船舶电站课程设计报告.docx
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船舶电站课程设计报告.docx
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船舶电站课程设计报告
船舶电站系统的操作与维护课程设计
系别:
信息工程系
班级:
电气082
姓名:
学号:
指导教师:
实践地点:
时间:
2011年12月12日
至2011年12月23日
课程设计任务书
题目船舶电站系统的操作维护
-两台发电机手动并车
系(部)
专业电气工程及其自动化
班级
学生姓名
学号
12月12日至12月23日共2周
指导教师(签字)
系主任(签字)
年月日
一、设计内容及要求
通过在软件模拟器和硬件模拟器上的操作和故障排查,掌握船舶电站系统的操作的全过程,重点掌握三台发电机运行及功率减小时两台发电机的解列与停机,能对一些简单的故障进行排除。
设计内容包括:
船舶电气连接图设计,船舶电站系统的操作全过程,重点掌握三台发电机运行及功率减小时两台发电机的解列与停机,船舶电站系统的故障排查。
二、设计原始资料
《船舶电气设备及系统》,史际昌,大连海事大学出版社
《船舶电站及自动化》张平慧编,大连海事大学出版社
三.电站的操作
分步骤详细写出
(1)船应急发电机自动启动
(2)单台发电机手动启动
(3)动力负载的加载
(4)第二台机手动并车
(5)侧推启动和停止
(6)加软负载轴带发电机手/自启动
(7)负载减小时的两台车的解列停机
(8)岸电上船联络开关闭合
等的操作详细过程及各部主要仪表指示灯的状态,最好也能够经过自己的组织整理绘制出相关的流程图。
特别对自己在硬件模拟器上考核所进行的操作三台发电机运行功率减小时两台发电机的解列与停机,要详细叙述。
4.电站故障的排除
设计报告中应该包括自己在硬件电站模拟器上操作时遇到故障的排除过程。
5.感想体会
设计中应该包括对电站操作和故障排除的感想体会
四、进程安排
学生分组到船电实验室进行考核(每个人的操作时间最多为30分钟,若操作超时将扣除一定分数),其余学生在机房(软件模拟器实验室)进行软件模拟器的训练以准备硬件模拟器考核,并查找有关课程设计资料及设计电气主接线连接图。
五、主要参考资料
《船舶辅机电气控制系统》,赵殿礼,大连海事大学出版社
《船舶电气设备及系统》,史际昌,大连海事大学出版社
《船舶电站及自动化》张平慧编,大连海事大学出版社
《船舶电站及其自动装置》(第二版),黄伦坤等编,人民交通出版社
《山东交通学院船舶电站系统仿真说明书》
指导老师成绩
答辩小组成绩
总成绩
目录
摘要7
一、船舶电站模拟系统的认识8
1、船舶电站控制方式8
2、船舶电站模拟系统9
3、船舶电站模拟器的初步操作10
二、侧推启动和停止11
三、船应急发电机自动启动11
四、轴带发电机手/自启动12
五、岸电上船13
1接用岸电应注意的事项13
2、相序的监视与保护14
3、船舶电站模拟器岸电上船14
六、心得体会14
摘要
船舶电站是船上重要的辅助动力装置,供给辅助机械及全船所需电力。
它是船舶电力系统的重要组成部分,是产生连续供应全船电能的设备。
船舶电网由主配电网和应急配电网组成,主配电网由1号2号两台发电机和轴带发电机供电,应急配电网由应急配电网直接供电,主还配有一台轴带发电机,一般在起动三台发电机以后才能起动侧推器。
电网在运行时常常用是几台发电机一机并车运行,在并车时要注意并车的条件,并车有手动和自动两种方法。
同时还配有蓄电池,连接岸电接口。
关键词:
发电机并车侧推器
一、船舶电站模拟系统的认识
1、船舶电站控制方式
船舶电站模拟系统采用“THLCZ-1型船舶电站综合控制实验系统”。
“THLCZ-1型船舶电站综合控制实验系统”模拟两台柴电机组的船舶电站,并设有岸电接入、应急发电机组供电及阻感性负载。
由两套发电机组、两套机组控制柜和一套实验屏组成。
各控制屏上的显示仪表全部采用指针式仪表,并通过I2C与相应的CAN控制器相连,形成了全数字式船舶电站仿真系统。
机组配置:
电源:
3.7KW变频器,原动机:
2.2KW三相变频异步电动机发电机:
sN=2kVR、cosϕ=0.8、nN=1500r、IFN=3A、UN=400VminpN=1.6kW、IN=2.9A
负载配置:
负载配置:
电阻负载1:
600Ω/0.38A/264.5W电阻负载2:
200Ω/1.9A/1322.5W
可调电阻负载:
167Ω—367Ω/1.38A—0.63A/950W—432W电抗负载:
150Ω/1.5A/1058VR
可调电抗负载:
70Ω—400Ω/3.3A—0.6A/2267VR—396.8VR
保护设置:
过电流保护(三段)、逆功率保护(三段)、欠压保护(2段)、超速保护(2段)、变频器故障、以及模拟柴油机故障保护。
控制方式:
电压无功:
晶闸管自并励(带自动稳压与无功调差功能)频率有功:
设固定频率、下降曲线、功率均分、固定功率四种控制方式。
由可编程控制器内部PI运算实现。
2、船舶电站模拟系统
核心技术是采用系统集成技术,现场总线网络技术,多媒体等计算机新技术。
电气设备及其控制具有相应的仿真界面和动态实时控制仿真电路,能够进行故障设置并产生相应的实时故障,大大强化教学效果和实时训练功能。
船舶电站模拟系统教学设备包括如下部分。
●二屏柴油主发电机控制屏;
●轴带发电机控制屏;
●并车屏和侧推器及岸电控制屏;
●二屏440V电力负载屏;
●应急发电机控制及应急负载电源操作屏;
●一只蓄电池充放电箱;
●一只岸电控制箱。
船舶电站模拟器作为整个轮机模拟器的组成部分——电站仿真子系统,它通过以太网与轮机模拟器的教员机及其它仿真子系统相连,并通过CAN总线与二台柴油发电机控制单元、一台轴带发电机控制单元及一台应急发电机控制单元相连,构成一个基于CAN总线的模拟电站仿真系统。
各控制屏上的显示仪表全部采用指针式仪表,并通过I2C与相应的CAN控制器相连,形成了全数字式船舶电站仿真系统。
与常规模拟电站相比,增加与修改部分包括:
1)采用现场总线型结构模式,每台发电机控制均采用一台独立的带CAN通信的嵌入式控制器。
2)所有显示仪表全部采用指针式仪表,仪表与CAN控制器之间采用I2C数字通信方式。
3)在并车屏上设有液晶显示屏,用于显示模拟电站仿真界面、参数,故障设置等。
4)柴油发电机和轴带发电机的机旁操作均通过软件界面实现。
5)增设电站控制电路实时动态仿真。
3、船舶电站模拟器的初步操作
(1)、检查确保设备连接完好,合上硬件IO电源开关(同步屏内),起动模拟电脑,进入启动界面。
(2)、用鼠标左键点击进入主界面。
(3)、将机组控制方式全至“手动”位置。
(4)、点击主界面“Engine/Generator”按钮进入发电机组检查燃油阀、冷却水阀和启动空气阀。
(5)、点击主界面“NonSimulatedM.S”按钮选择实际主开关或“SimulatedM.S”仿真主开关(一般选用仿真主开关)。
(6)、将照明旁通开关断开,使其处于仿真状态。
(7)、点击主界面柴油发电机组软控制液晶屏,按启动按钮,发电机运行。
(8)、待电压、转速正常后合闸。
(9)、将NO.1海水泵电源转换开关合上,点击NO.1海水泵软控制组合箱,将软控制组合箱上手自动转换开关转到手动,再按起停按钮观察电流变化。
(10)、合上NO.1空压机空气开关,观察电流表和功率表变化。
(11)、按主界面“Ge.CurveMdl”按钮,进入特性曲线界面,观察各特性曲线,并用鼠标左键按住“软负载有功功率”的滑块,拉到60%负载放掉,观察各曲线变化。
二、侧推启动和停止
如果电网可用功率满足侧推器启动条件(一般必须3台发电机并网运行),可以按侧推器启动按钮,但是若不满足,则按下侧推器启动按钮时,侧推器运行灯闪,而不能启动。
侧推器没有运行时,侧推器运行指示灯灭,侧推器停止指示灯亮,反之运行指示灯亮停止指示灯灭。
操作时,先启动1号发电机,然后启动2号发电机,使它们并车运行,最后再启动轴带发电机,并使其并入运行,此时才能去启动侧推器。
侧推器启动后如上图。
三、船应急发电机自动启动
对于船舶来说,在航行过程中会出现船舶主机的突然设备故障的情况导致整个船舶失电。
对于这种情况来说,由于应急发电机处于自动挡会出(AUTO)应急发电机会自动启动为船舶供电。
具体过程:
进入船舶电站模拟系统,打开NO.1发电机组对船舶进行供电,假定此时的船舶处于正常工作的状态,按下分闸按钮将一号发电机断开电网。
此时全船失电,蜂鸣器进行报警。
主照明熄灭,小应急照明亮。
(由蓄电池进行供电)。
失电一段时间(此时船舶处于瘫痪状态)。
应急发电机会自动启动,为整个船舶应急供电。
小应急照明关闭(此时蓄电池供电停止)。
此时在应急供电屏上按下分闸按钮不起作用。
四、轴带发电机手/自启动
联网运行时,待主机转速大于80%,按下轴带发电机准备按钮,当启动条件满足时其灯亮,再按轴带发电机启动按钮,待频率、电压达到正常值后,按其它发电机并联操作进行并网。
其并车的过程与二号发电机相同。
启动时由于励磁方式的不同需要有启动的准备。
如图2
五、岸电上船
当船舶靠岸或者进入船坞修船时,需要用到陆地上的电源,即接用岸电,接通岸电时,一般将船上所有电机全部停机,待相序一致时,合上岸电开关,船上电网由岸电供电。
1接用岸电应注意的事项
(1)、岸电的基本参数(电制、额定电压、额定频率)与船电系统参数必须一致才能接用。
(2)、岸电接入的相序必须与船电的一致,否则三相电动机将反转。
必须是对称三相电,即不可以缺相。
(3)、三相四线制岸电的地线或零线必须用电缆引入岸电箱的船体接线柱上。
(4)、确认船舶电网已经无电后才能将岸电与船舶电网接通。
2、相序的监视与保护
用相序指示器监测和指示岸电的相序,用逆序继电器对岸电的相序和缺相序行保护。
为确保接用的岸电相序正确,同城用相序指示器来检测岸电的相序。
若相序正确,相序指示灯的白灯亮;若错误则相序指示灯的红灯亮。
当红灯亮时,应改变三相中的任意两根线的接线次序,知道三相相序正确。
3、船舶电站模拟器岸电上船
进行岸电操作时,到岸电箱上合上岸电箱上电源空气开关,检测岸电相序是否正常,如不正常,打开岸电箱将任何岸电电源两相对换,相序正常后,检查同步屏上岸电允许合闸指示灯是否亮,并确保主发电机、应急发电机都没有合闸,最后合上岸电屏上的岸电合闸空气开关,如合闸成功,则岸电供电指示灯亮,此时汇流排有电对外供电。
六、心得体会
在整整两星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,对船舶电站的基本操已经熟悉,并能够在模拟软件跟硬件上操作。
对船舶电站的基本运行原理有了更加详细的理解。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
例如在此次课程设计中。
你只是学会操作是不够的,要具体的明白每一个按钮的真正作用,及其每个系统的运行原理,对于出现的故障能够很快的发现跟排除。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在王老师的辛勤指导下,终于游逆而解。
同时,在老师的身上我学得到很多实用的知识,在次我表示感谢!
同时,对给过我帮助的所有同学和指导老师再次表示忠心的感谢!
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