對外通訊設施,船舶之間與船案之間的信息交互藉助於數據傳輸及電子郵件的方式實現,促使船舶能夠更加安全可靠的航行,設備更加穩定高效的運行。二、船舶電氣自動化應用關鍵技術在船舶控制領域中應用自動化技術,主要是通過若干個關鍵自動化技術所體現的,首先是在軸帶發電機及電力推進系統中應用電力電子技術,其次是在主機控制系統中應用可編程式控制制器,且將人工神經網路故障診斷系統運用了過來。(一)電力電子技術在船舶電氣自動化控制中應用電力電子技術,可以從軸帶發電機及電力推進兩個方面來理解。船舶運行中,非常重要的一項節能設施為軸帶發電,通過主機主軸驅動作用,同步運轉軸帶發電機及主機,結合主機運行及海洋狀況控制軸帶發電機。可以用直流傳動及交流傳動來劃分電力推進模式,科學技術的革新,交流推進技術逐步取代了直流推進,無換向交流電動機推進裝置最為廣泛運用。(二)自動監測報警系統在船舶自動化進程中,最為核心的內容為機艙自動檢測報警系統,通過應用本系統,輪機值班員不需要巡迴檢測船舶主要設備的運行情況,且能夠自動報警和記錄列印;一般可以劃分為計算機檢測控制系統與常規儀表檢測兩個類型,從技術、功能角度來講,計算機檢測技術比傳統儀表檢測具有較大的優勢,特別是應用了 DCS原理及人工智慧,更加體現了計算機檢測優勢。(三)PLC技術現階段,逐漸興起了 PLC急速,其具有一系列優勢,如邏輯運算能力較強、編程模式難度較小以及結構比較的簡潔等,被廣泛運用到工業領域,也應用到船舶自動化控制中。但是需要注意的是,運用於船舶中的 PLC技術,對其環境適應性有較高要求,需要能夠適應惡劣的海洋狀況,抗震、防潮功能等較為優越;操作維護起來比較簡單,目前,電站自動化控制、起貨機變速控制等運用到船舶自動化系統中,且具有不錯的效果。三、船舶電氣設備自動化系統發展趨勢(一)監控綜合化研究發現,現階段船舶電氣設備的通用化、模塊化以及系列化目標已經實現,具體實踐中,可以靈活組態,藉助於觸摸屏及控制屏幕的控制按鈕,可以有效完成船舶的大量控制功能;這些基礎技術,促進了系統監控綜合化的實現。此外,因為有著不同的需求、先進程度以及性能水平等,在未來發展中,綜合監控系統必然會取代單機單獨控制系統,通過運用綜合監控模式,多重冗餘系統能夠成功構建,促使系統、船舶的可靠穩定性得到提升。(二)系統網路化現階段,在船舶自動化控制領域中,已經開始廣泛運用數字化技術及現場匯流排技術,且不斷成熟與提升,未來船舶發展將會採用集成化及網路化程度更高的現場匯流排技術,本技術能夠促使控制系統與現場模塊的雙向信息交互有效實現。一般情況下,會將雙層網路運用過來,分別為信息採集傳輸網路和控制信號傳輸網路,雙冗餘設計控制網路,促使系統運行的穩定性與可靠性得到保證。同時,為了分散誤差與危險,會用若干個子網來劃分系統,這些子網之間有密切關系,但是卻互相獨立,藉助於網路互聯技術,有效聯接這些子網;如果有故障出現於一個子系統中,不會對其他子系統的正常運行造成影響,連鎖反應問題不會出現。在信息採集控制角度,各個子系統具有密切聯系,促使總系統的高效性與全局性得到增強,同時,將設備網路冗餘設計運用到系統中,在很大程度上增強了系統的性能與生命力。而應用的 HMI,因為具有圖像展示及控制功能,可以促使系統的人性化、便捷化程度得到增強,數字化自動化技術逐步取代傳統繁瑣的人工操作,工作效率與工作質量得到了顯著提升。此外,電氣自動化的發展與革新,研發利用了新一代大功率半導體電力電子器件,船舶設備的可靠性與節能性將會提升。四、結語綜上所述,時代的進步與科學技術的革新,我國將會進一步發展提升電力自動化控制技術,那麼隨之發展船舶自動化技術,在提升自動化及智能化程度的基礎上,貫徹綠色環保理念,創新我國船舶生產與應用,促使全船智能管理得到實現,保證船舶運行的經濟性、安全性與可靠性。
⑧ 桐花400
1.船舶電力系統的概念及特點
答船舶電力系統,是指由一個或幾個在統一監視之下運行的船舶電源及與之相連接的船舶電網所組成的 用以向負載供電的整體。
特點:1船舶電站的容量較小,電源為單一電站,一般容量小於2000kw,單機容量小於1000kw。2船舶電站與用電設備之間的距離短,一般不會超過200m,電壓小於500v造成它們之間相互影響較大,電壓也易於波動。3船舶電器設備工作條件惡劣,1)環境溫度高2)相對濕度大3)金屬部件易於腐蝕4)工作穩定性差
2.主發電機容量和台數的選擇
答 實際決定發電機容量時,對交流發電機特別要注意系統的功率因數,發電機的電壓波動特性和負載的變化特性。除此之外,還應根據可靠性和經濟性的分析確定還必須遵循下述原則:1發電機及其原動機,在不超過額定值而在額定值附近運行時效率最高2發電機組的容量和台數,應能在任一發電機停止工作時,仍能繼續對正常推進運行,船舶安全以及具有冷藏級船舶的冷藏貨物所必須的設備供電3發電機組應能在任一發電機或其原動機不工作時其餘發電機組仍能供應從癱船狀態啟動主推進裝置所必須的店裡4在交流系統中當一台發電機停止工作時其餘的發電機組應有足夠的容量,以保證贏最大電動機啟動時產生的瞬態電壓不會使任何電動機失速或其它電氣設備失效5當以柴油機為原動機時在連續運行條件下,希望柴油機額定輸入功率有10%左右的餘量;同時還要注意到,不應使柴油機明顯的運行在低負載狀態6主發電機組至少應兩台 從便於維護,保養和管理出發,最好選用同類型的發電機組。
3.船舶電站自動化的功能
1自動啟動任一台發電機組2自動准同步並車3自動恆頻及有功功率自動分配4欲使一台解列時,自動裝置應將其負載自動轉移至運行發電機後,才接受跳閘指令,實現自動解列5自動恆壓及無功功率自動分配6有自動分級卸裝置及按程序啟動裝置7集控室中有監視儀表,信號指示燈,報警設備和人工控制按鈕,轉換開關等
4.可能引起跳閘的原因及採取的措施?
原因1負荷太大或電網發生短路,引起過載或短路保護動作而跳閘2發電機主開關誤動作而跳閘,即不屬於主開關保護功能正常動作的跳閘3調整器失靈,是原動機的油門不能隨負荷大小而作相應調節,轉速過高或過低,使超速或低速保護裝置或欠壓保護動作而跳閘4燃油系統絕滲水或燃油管系堵塞,關錯燃油閥,使燃油中斷等,使原動機停車5裝卸貨時跳閘,過載而跳閘6並車引起跳閘,應立即使任一台發電機合閘,再重新並車.
措施1遇到跳閘事故,機電主管人員應迅速奔赴機艙現場,
一方面立即啟動備用機組,另一方面同時觀察配電板上電壓表及頻率表2如備用機組啟動建立電壓後,合不上閘,說明負載有短路可能應先關掉所有負載再逐一送電,可把短路負載篩選出來,再進行檢修
5.柴油機調速器的基本工作原理
:柴油機轉速為額定轉速的發電機頻率為額定頻率,對外輸出一定有功功率,此有功功率對應一定柴油機開度,此時整個電力系統處於穩定狀態,如果發電機輸出的有功功率突然減少,由於柴油機的機械功率此時大雨世紀有功功率,柴油機加速,電網頻率上升,此時主軸帶動轉軸5-加速,飛鐵在離心力作用下向外張開,將滑套向上推動,通過杠桿使油門桿向下移動,而減小油門開度,減小機械功率輸出,組織柴油機轉速僅一筆上升,當滑套向上推動是,壓縮彈簧,同時也使彈簧的飯作用力增加,飛鐵的離心力自彈簧壓力重新平衡是,則滑快處於某以新的平衡位置。而對應了柴油機一定油門開度和噴油量,使柴油機在一個線轉速下運行,反之,如果發電機有功功率突然增加,油門開度將增加。加大噴油量,以阻止轉速進一步下降,如果要改變給定值的大小時,可通過手輪來改變彈簧予學力,彈簧越向下壓涑時,通過滑套作用使油門開度增加。可增加有功功率輸出或電網頻率,反之可減少功率和電網頻率。
6、 DW98欠壓保護; DW98欠壓保護迴路有VD15、C5、R19、R20組成信號提取迴路,V5、VD17、C6、C7組成觸發脈沖發生迴路,油SCR控制脫扣線圈,完成保護動作。 當發電機工作於正常電壓時。電壓Uuw經TV1降壓—VD15、C5濾波—R19、R20分壓—R20電壓使WG4擊穿—V5飽和和導通延時電容C6短路—VD17不導通,不輸出欠壓保護信號—發電機電壓經變壓、整流後時S供電,方向S2—S1,欠壓保護特大短路瞬時,短路短延時,過載長延時分別通過VD17、VD18、VD19起動,就會使觸發器發出脈沖,使SCR導通,當發電機低於欠壓保護起動讓R20上電壓不足以使WG4擊穿—V5截止—電源對R22、R23、C6、C7進行並聯充電—充電結束,延時完畢—通過出口電路發出欠壓保護信號—觸發器發出脈沖—SCR導通—使74V電源通過SCR給S加上一個方向的電壓—磁電壓與84V電源相互抵消—S失壓,開關跳閘。
7、 過載保護動作值的整定? (1)過載小於10%Ie,可設以延時繼電器控制的音響的報警裝置,它可整定在小於發電機額定電流的1.1倍,經小雨15min的延時發出警報。(2)過載在10%~15%Ie之間,經小於2min的延時自動開關應分斷,建議整定在125%~135%延時15s~30s,(3)過電流大於50%Ie,但小於發電機的穩定短路電流,經與系統選擇性保護協調的短站延時後自動開關應斷開,整定電流在200%~300%Ie延時0.2~0.4s。(4)有3台及3台以下發電機並聯運行,還應設有短路瞬時脫口器,並應整定在稍大於其所保護發電機的最大短路電流時,瞬時分斷。
8、 同步發電機的並車原理
1、 各發電機的相序一致
2、 各發電機的電壓大小應相等
3、 各發電機的相位應該一致
4、 各發電機的頻率應該一致
(1) 如果待並發電機的頻率、相位、電壓三個條件均已滿足運行發電機的要求,只有相序不滿足,是不能並聯的
若相序接錯,會造成嚴重的短路事故,測量相序時。若三相相同,各機間三相的對應電壓為0,說明相序正確。若產生400V電壓,用電壓表V可測出Uac2與Uca2的電壓,若均為400V,而Ubb2的電壓為0,說明B極性對AC兩相接反。
(2) 如果待並機的相序、頻率、相位均滿足要求,只有待並機的三相電壓值與電網電壓值不相等因為兩台發電機存在電壓差,在合上主開關ACB2時,在ACB2兩端產生差值U=U2-U1並且產生環流Iph,Iph滯後U均為90°,Iph對兩台發電機產生均壓作用。對G2的端電壓有所下降,而使G1的端電壓有所上升,最終使兩台發電機運行在同一電壓U上,在並車操作中,電壓差不能超過10%。
(3) 若果待並發電機的相序、頻率、電壓均滿足電網的要求,只有待並機的三相相位與電網不同設S0=S10-S20>0。
由於初相位不同合閘瞬間ACB2的動靜觸頭之間仍存在電壓差U=U2-U1,其大小為U=2Usin(f/2),進而產生平衡電流Iph,相位差不得超過150°
(4) 如果待並發電機的相序、電壓、相位均滿足電網的要求,只有待並機的頻率與電網不相等。合閘瞬間,兩發電機電壓向量重合,但由於f1<f2,經過t後,U2將超前U1一個角度,同樣將產生電壓差U進而產生平衡電流Iph,應保證頻率在+-0.5Hz以內。
9、相序測定:
裝置由兩只相同的電阻RbRc和一隻電容組成三相星形不對稱負載電路,由於電容的移相作用,使電路中性點位移,指示燈將顯示不同明暗程度,以表示接入岸電相序是否一致。
(1) 求電容C兩端的開路電壓Uad,因兩燈電阻Rb=Rc,Ubd=Udc=1/2Ubc,得開路電壓如圖所示
(2) 畫出等效發電機電路,此時由C斷處看去,RbRc並聯,等效電阻Rd=1/2Rb,
(3) 電容C支路電流Ia,阻抗Z=1/2Rb-j/wc,故電流Ia超前電壓Uda
(4) 找出負載中性點O1,由於Uda=Uod+Uao,Uao、Udo相差90°,Uoa滯後Ia90°,Udo與Ia同相,找出O點如圖所示
(5) 兩燈上電壓,Ubo=BO Uco=CO
結論:當正序是,Ubo>Uco 故B燈較亮,C燈較暗;當負序時,B燈上的電壓加在C燈上,故C燈較亮,B燈較暗。此時,應使用轉換開關使其相序轉換為正序
⑨ 船舶自動化機艙的設備組成與作用
主要有柴油主機,輔機,舵機,海水淡化器,鍋爐,壓縮機等等。主機是帶動螺旋槳前進的機器,也是機艙中最重要的機器,輔機是負責船上的電器等等,船上是有很多輔機的,壓縮機是用於船上的冷庫製冷用的,還有空調使用的。