超级军网关于船用发电机组的问题
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 12:08:42
目前普遍是柴电机组，，但功率一般不超过1000千瓦，美国人得船比较大，都用燃机发电，功率2500千瓦，我国的万吨大驱迟早会有的，发电机组的考虑了，目前国内有没有适合的机组，柴机组和燃机组的优缺点各是什么。目前普遍是柴电机组，，但功率一般不超过1000千瓦，美国人得船比较大，都用燃机发电，功率2500千瓦，我国的万吨大驱迟早会有的，发电机组的考虑了，目前国内有没有适合的机组，柴机组和燃机组的优缺点各是什么。
是不是美军的辅机都是柴油的
从特性上来讲柴油机平均比较省油，功率大小不会对燃油经济性产生大的影响。 燃气轮机有个很窄的最佳输出功率，这个功率范围内很省油，但是所需功率不在这个范围内就费油了。
军舰不了解，普通商船正常航行，电站功率有个5-6百千瓦足够了，进出港机动备车，一些设备备份启动，两台1200千瓦的机组并联也足够。柴油机组和燃机的对比，不懂，请大拿来科普了。
自从花旗国战舰推进动力燃机化以来
发电机组也实现了燃机化
巡洋舰是2500kW燃机发电机组，3台
驱逐舰是2000kW燃机发电机组，3台
护卫舰同驱逐舰，但功率需求较低，所以是2台
另外还有应急用的小型燃机发电机组
发电机组也实现了燃机化
巡洋舰是2500kW燃机发电机组，3台
驱逐舰是2000kW燃机发电机组，3台
护卫舰同驱逐舰，但功率需求较低，所以是2台
另外还有应急用的小型燃机发电机组
051用的主发电机组是从主锅炉引气的蒸汽轮机发电机组
为了应急以及在主锅炉不工作时发电，还有柴油机发电机组
052改为MTU柴油机发电机组
053都是使用柴油机发电机组
为了应急以及在主锅炉不工作时发电，还有柴油机发电机组
052改为MTU柴油机发电机组
053都是使用柴油机发电机组
另外，由于冗余度和安全性的要求很高
军舰发电机组的剩余功率远比民船大
所以现在搞全电，因为机动灵活，可以大幅度减小平时运行的剩余功率，省下相当大一笔燃油费用
军舰发电机组的剩余功率远比民船大
所以现在搞全电，因为机动灵活，可以大幅度减小平时运行的剩余功率，省下相当大一笔燃油费用
以下文字来源于网络，非本人原创。但当初复制时忘记储存最初来源，现在已不能提供给大家了，望原创者和各位同志谅解。
水面舰船电力系统
现代舰船是一个复杂的综合系统，舰上密集地配备了武器、通信设备、导航设备、推进装置和生活设施等。电力系统必须向上述设备提供足够的、符合质量要求的电力。近些年来，由于舰上武器系统规模更大、雷达站数目和功率增加，火炮、无线电通信设备功率增加，电力机械设备增多，随着各系统自动化水平的提高，计算机和电子设备得到广泛应用，居住条件明显提高等，促使电力系统发生一定变化，电站容量不断增加，对供电的连续性和电能质量要求更高。
1.电站
电站的基本结构和系统参数与安全可靠性、经济性、供电连续性、生命力和舰船使命紧密相关。在典型的现代护卫舰和驱逐舰上，大都采用4台柴油发电机组，每台为lMW左右，向两个配电盘供电。对于更大型军舰，电站容量更大，但由于发电机和开关装置设计限制，发电机单机容量限制在2500kW(450V或480V)。虽然现已开发了4000kW发电机(450V或480V，cosrp为0.8)用的断路器，但由于开关的故障断流能力限制(目前最大为150kA)，实际并联运行发电机数最多限制在3台(每台2500kW)或2台(每台4000kW)。当船上最大负载超过7500kW时，更经济的是选择一次系统电压为2400V或4160V，全舰电站分为2个单独系统，每个电站由3台以下的2500kW发电机组组成。
电站发电机的原动机可以是汽轮机、柴油机和燃气轮机。在蒸汽轮机推进的舰上，一般至少有一台汽轮发电机组，其余为柴油发电机组。汽轮机功率从几十千瓦到几百千瓦，具有成熟的技术和丰富的使用经验。自80年代以来，由于柴油机和燃气轮机推进的增加，逐渐取代蒸汽轮机，使电站从大部分用汽轮发电机组改变为占优势的柴油发电机组。在1000kW1221-.柴油机大部分为1200r／rain或更低，可以直接接到柴油机上。在1000kW以下的柴油机，转速最高为1800r／rain。柴油机的缺点是噪声大，特别是低频噪声。燃气轮机比同功率汽轮机或柴油机体积小，它的高频噪声比柴油机低频噪声易于控制和降低，特别是结构噪声。因此，它适用于那些对噪声要求严格的军舰。但是燃气轮机反应灵敏，燃油经济性差，美海军已提出改进其响应特性，将采用工业用双转子燃气轮机，代替目前的单转子。同时提高燃油经济性，使之能与柴油机竞争。
发电机的励磁机有三种：旋转直流励磁机、旋转交流无刷励磁装置和静止励磁装置。目前一般使用后两种，第三种没有旋转部件，比旋转励磁装置有更快反应，因此，这种励磁装置应与电压调整器很好配合，以得到要求的恢复时间。
2.配电系统
舰上配电系统一般采用辐射式、区域式或辐射／IK域式配电，对于几百千瓦的小电力系统采用辐射式配电较经济。在较大舰上通常采用辐射式和区域式的组合系统。在区域配电系统中，将舰按舱室位置分成几个区，每区内由1个或2个负载中心配电盘供电，负载中心配电盘由舰上日用(即主)配电盘经大母线馈线供电。区域配电不需要配电盘所有馈电电缆穿过水密舱壁，只是左舷和右舷电缆穿过水密舱壁，这样大大减少电缆重量和电缆安装费用，而且系统运行灵活性好。因此在现代大型军舰上趋向于采用区域配电。
400Hz电力系统类似于简单的60Hz日用电力系统。在一般情况下，400Hz电源向1个或2个400Hz配电盘供电，电源装置可以是电动机一发电机组，或60／400Hz固态电力变换器。较大的军舰有2个400Hz配电盘，通过母线连线互连，进行并联运行。400Hz电力通过配电板成辐射式配电方式为440／460和115V系统配电。
3.自动控制和保护
(1)自动控制
舰船电力系统控制在70年代主要是发电机的投人和运行的单个设备控制，并且与其他控制系统无关。自80年代以来，由于全舰综合自动化的逐步实现，电力系统的自动控制作为综合控制系统的一部分来发展。控制的实现从过去机电式继电器的控制系统发展到现在印刷电路板，微电子部件，以及微处理机和计算机系统，未来控制系统将朝着数字控制和以软件为基础的方向发展。
目前大部分舰船有综合机舱控制台，其中电站控制系统包括发电机组(包括原动机和辅机，如滑油泵等)、主和应急配电盘、负载中心配电盘、负载板和电力变换装置(如60／400Hz电动发电机组或固态变换器)所要求的全部监测、控制、数据显示和记录等。
电站的某些参数自动控制，如频率、电压和负载分配已实现多年。其他自动控制功能
包括：
①发电机组自起动。应急发电机组的自起动在军舰上早已实现，日用发电机组的自起动是近年发展的。备用运行的发电机组可以在失去一台运行发电机、一台发电机过载或要求增加负载情况下自动起动。
②自同步。自同步可连同发电机自启动一起实现。
③自动卸载。
④发电机停机。发电机自动停机包括正常运行停机、临时应急停机和安全停机。
美国"佩里"(FFG-7)级护卫舰电站控制台位于中央控制室，有电站自动和手动运行的遥控部位。4台日用柴油发电机组起动、停机和并联能在机旁执行。电站控制台有以微程序语言为基础的处理机，用于监测、控制和保护4台发电机和相关的辅机。独立程序用于控制电站、报警处理和数据记录。在处理机监控下，整个电站每隔200删进行一次检测。来自电站的硬连线输入数据用于控制发电机和配电系统。
(2)保护系统
电力系统的保护装置用于防止或限制电力系统故障，使其对非故障部分的影响减到最小。目前舰船上的保护装置有过流保护(过载和短路保护)、过电压和欠电压保护、过频率和欠频率保护、功率流向保护、过温保护等。
除了传统的电力系统保护外，近年来开发了其他的限流保护措施，它的作用是：①限制短路电流并维持剩余电压，提高非故障馈线或负载生命力；②减小故障电流值，这样能使用较低故障断流能力的断路器或电子电力开关。这些限流装置可以装在一次配电馈线、二次配电馈线和母联线上。
限流装置有电抗器、固体器件或具有非线性电阻的限流器。近10年已经有许多固态限流器用于舰船上'，在短路电流升到最大允许值以前电子电力设备(晶闸管或功率晶体管)断开而限制短路电流。非线性电阻材料限流器在工业配电系统已得到应用，到1993年这种限流器最大负载电流额定值约100A，其材料是掺杂聚合物，在室温下为导电状态，在高温下导电率降低，从而起限流作用。美海军正进一步试验研究这种限流器。
近年来，美海军又开发了用于601-h、480V三相母线电路的发爆技术限流断路器，它的连续通过电流达4800A(均方根值)、断流电流达210kA(均方根值，对称)。该限流器带有电流检测器、电子逻辑电路和贮能回路。当检测到故障电流时，利用贮存能量使起爆器发爆，产生的冲击波切断载流导体的电流。
综上所述，在80年代电站没有重大改变。由于柴油机和燃气轮机推进增加，电站从大部分用汽轮发电机改变到柴油发电机。军舰发电机组单机容量提高到3000kW、甚至4000kW较容易实现，但采用4160V高电压在军舰上难以达到。军舰电站将仍采用4台发电机组，用3台发电机结构对于中等功率要求的军舰没有吸引力，除非更高容量发电机和高断流能力开关装量得以实现。在开关装置故障断流能力达到150kA以后，5台发电机以上的系统开始用于大型军舰电站。到2000年，技术发展明显影响电站，军舰用开关装置断流能力可能达到200kA，发电机组容量超过4000kW的可能性不大?，对于较大电站将可用6台发电机组。燃气轮机的响应特性将通过双转子的使用得到改善。对于强调燃油经济性或噪声特征的军舰，或两者都重要的军舰，可采用柴油机和燃气轮机-发电机的联合电站。
水面舰船电力系统
现代舰船是一个复杂的综合系统，舰上密集地配备了武器、通信设备、导航设备、推进装置和生活设施等。电力系统必须向上述设备提供足够的、符合质量要求的电力。近些年来，由于舰上武器系统规模更大、雷达站数目和功率增加，火炮、无线电通信设备功率增加，电力机械设备增多，随着各系统自动化水平的提高，计算机和电子设备得到广泛应用，居住条件明显提高等，促使电力系统发生一定变化，电站容量不断增加，对供电的连续性和电能质量要求更高。
1.电站
电站的基本结构和系统参数与安全可靠性、经济性、供电连续性、生命力和舰船使命紧密相关。在典型的现代护卫舰和驱逐舰上，大都采用4台柴油发电机组，每台为lMW左右，向两个配电盘供电。对于更大型军舰，电站容量更大，但由于发电机和开关装置设计限制，发电机单机容量限制在2500kW(450V或480V)。虽然现已开发了4000kW发电机(450V或480V，cosrp为0.8)用的断路器，但由于开关的故障断流能力限制(目前最大为150kA)，实际并联运行发电机数最多限制在3台(每台2500kW)或2台(每台4000kW)。当船上最大负载超过7500kW时，更经济的是选择一次系统电压为2400V或4160V，全舰电站分为2个单独系统，每个电站由3台以下的2500kW发电机组组成。
电站发电机的原动机可以是汽轮机、柴油机和燃气轮机。在蒸汽轮机推进的舰上，一般至少有一台汽轮发电机组，其余为柴油发电机组。汽轮机功率从几十千瓦到几百千瓦，具有成熟的技术和丰富的使用经验。自80年代以来，由于柴油机和燃气轮机推进的增加，逐渐取代蒸汽轮机，使电站从大部分用汽轮发电机组改变为占优势的柴油发电机组。在1000kW1221-.柴油机大部分为1200r／rain或更低，可以直接接到柴油机上。在1000kW以下的柴油机，转速最高为1800r／rain。柴油机的缺点是噪声大，特别是低频噪声。燃气轮机比同功率汽轮机或柴油机体积小，它的高频噪声比柴油机低频噪声易于控制和降低，特别是结构噪声。因此，它适用于那些对噪声要求严格的军舰。但是燃气轮机反应灵敏，燃油经济性差，美海军已提出改进其响应特性，将采用工业用双转子燃气轮机，代替目前的单转子。同时提高燃油经济性，使之能与柴油机竞争。
发电机的励磁机有三种：旋转直流励磁机、旋转交流无刷励磁装置和静止励磁装置。目前一般使用后两种，第三种没有旋转部件，比旋转励磁装置有更快反应，因此，这种励磁装置应与电压调整器很好配合，以得到要求的恢复时间。
2.配电系统
舰上配电系统一般采用辐射式、区域式或辐射／IK域式配电，对于几百千瓦的小电力系统采用辐射式配电较经济。在较大舰上通常采用辐射式和区域式的组合系统。在区域配电系统中，将舰按舱室位置分成几个区，每区内由1个或2个负载中心配电盘供电，负载中心配电盘由舰上日用(即主)配电盘经大母线馈线供电。区域配电不需要配电盘所有馈电电缆穿过水密舱壁，只是左舷和右舷电缆穿过水密舱壁，这样大大减少电缆重量和电缆安装费用，而且系统运行灵活性好。因此在现代大型军舰上趋向于采用区域配电。
400Hz电力系统类似于简单的60Hz日用电力系统。在一般情况下，400Hz电源向1个或2个400Hz配电盘供电，电源装置可以是电动机一发电机组，或60／400Hz固态电力变换器。较大的军舰有2个400Hz配电盘，通过母线连线互连，进行并联运行。400Hz电力通过配电板成辐射式配电方式为440／460和115V系统配电。
3.自动控制和保护
(1)自动控制
舰船电力系统控制在70年代主要是发电机的投人和运行的单个设备控制，并且与其他控制系统无关。自80年代以来，由于全舰综合自动化的逐步实现，电力系统的自动控制作为综合控制系统的一部分来发展。控制的实现从过去机电式继电器的控制系统发展到现在印刷电路板，微电子部件，以及微处理机和计算机系统，未来控制系统将朝着数字控制和以软件为基础的方向发展。
目前大部分舰船有综合机舱控制台，其中电站控制系统包括发电机组(包括原动机和辅机，如滑油泵等)、主和应急配电盘、负载中心配电盘、负载板和电力变换装置(如60／400Hz电动发电机组或固态变换器)所要求的全部监测、控制、数据显示和记录等。
电站的某些参数自动控制，如频率、电压和负载分配已实现多年。其他自动控制功能
包括：
①发电机组自起动。应急发电机组的自起动在军舰上早已实现，日用发电机组的自起动是近年发展的。备用运行的发电机组可以在失去一台运行发电机、一台发电机过载或要求增加负载情况下自动起动。
②自同步。自同步可连同发电机自启动一起实现。
③自动卸载。
④发电机停机。发电机自动停机包括正常运行停机、临时应急停机和安全停机。
美国"佩里"(FFG-7)级护卫舰电站控制台位于中央控制室，有电站自动和手动运行的遥控部位。4台日用柴油发电机组起动、停机和并联能在机旁执行。电站控制台有以微程序语言为基础的处理机，用于监测、控制和保护4台发电机和相关的辅机。独立程序用于控制电站、报警处理和数据记录。在处理机监控下，整个电站每隔200删进行一次检测。来自电站的硬连线输入数据用于控制发电机和配电系统。
(2)保护系统
电力系统的保护装置用于防止或限制电力系统故障，使其对非故障部分的影响减到最小。目前舰船上的保护装置有过流保护(过载和短路保护)、过电压和欠电压保护、过频率和欠频率保护、功率流向保护、过温保护等。
除了传统的电力系统保护外，近年来开发了其他的限流保护措施，它的作用是：①限制短路电流并维持剩余电压，提高非故障馈线或负载生命力；②减小故障电流值，这样能使用较低故障断流能力的断路器或电子电力开关。这些限流装置可以装在一次配电馈线、二次配电馈线和母联线上。
限流装置有电抗器、固体器件或具有非线性电阻的限流器。近10年已经有许多固态限流器用于舰船上'，在短路电流升到最大允许值以前电子电力设备(晶闸管或功率晶体管)断开而限制短路电流。非线性电阻材料限流器在工业配电系统已得到应用，到1993年这种限流器最大负载电流额定值约100A，其材料是掺杂聚合物，在室温下为导电状态，在高温下导电率降低，从而起限流作用。美海军正进一步试验研究这种限流器。
近年来，美海军又开发了用于601-h、480V三相母线电路的发爆技术限流断路器，它的连续通过电流达4800A(均方根值)、断流电流达210kA(均方根值，对称)。该限流器带有电流检测器、电子逻辑电路和贮能回路。当检测到故障电流时，利用贮存能量使起爆器发爆，产生的冲击波切断载流导体的电流。
综上所述，在80年代电站没有重大改变。由于柴油机和燃气轮机推进增加，电站从大部分用汽轮发电机改变到柴油发电机。军舰发电机组单机容量提高到3000kW、甚至4000kW较容易实现，但采用4160V高电压在军舰上难以达到。军舰电站将仍采用4台发电机组，用3台发电机结构对于中等功率要求的军舰没有吸引力，除非更高容量发电机和高断流能力开关装量得以实现。在开关装置故障断流能力达到150kA以后，5台发电机以上的系统开始用于大型军舰电站。到2000年，技术发展明显影响电站，军舰用开关装置断流能力可能达到200kA，发电机组容量超过4000kW的可能性不大?，对于较大电站将可用6台发电机组。燃气轮机的响应特性将通过双转子的使用得到改善。对于强调燃油经济性或噪声特征的军舰，或两者都重要的军舰，可采用柴油机和燃气轮机-发电机的联合电站。
美国"阿利，伯克"级(DDG51)导弹驱逐舰电力系统
(一)电力系统组成和性能
1，电站
该舰有3台燃气轮机发电机组，其中2台并联运行就能满足全舰电力需要。第三台发电机组基本上是备用发电机组，只有在两台中一台发电机组停机维修时，第三台才投入运行。
发电机主要性能如下：
额定功率(kW)2500(每台)
电压(V)450(线电压)
频率(Hz)60
功率因数0，8
直轴同步电抗(置d)1，53PU(每相)
定子绕组电阻(只)0，014PU(每相)
瞬变同步电抗(rd)0，248PU(每相)
直轴超瞬变电抗(rd)0，2PU(每相)
横轴超瞬变电抗(r，)0.2PU(每相)
2.配电系统
配电系统主要包括主发电机配电盘、负载中心(1C)、负载板和相连电缆。该舰所需配
电设备见表5.9-2。
表5.9-2DDC-51舰上所需配电设备
配电盘
设备
数量
费用
设备人力
重量／t
体积/(ft3)
(FY90$M)
(FY90$M)
314
电源变换设备
2个MK84
2.2
2.2
11.18
12.87(393)
118个变压器
0.5
0.3
13，21
11.59(354)
电力电缆
321和330
电源
4.83km(3英里)
0.5
2.3
45.72
14.44(441)
馈线
27km(9英里)
1，3
6.8
67.1
21.22(648)
当地
24km(15英里)
1，5
2.2
77.2
16.38(500)
323
事故电源
0.3
0，7
3.05
1.93(59)
配电盘和负载板
配电盘(3个
60Hz，2个400Hz)
5
1.2
0.4
25.4
64.81(1979)
324
负载中心
3
0.4
0，3
5.08
12.77(390)
负载板
397
0.5
0，3
17.27
11.40(N8)
母线转换装置
114
0。2
0.1
8.13
14.77(451)
总计
8.6
13。5
273，34
182.18(5549)
总费用
$22.1M
该电力系统的3个主配电盘可以环形连接(见图5.9-1)，提高电力系统运行可靠性。
主配电盘以下的供电系统采用辐射状连接，这种连接方法可减少电缆长度和重量，以及断路器数量，因此多级辐射状连接得到广泛应用。
图5.9-1DDG-51舰配电系统线路图
主发电机配电盘将发电机输出电力送到配电系统的主馈线上。盘上有发电机的控制、监测和保护装置。主馈线与3个负载中心(LCll、LC21、LC31)相连，将电力分配到负载板。负载中心可以向几组负载和大的辅助电气设备供电，因此它布置在负载组或大电气设备的中间或附近。这样，可减少配电盘馈线数量和长度。
负载板是配电系统中最后一级设备，直接将电力送到负载。该舰上大约有300个负载板。重要负载板由正常馈线和替代馈线供电。正常馈线将负载中心的电力送到负载板，替代馈线一般是不带电备用馈线，经先断开后闭合的自动母线转换开关将另一负载中心电力送到负载板。
该舰电力变换装置包括变压器和静止式变频装置。变压器用于将440V交流变到120V交流系统中，为120V交流负载提供电力。静止式变频器将发电机60Hz电源变为4001-Iz电源。该系统中有两个变频装置，正常运行时两台均投人工作，互为备用。
该舰配电系统沿舰轴向(从舰首到舰尾)有左舷、右舷和中心三路主干电缆线路。
(二)技术特点和述评
该舰配电系统的3个主配电盘采用环形连接，用于发电机同步、并联运行，能提高电力系统的可靠性。
从未来水面战舰的经济性和生命力要求分析，该舰还有一些不足之处。另外，舰上电子设备的干扰问题还未得到很好解决。现就以下几方面作简单评述。
1.自动母线转换开关(ADT)
当正常馈电线失电时，需将重要负载板从正常馈线转换到替代馈线上，实现转换功能的自动母线转换开关是先断开后闭合的不带电备用设备，目前采用的机电式ABT故障反应时间慢，而重要电子设备对电源品质要求高，因此，有必要缩短故障反应时间。采用先闭合后断开的ABT是一供选择方案。
2.损管电源
舰上损管负载板由两条馈线供电，不能满足水面战舰"两次命中保持损管"的要求，因此需要为损管负载板提供第三条馈电线。另外，由于配电系统中辐射状配电线路串联多个负载板，大大降低了支路负载板的生命力。这也是值得改进的。应减小配电系统点故障的影响。
3.负载分组
该舰负载板是根据其实际位置和负载生命力类别来分组。由于舰上敏感电子负载的增加，因负载性能而引起的负载间干扰已成为很严重的问题。因此，在设计配电系统时，除了考虑负载板的实际位置和负载生命力类别外，还须考虑负载工作性能和可能引起的负载间干扰。
4.经济性
美国未来水面舰艇可能采用电力推进，舰上日用电力系统的电力可从推进电力系统引出，这样可减少所需燃气轮机和配电盘数，提高系统总效率和可靠性。另外，在电力系统结构上，该舰电缆线路和长度不是最佳方案，在满足生命力和电源品质要求的同时，还应缩短电缆长度，以降低其成本和减轻重量。
(一)电力系统组成和性能
1，电站
该舰有3台燃气轮机发电机组，其中2台并联运行就能满足全舰电力需要。第三台发电机组基本上是备用发电机组，只有在两台中一台发电机组停机维修时，第三台才投入运行。
发电机主要性能如下：
额定功率(kW)2500(每台)
电压(V)450(线电压)
频率(Hz)60
功率因数0，8
直轴同步电抗(置d)1，53PU(每相)
定子绕组电阻(只)0，014PU(每相)
瞬变同步电抗(rd)0，248PU(每相)
直轴超瞬变电抗(rd)0，2PU(每相)
横轴超瞬变电抗(r，)0.2PU(每相)
2.配电系统
配电系统主要包括主发电机配电盘、负载中心(1C)、负载板和相连电缆。该舰所需配
电设备见表5.9-2。
表5.9-2DDC-51舰上所需配电设备
配电盘
设备
数量
费用
设备人力
重量／t
体积/(ft3)
(FY90$M)
(FY90$M)
314
电源变换设备
2个MK84
2.2
2.2
11.18
12.87(393)
118个变压器
0.5
0.3
13，21
11.59(354)
电力电缆
321和330
电源
4.83km(3英里)
0.5
2.3
45.72
14.44(441)
馈线
27km(9英里)
1，3
6.8
67.1
21.22(648)
当地
24km(15英里)
1，5
2.2
77.2
16.38(500)
323
事故电源
0.3
0，7
3.05
1.93(59)
配电盘和负载板
配电盘(3个
60Hz，2个400Hz)
5
1.2
0.4
25.4
64.81(1979)
324
负载中心
3
0.4
0，3
5.08
12.77(390)
负载板
397
0.5
0，3
17.27
11.40(N8)
母线转换装置
114
0。2
0.1
8.13
14.77(451)
总计
8.6
13。5
273，34
182.18(5549)
总费用
$22.1M
该电力系统的3个主配电盘可以环形连接(见图5.9-1)，提高电力系统运行可靠性。
主配电盘以下的供电系统采用辐射状连接，这种连接方法可减少电缆长度和重量，以及断路器数量，因此多级辐射状连接得到广泛应用。
图5.9-1DDG-51舰配电系统线路图
主发电机配电盘将发电机输出电力送到配电系统的主馈线上。盘上有发电机的控制、监测和保护装置。主馈线与3个负载中心(LCll、LC21、LC31)相连，将电力分配到负载板。负载中心可以向几组负载和大的辅助电气设备供电，因此它布置在负载组或大电气设备的中间或附近。这样，可减少配电盘馈线数量和长度。
负载板是配电系统中最后一级设备，直接将电力送到负载。该舰上大约有300个负载板。重要负载板由正常馈线和替代馈线供电。正常馈线将负载中心的电力送到负载板，替代馈线一般是不带电备用馈线，经先断开后闭合的自动母线转换开关将另一负载中心电力送到负载板。
该舰电力变换装置包括变压器和静止式变频装置。变压器用于将440V交流变到120V交流系统中，为120V交流负载提供电力。静止式变频器将发电机60Hz电源变为4001-Iz电源。该系统中有两个变频装置，正常运行时两台均投人工作，互为备用。
该舰配电系统沿舰轴向(从舰首到舰尾)有左舷、右舷和中心三路主干电缆线路。
(二)技术特点和述评
该舰配电系统的3个主配电盘采用环形连接，用于发电机同步、并联运行，能提高电力系统的可靠性。
从未来水面战舰的经济性和生命力要求分析，该舰还有一些不足之处。另外，舰上电子设备的干扰问题还未得到很好解决。现就以下几方面作简单评述。
1.自动母线转换开关(ADT)
当正常馈电线失电时，需将重要负载板从正常馈线转换到替代馈线上，实现转换功能的自动母线转换开关是先断开后闭合的不带电备用设备，目前采用的机电式ABT故障反应时间慢，而重要电子设备对电源品质要求高，因此，有必要缩短故障反应时间。采用先闭合后断开的ABT是一供选择方案。
2.损管电源
舰上损管负载板由两条馈线供电，不能满足水面战舰"两次命中保持损管"的要求，因此需要为损管负载板提供第三条馈电线。另外，由于配电系统中辐射状配电线路串联多个负载板，大大降低了支路负载板的生命力。这也是值得改进的。应减小配电系统点故障的影响。
3.负载分组
该舰负载板是根据其实际位置和负载生命力类别来分组。由于舰上敏感电子负载的增加，因负载性能而引起的负载间干扰已成为很严重的问题。因此，在设计配电系统时，除了考虑负载板的实际位置和负载生命力类别外，还须考虑负载工作性能和可能引起的负载间干扰。
4.经济性
美国未来水面舰艇可能采用电力推进，舰上日用电力系统的电力可从推进电力系统引出，这样可减少所需燃气轮机和配电盘数，提高系统总效率和可靠性。另外，在电力系统结构上，该舰电缆线路和长度不是最佳方案，在满足生命力和电源品质要求的同时，还应缩短电缆长度，以降低其成本和减轻重量。
德国"不莱梅"级(1X型)护卫舰电力系统
(一)电力系统组成
1.电站
该级舰有两个独立电站，每个电站有2台750kW柴油发电机组，发电机电压为450V，频率为60Hz。两电站经母线联线连接在一起。每个电站有各自的主配电盘，有2个岸电接线板，它们也可用来向其他舰供电。图5.9-2为该级舰电力系统简图。
2.配电系统
该级舰主电网为三线三相不接地星形连接系统，相间电压为440V、60Hz。主电网向分电网(115V、60Hz，115V、400Hz和24V直流)供电。舰上所有配电中心(EDC)和直接供
电设备能由任一电站的一次配电盘供电。配电中心可直接向负载配电板供电，并经变压器、变换器、整流器和充电设备向分电网供电。这种电网有以下几种运行方式：
①1台发电机运行(停泊备用方式)。
e2台发电机运行(正常航行、训练巡航)，由2台发电机供电，每台负载极限值的80％，可以是一个电站的2台发电机，也可以是2个电站各一台发电机经母联开关并联运行。
③3台发电机运行。在作战情况下3台发电机运行，两电站经母联开关并联运行。
3.自动控制和保护装置
(1)自动控制装置
为了使电力系统安全可靠运行，简化操作和缩短反应时间，该舰的电站和配电系统装有自动控制和监视系统，一般由机舱控制室(MCR)控制。该系统具有以下功能：
①柴油发电机的起动、运行、监视和停机。
②发电机开关、耦合开关、母线联络开关和岸电连接器的转换和监视。
③在发电机和电站同步情况下，发电机和一次配电盘的并联。
④配电中心的开关转换和监视。
⑤主电网的电压、频率和功率的监视。除了机舱控制室的中心控制和监视外，在每个一次配电盘有控制和监视台，当机舱控制室发生故障时，可以分散操作。电站和配电中心的应急操作在电站机旁控制台执行。
电网的自动控制设备与发电机保护设备能控制和监视电网的各种组合。自动控制在功能上分成发电机的控制和母线联络线的自动控制。
发电机的自动控制有以下功能：
①发电机按程序自起动、报警起动和试运行。
②当用电设备断开时自动进行电压和频率的调整。
③并联运行时自动负荷分配。
④柴油发电机的自动监视和故障下的停机。
母线联络自动控制设备能在带负载情况下使电站并网。另外，还能控制发电机起动、同步和接人。如果需要，还可控制电站的同步，而且这些功能还可手动执行。
(2)保护装置
电网中通过断路器和熔断器实现保护，使短路限制在电网的一小部分，尽量减小对正常运行电网的影响。配电网的熔断器和高速断路器的选择性是通过逐级减少其额定电流值(从电源到负载)而得到。对于配电盘母线系统中的断路器，通过选择不同断开时间得到选择性，而不是选择不同电流，因为它们具有几乎相同的额定电流值。
在发生短路时，断路器以下列顺序延时后断开：母线联络断路器、母线耦合断路器和发电机断路器，这样，母线系统逐段地隔开，直到短路被隔离。
(3)限流装置
该系统在母线联络线上设置亍限流装置，它可将短路电流峰值限制到90kA，在开关允许值内，提高系统运行的可靠性。
限流装置主要包括电流互感器、电阻性负载和可控硅组件。电流互感器的一次绕组与电站间的母线联络线串联连接，二次绕组上连接着并联的电阻性负载和可控硅组件。在正常运行时可控硅被触发，使二次绕组短路，对于一次绕组实际上是空载。
电子电路测量通过一次绕组的电流，当该电流增加到3倍额定发电机输出电流时，可控硅在40甲内关断，将负载接到互感器二次绕组上，使一次绕组带上高电阻性负载，从而限制短路电流，使短路电流峰值在40庐内减到开关装置允许值，在此以后，可控硅再次触发，使发电机继续运行；
(二)电力系统的性能
1.电力系统的贮备容量和可靠性
该舰电力系统有较高可靠性，使作战系统和舰上用电设备得到足够电力。
①当任何两台发电机并联运行或单独运行时，都能满足舰在所有工况下的全部电力要
求，即具有100％贮备容量。
②所有配电中心和直接供电设备能经转换开关由任何一个一次配电盘供电，这样提供
100％备用电力。
③即使在主电网故障情况下，应急电源电网能立即供电给全部重要用电设备，如消防
泵、舱底泵等。在每个用电设备附近有应急用开关盒，内装的连接器和开关可将电源转换到
应急电源上，保证各损管区域的消防和损管设备维持运行。
④所有重要自动控制和监视设备的备用电源是蓄电池，在舰电和岸电转换或主电网发生
故障时，可保证基本用电设备和应急照明电路的供电。
⑤向作战系统供电的115V、400Hz分电网的设计类似于主电网，也有100％的备用
余度。
2.稳定性
①增加配电中心。与以前护卫舰和驱逐舰相比，该舰配电中心增加约4倍，而每个负载
中心有更少用电设备。这样，当配电中心出现故障时仅一小部分电网受到影响，增加了整个
电源的稳定性。
②当一台发电机发生故障时，自动断开非重要用电设备，防止运行的发电机过负荷。同
时，另一台发电机自起动，同步投人运行。
③在战斗时使用3台发电机并联运行，两个一次配电盘之间的母线联络开关是闭合的。
这样，当3台发电机中的一台发生故障时，剩余的2台仍继续向所有负载供电。
3.电源品质
①主电网440V、60Hz和分电网115V、60Hz：
按照STANAGl008的北大西洋公约组织标准电网品质：
静态偏差值：电压为土5％；频率为土3％。
动态偏差值：电压为土16％(2s)；频率为±13％(2s)。
②分电网115V、400Hz：对于I和Ⅲ类电网应满足MiLSTDl399的要求。
舰载直升机400Hz电网按照LN29576设计。对于I类电网的要求与STANAGl008中的类
似；对于Ⅲ类电网品质要求，(按照MILSTD1399)相当高。
特性静态值：电压为±0.5％；频率为土0.5％。
上述要求通过组合使用半导体变换器和旋转变流机组得到满足。
(三)技术特点分析及述评
①电站和配电网的设计有足够的贮备容量。
②对电网故障采取合理检测保护设施，使故障限制在电网最小部分。
③机舱集中控制和监视，并有应急机旁控制。
④电网具有最佳的标准电网品质。?
⑤由于使用标准插入式系统和模块结构，使得故障查找和替换修理相当简单。
(一)电力系统组成
1.电站
该级舰有两个独立电站，每个电站有2台750kW柴油发电机组，发电机电压为450V，频率为60Hz。两电站经母线联线连接在一起。每个电站有各自的主配电盘，有2个岸电接线板，它们也可用来向其他舰供电。图5.9-2为该级舰电力系统简图。
2.配电系统
该级舰主电网为三线三相不接地星形连接系统，相间电压为440V、60Hz。主电网向分电网(115V、60Hz，115V、400Hz和24V直流)供电。舰上所有配电中心(EDC)和直接供
电设备能由任一电站的一次配电盘供电。配电中心可直接向负载配电板供电，并经变压器、变换器、整流器和充电设备向分电网供电。这种电网有以下几种运行方式：
①1台发电机运行(停泊备用方式)。
e2台发电机运行(正常航行、训练巡航)，由2台发电机供电，每台负载极限值的80％，可以是一个电站的2台发电机，也可以是2个电站各一台发电机经母联开关并联运行。
③3台发电机运行。在作战情况下3台发电机运行，两电站经母联开关并联运行。
3.自动控制和保护装置
(1)自动控制装置
为了使电力系统安全可靠运行，简化操作和缩短反应时间，该舰的电站和配电系统装有自动控制和监视系统，一般由机舱控制室(MCR)控制。该系统具有以下功能：
①柴油发电机的起动、运行、监视和停机。
②发电机开关、耦合开关、母线联络开关和岸电连接器的转换和监视。
③在发电机和电站同步情况下，发电机和一次配电盘的并联。
④配电中心的开关转换和监视。
⑤主电网的电压、频率和功率的监视。除了机舱控制室的中心控制和监视外，在每个一次配电盘有控制和监视台，当机舱控制室发生故障时，可以分散操作。电站和配电中心的应急操作在电站机旁控制台执行。
电网的自动控制设备与发电机保护设备能控制和监视电网的各种组合。自动控制在功能上分成发电机的控制和母线联络线的自动控制。
发电机的自动控制有以下功能：
①发电机按程序自起动、报警起动和试运行。
②当用电设备断开时自动进行电压和频率的调整。
③并联运行时自动负荷分配。
④柴油发电机的自动监视和故障下的停机。
母线联络自动控制设备能在带负载情况下使电站并网。另外，还能控制发电机起动、同步和接人。如果需要，还可控制电站的同步，而且这些功能还可手动执行。
(2)保护装置
电网中通过断路器和熔断器实现保护，使短路限制在电网的一小部分，尽量减小对正常运行电网的影响。配电网的熔断器和高速断路器的选择性是通过逐级减少其额定电流值(从电源到负载)而得到。对于配电盘母线系统中的断路器，通过选择不同断开时间得到选择性，而不是选择不同电流，因为它们具有几乎相同的额定电流值。
在发生短路时，断路器以下列顺序延时后断开：母线联络断路器、母线耦合断路器和发电机断路器，这样，母线系统逐段地隔开，直到短路被隔离。
(3)限流装置
该系统在母线联络线上设置亍限流装置，它可将短路电流峰值限制到90kA，在开关允许值内，提高系统运行的可靠性。
限流装置主要包括电流互感器、电阻性负载和可控硅组件。电流互感器的一次绕组与电站间的母线联络线串联连接，二次绕组上连接着并联的电阻性负载和可控硅组件。在正常运行时可控硅被触发，使二次绕组短路，对于一次绕组实际上是空载。
电子电路测量通过一次绕组的电流，当该电流增加到3倍额定发电机输出电流时，可控硅在40甲内关断，将负载接到互感器二次绕组上，使一次绕组带上高电阻性负载，从而限制短路电流，使短路电流峰值在40庐内减到开关装置允许值，在此以后，可控硅再次触发，使发电机继续运行；
(二)电力系统的性能
1.电力系统的贮备容量和可靠性
该舰电力系统有较高可靠性，使作战系统和舰上用电设备得到足够电力。
①当任何两台发电机并联运行或单独运行时，都能满足舰在所有工况下的全部电力要
求，即具有100％贮备容量。
②所有配电中心和直接供电设备能经转换开关由任何一个一次配电盘供电，这样提供
100％备用电力。
③即使在主电网故障情况下，应急电源电网能立即供电给全部重要用电设备，如消防
泵、舱底泵等。在每个用电设备附近有应急用开关盒，内装的连接器和开关可将电源转换到
应急电源上，保证各损管区域的消防和损管设备维持运行。
④所有重要自动控制和监视设备的备用电源是蓄电池，在舰电和岸电转换或主电网发生
故障时，可保证基本用电设备和应急照明电路的供电。
⑤向作战系统供电的115V、400Hz分电网的设计类似于主电网，也有100％的备用
余度。
2.稳定性
①增加配电中心。与以前护卫舰和驱逐舰相比，该舰配电中心增加约4倍，而每个负载
中心有更少用电设备。这样，当配电中心出现故障时仅一小部分电网受到影响，增加了整个
电源的稳定性。
②当一台发电机发生故障时，自动断开非重要用电设备，防止运行的发电机过负荷。同
时，另一台发电机自起动，同步投人运行。
③在战斗时使用3台发电机并联运行，两个一次配电盘之间的母线联络开关是闭合的。
这样，当3台发电机中的一台发生故障时，剩余的2台仍继续向所有负载供电。
3.电源品质
①主电网440V、60Hz和分电网115V、60Hz：
按照STANAGl008的北大西洋公约组织标准电网品质：
静态偏差值：电压为土5％；频率为土3％。
动态偏差值：电压为土16％(2s)；频率为±13％(2s)。
②分电网115V、400Hz：对于I和Ⅲ类电网应满足MiLSTDl399的要求。
舰载直升机400Hz电网按照LN29576设计。对于I类电网的要求与STANAGl008中的类
似；对于Ⅲ类电网品质要求，(按照MILSTD1399)相当高。
特性静态值：电压为±0.5％；频率为土0.5％。
上述要求通过组合使用半导体变换器和旋转变流机组得到满足。
(三)技术特点分析及述评
①电站和配电网的设计有足够的贮备容量。
②对电网故障采取合理检测保护设施，使故障限制在电网最小部分。
③机舱集中控制和监视，并有应急机旁控制。
④电网具有最佳的标准电网品质。?
⑤由于使用标准插入式系统和模块结构，使得故障查找和替换修理相当简单。
意大利"加里博迪"级轻型航母电力系统
(一)电力系统的组成
1.电站
意大利"加里博迪"级轻型航空母舰电站由6台440V、60Hz柴油发电机组成。每台发电机容量为1950kV?A，柴油机功率为1882kW(2560hp)，转速为1200r／min。另外还有2个440V、601-Iz岸电配电盘，分别位于舰首和舰尾。
6台发电机组分别布置在：
舰首、尾两个推进机舱内主电站(CEAM)内各有二台发电机组；
舰首、尾推进机舱外两个电站(CEFAM)内各有一台发电机组。
当舰靠港时由任意两组发电机投入运行，而且对并联连接的4个电站的所有母线供电。舰航行时4组发电机投人运行，舰首、尾电站(CEAM和CEFAM)中各应有二台运行。两个首电站互相连接，但与两个互连的尾电站分开运行。作战时，6组发电机全部投人运行，但每个电站是分开的，每个CEAM电站中的两台发电机并联运行。
2.配电系统
电力系统中的两个首、尾电站(CEAM)之间采用环形连接。两个CEFAM电站连接在环路C段(见图5.9-3)。两个CEAM配电盘都有A、B和C三段母线，而CEFAM配电盘仅有一段。首配电盘母线A和B由各自的交流发电机组供电，并与尾电站(CEAM)配电盘相应母线A和B连接，而尾配电盘母线A和B由各自发电机组供电。
每个CEAM配电盘的母线C没有相对应的发电机，它们与相应的CEFAM配电盘母线相连，还与首、尾相应的岸电相连。
不同母线之间的汇流条和连线，以及到发电机组的连线均用相同截面，以保证能输送最大电力。
440V、60Hz电能通过102条电路进行分配，日用电电流为200-500A，由电站配电盘分开，用FUSOL系列Z2630／500型断路器保护。这些线路供电给46个负载中心和所有直接供电用户。上述负载中心使用约500个额定电流为30-200A的FUSOLFZ断路器。
负载中心和直接供电负载都分为两类：重要的和非重要的。重要的用户和负载中心主要有飞机升降机、航海设备、作战设备、消防系统、60／400Hz变频装置、电站辅机、医院和手术室设备、安全设施、。翟站、空调和制冷系统等。非重要负载主要有后勤设施、起重机和原料贮存设施、水处理和污水排放系统、车间和实验室辅助设备、平衡辅助设施、焚化炉、控制设备和蓄电池充电设备等。
每个重要的负载和负载中心有两条供电线路：
①由CEAM电站配电盘母线A和B引出的正常供电线；
②由相应的CEFAM电站配电盘引出的应急供电线。
从正常供电线到应急线路的转换可通过自动控制或遥控实现，由两个FUSOLFZ630／500断路器组成。断路器有一个螺线管控制器和机械联锁装置。
还有一些非常重要的负载，例如电站空调设备，有由母线A(或B)供电的单独电源，还有由母线B(或A)供电的100％备用馈电。
非重要负载和负载中心仅有一条从CEAM配电盘母线C引出的正常供电线路。
3.控制设备和保护装置
(1)控制设备
该电力系统中4个电站各有一配电盘，可以控制、操纵和保护交流发电机、母线连络线、配电盘连络线、岸电、负载中心和用电设备。
在电站配电盘内FUSOL[7~30／500断路器控制和保护440V、60Hz重要和非重要负载电路。每个发电机有一个FUSOLFZl60断路器，直接接在发电机引出的馈线上，用于保护相关冷却电路。
电站配电盘的全部控制包括：
柴油机起动和停机；
发电机并网；
母线并联断路器的控制；
电站互连断路器的控制；
重要负载供电断路器的控制。
上述控制既可直接由电站控制，也可由着舰甲板作业控制中心(COP)遥控。此外，还能选择由主管操作人员执行操作。所有断路器和配电盘装有与自动控制系统的总接口。
电站中每个母线系统的控制设备可检查和测量全部线路的绝缘状况，配电盘装有测量接地漏电流的环形互感器、检测绝缘的继电器和试验电阻。
(2)保护系统
电力系统过载和短路保护通过正确设计断路器断开电流和其时间来实现。该系统并联运行发电机数最多为两组，最大短路电流根据两台发电机并联供电和相关电动机起动而确定。在所考虑的供电条件下，主系统环路上出现的最大对称故障电流为：
①交流发电机供电线路约20kA。
②各种环路输出40-55kA。
③在限流断路器负载侧直接供电用户线路为15-20kA。
故障电流计算包括在不同部位发生故障时的短路电流从故障开始到60XT／2时间内电流的衰减和短路保护的最大工作极限值。根据计算确定各处电气设备有关值。
环路断路器电流保护的配合通过明确限定在不同工况下交流发电机的使用和并联条件而简化。系统中OTOMAXP2C型电源和互连配电盘断路器装有US型过流释放装置(带定时限延时的过载保护和短路保护)，这样就能按不同断路器使用要求整定电流和时间。
负载侧断路器用于保护出线电缆线，并装有反时限延时脱扣(用于过载保护)，以及定时限延时或瞬时脱扣(用于短路保护)。FUSOL和ISOL系列负载侧断路器相配合，保证负载开关的正确跳闸选择性。
(二)电力系统技术特点
①电力系统中的两个首、尾电站之间采用环形连接，提高了运行的灵活性。
②配电系统中有46个负载中心，对于重要负载中心和用户采用双供电线路。
③由于并联发电机数最多为2台，在保护系统中最大短路电流根据2台发电机并联供电和相关电动机启动来确定。
(一)电力系统的组成
1.电站
意大利"加里博迪"级轻型航空母舰电站由6台440V、60Hz柴油发电机组成。每台发电机容量为1950kV?A，柴油机功率为1882kW(2560hp)，转速为1200r／min。另外还有2个440V、601-Iz岸电配电盘，分别位于舰首和舰尾。
6台发电机组分别布置在：
舰首、尾两个推进机舱内主电站(CEAM)内各有二台发电机组；
舰首、尾推进机舱外两个电站(CEFAM)内各有一台发电机组。
当舰靠港时由任意两组发电机投入运行，而且对并联连接的4个电站的所有母线供电。舰航行时4组发电机投人运行，舰首、尾电站(CEAM和CEFAM)中各应有二台运行。两个首电站互相连接，但与两个互连的尾电站分开运行。作战时，6组发电机全部投人运行，但每个电站是分开的，每个CEAM电站中的两台发电机并联运行。
2.配电系统
电力系统中的两个首、尾电站(CEAM)之间采用环形连接。两个CEFAM电站连接在环路C段(见图5.9-3)。两个CEAM配电盘都有A、B和C三段母线，而CEFAM配电盘仅有一段。首配电盘母线A和B由各自的交流发电机组供电，并与尾电站(CEAM)配电盘相应母线A和B连接，而尾配电盘母线A和B由各自发电机组供电。
每个CEAM配电盘的母线C没有相对应的发电机，它们与相应的CEFAM配电盘母线相连，还与首、尾相应的岸电相连。
不同母线之间的汇流条和连线，以及到发电机组的连线均用相同截面，以保证能输送最大电力。
440V、60Hz电能通过102条电路进行分配，日用电电流为200-500A，由电站配电盘分开，用FUSOL系列Z2630／500型断路器保护。这些线路供电给46个负载中心和所有直接供电用户。上述负载中心使用约500个额定电流为30-200A的FUSOLFZ断路器。
负载中心和直接供电负载都分为两类：重要的和非重要的。重要的用户和负载中心主要有飞机升降机、航海设备、作战设备、消防系统、60／400Hz变频装置、电站辅机、医院和手术室设备、安全设施、。翟站、空调和制冷系统等。非重要负载主要有后勤设施、起重机和原料贮存设施、水处理和污水排放系统、车间和实验室辅助设备、平衡辅助设施、焚化炉、控制设备和蓄电池充电设备等。
每个重要的负载和负载中心有两条供电线路：
①由CEAM电站配电盘母线A和B引出的正常供电线；
②由相应的CEFAM电站配电盘引出的应急供电线。
从正常供电线到应急线路的转换可通过自动控制或遥控实现，由两个FUSOLFZ630／500断路器组成。断路器有一个螺线管控制器和机械联锁装置。
还有一些非常重要的负载，例如电站空调设备，有由母线A(或B)供电的单独电源，还有由母线B(或A)供电的100％备用馈电。
非重要负载和负载中心仅有一条从CEAM配电盘母线C引出的正常供电线路。
3.控制设备和保护装置
(1)控制设备
该电力系统中4个电站各有一配电盘，可以控制、操纵和保护交流发电机、母线连络线、配电盘连络线、岸电、负载中心和用电设备。
在电站配电盘内FUSOL[7~30／500断路器控制和保护440V、60Hz重要和非重要负载电路。每个发电机有一个FUSOLFZl60断路器，直接接在发电机引出的馈线上，用于保护相关冷却电路。
电站配电盘的全部控制包括：
柴油机起动和停机；
发电机并网；
母线并联断路器的控制；
电站互连断路器的控制；
重要负载供电断路器的控制。
上述控制既可直接由电站控制，也可由着舰甲板作业控制中心(COP)遥控。此外，还能选择由主管操作人员执行操作。所有断路器和配电盘装有与自动控制系统的总接口。
电站中每个母线系统的控制设备可检查和测量全部线路的绝缘状况，配电盘装有测量接地漏电流的环形互感器、检测绝缘的继电器和试验电阻。
(2)保护系统
电力系统过载和短路保护通过正确设计断路器断开电流和其时间来实现。该系统并联运行发电机数最多为两组，最大短路电流根据两台发电机并联供电和相关电动机起动而确定。在所考虑的供电条件下，主系统环路上出现的最大对称故障电流为：
①交流发电机供电线路约20kA。
②各种环路输出40-55kA。
③在限流断路器负载侧直接供电用户线路为15-20kA。
故障电流计算包括在不同部位发生故障时的短路电流从故障开始到60XT／2时间内电流的衰减和短路保护的最大工作极限值。根据计算确定各处电气设备有关值。
环路断路器电流保护的配合通过明确限定在不同工况下交流发电机的使用和并联条件而简化。系统中OTOMAXP2C型电源和互连配电盘断路器装有US型过流释放装置(带定时限延时的过载保护和短路保护)，这样就能按不同断路器使用要求整定电流和时间。
负载侧断路器用于保护出线电缆线，并装有反时限延时脱扣(用于过载保护)，以及定时限延时或瞬时脱扣(用于短路保护)。FUSOL和ISOL系列负载侧断路器相配合，保证负载开关的正确跳闸选择性。
(二)电力系统技术特点
①电力系统中的两个首、尾电站之间采用环形连接，提高了运行的灵活性。
②配电系统中有46个负载中心，对于重要负载中心和用户采用双供电线路。
③由于并联发电机数最多为2台，在保护系统中最大短路电流根据2台发电机并联供电和相关电动机启动来确定。
美国"斯普鲁恩斯"级驱逐舰电力系统
舰用电站的3台燃气轮发电机是完全一样的，每台功率2000kW并10％的抽气(约1.36kg／s)。装置是恒速的，有关特性为：
额定功率(在37.8~C、10％抽气、进口损失14.91kPa(152／l~nH20)和排气损失24.9kPa(254mmH20)时)(kW)2000
输出电功率450V、60Fa、三相
尺寸(长X宽X高，mm)7422x2130x2443
过载(无抽气时)110％额定负荷，功率因数0.8，时间少于0.5h
抽气空气压力(kh(mmHg))28kPa(210mmHg)
发电机特性(r／min)1800r／min(功率因数0.8，效率％.1％，空气／海水冷却)
齿轮特性单减速，垂直补偿，2205kW(3000hp)，减速比7.68，强制润滑
燃气轮机特性转速13821r／min，空气流量在－17.8℃时为16.7kS／s，37.8℃时为13.6kg／s，功率2675.4kW(3640hp)，油耗：无抽气时435g／(kW?h)
电站燃气轮机和齿轮箱也有隔声罩，燃气轮机也有引射系统，可将冷却空气吸人隔声罩，以保持燃气轮机在运行时的冷却。进气管也装有冷却风扇以补充引射，并在停车后继续对燃气轮机进行冷却。每台燃气轮机发电机均有独立的滑油系统和海水冷却系统。燃气轮机和齿轮箱用海水冷却的合成滑油系统是公用的。发电机使用矿物油作润滑剂。润滑油的冷却采用装置的下底板作散热器。为了满足对结构噪声的要求，整个装置弹性安装在12个2270kg抗冲击机座上。燃气轮机发电机组有一台两种压力的空气起动电机。当使用储气器的高压空气时，起动时间为45s；当使用抽气系统的低压空气时，起动时间为60s。高压空气用于自动起动和应急起动，而抽气系统的低压空气则用于手动起动和清洗燃气轮机。每台发电机组均有独立的海水冷却系统，但在应急时可以给水主管自动供水。冷却水首先通过发电机空气冷却器进行循环，其后通过合成滑油冷却器而排出舷外。在发电机组工作时，海水泵自动开始运行。
电站燃气轮机的进气管也带冷却空气和消声器，除可进行燃气轮机的冷却和降低甲板气动噪声外，还可移除雾水和防止结冰。排气管也带消声器和抑制红外线的水雾喷射器。1、2号电站燃气轮机的进气管在烟囱内侧并用进气窗保护。在空气进入燃气轮机之前，还用进气管内的惯性风标来消除雾水。3号电站燃气轮机的进气管在右舷导弹发射架后面的01甲板上。空气在进入除雾器之前进人进气室除水。进气口用差压作用的通风门保护。此门当除雾器堵塞时即行打开。排气管为长方形结构。1、2号电站燃气轮机的排气管平行于烟囱上的主机引射器，但其烟囱上没有引射器，因为排气管流量和尺寸较小。但有排气消音器和抑制红外线的水雾喷射器。3号电站燃气轮机的排气管穿过舰在离中线面支柱和武器平台很远处。排气管还有一个巨大的、疏水良好的水柜来接受在高海情时可能流进排气管的水。3台电站燃气轮机的排气均通过余热锅炉。
电站燃气轮机的排气管用316L不锈钢制成并绝缘，圆形。进、排气管的压降分别为14.9kPa(152mmH20)和24.9kPa(254mmH20)(包括废热锅炉的11.2kPa(114mmH20)压降在内)。
舰用电站的3台燃气轮发电机是完全一样的，每台功率2000kW并10％的抽气(约1.36kg／s)。装置是恒速的，有关特性为：
额定功率(在37.8~C、10％抽气、进口损失14.91kPa(152／l~nH20)和排气损失24.9kPa(254mmH20)时)(kW)2000
输出电功率450V、60Fa、三相
尺寸(长X宽X高，mm)7422x2130x2443
过载(无抽气时)110％额定负荷，功率因数0.8，时间少于0.5h
抽气空气压力(kh(mmHg))28kPa(210mmHg)
发电机特性(r／min)1800r／min(功率因数0.8，效率％.1％，空气／海水冷却)
齿轮特性单减速，垂直补偿，2205kW(3000hp)，减速比7.68，强制润滑
燃气轮机特性转速13821r／min，空气流量在－17.8℃时为16.7kS／s，37.8℃时为13.6kg／s，功率2675.4kW(3640hp)，油耗：无抽气时435g／(kW?h)
电站燃气轮机和齿轮箱也有隔声罩，燃气轮机也有引射系统，可将冷却空气吸人隔声罩，以保持燃气轮机在运行时的冷却。进气管也装有冷却风扇以补充引射，并在停车后继续对燃气轮机进行冷却。每台燃气轮机发电机均有独立的滑油系统和海水冷却系统。燃气轮机和齿轮箱用海水冷却的合成滑油系统是公用的。发电机使用矿物油作润滑剂。润滑油的冷却采用装置的下底板作散热器。为了满足对结构噪声的要求，整个装置弹性安装在12个2270kg抗冲击机座上。燃气轮机发电机组有一台两种压力的空气起动电机。当使用储气器的高压空气时，起动时间为45s；当使用抽气系统的低压空气时，起动时间为60s。高压空气用于自动起动和应急起动，而抽气系统的低压空气则用于手动起动和清洗燃气轮机。每台发电机组均有独立的海水冷却系统，但在应急时可以给水主管自动供水。冷却水首先通过发电机空气冷却器进行循环，其后通过合成滑油冷却器而排出舷外。在发电机组工作时，海水泵自动开始运行。
电站燃气轮机的进气管也带冷却空气和消声器，除可进行燃气轮机的冷却和降低甲板气动噪声外，还可移除雾水和防止结冰。排气管也带消声器和抑制红外线的水雾喷射器。1、2号电站燃气轮机的进气管在烟囱内侧并用进气窗保护。在空气进入燃气轮机之前，还用进气管内的惯性风标来消除雾水。3号电站燃气轮机的进气管在右舷导弹发射架后面的01甲板上。空气在进入除雾器之前进人进气室除水。进气口用差压作用的通风门保护。此门当除雾器堵塞时即行打开。排气管为长方形结构。1、2号电站燃气轮机的排气管平行于烟囱上的主机引射器，但其烟囱上没有引射器，因为排气管流量和尺寸较小。但有排气消音器和抑制红外线的水雾喷射器。3号电站燃气轮机的排气管穿过舰在离中线面支柱和武器平台很远处。排气管还有一个巨大的、疏水良好的水柜来接受在高海情时可能流进排气管的水。3台电站燃气轮机的排气均通过余热锅炉。
电站燃气轮机的排气管用316L不锈钢制成并绝缘，圆形。进、排气管的压降分别为14.9kPa(152mmH20)和24.9kPa(254mmH20)(包括废热锅炉的11.2kPa(114mmH20)压降在内)。
兄弟我对现代军舰的了解几乎是0。对二战期间的战列舰尚稍有兴致。以下是从各专题文章中统计的战列舰电站数据：
敦刻尔克号配置8台各450千瓦的主发电机，分别装在2个机舱内由4台蒸汽轮机驱动（似乎是轴带发电机？这也是很有特色的），是主用发电机；3台各400千瓦柴油发电机，直流230/460V，是备用发电机。另外在艏楼甲板上还有2台各100千瓦的应急柴油发电机，但只能提供230V电力。全舰总发电量5000千瓦，其中涡轮发电机总功率为3600千瓦，柴油发电机总功率为1400千瓦。
沙恩霍斯特号舰上装有6台460千瓦、2台430千瓦的蒸汽涡轮发电机，2台300千瓦、2台150千瓦的柴油机发电机，主要提供应急电力，并拥有一套独立的环路，主要用作战斗损伤时的预备电力。。这些发电机分布于动力舱室周边的5个发电机舱中，主要提供230伏特的直流电，也提供少部分的110伏特交流电。全舰总发电能力为4520千瓦，其中涡轮发电机总发电功率为3620千瓦，柴油发电机总发电功率为900千瓦。
维内托级的辅机是8台220伏直流蒸汽涡轮发电机组，单台功率450千瓦/2020安培，前4台发电机布置在前轮机舱上方，后4台发电机位置相仿； 4台菲亚特（Fiat）MS368型220伏直流应急柴油发电机组，布置在装甲舱以外，两前两后，单台功率800千瓦/2020安培；全舰总发电功率6800千瓦，其中涡轮发电机功率为3600千瓦，柴油发电机功率为3200千瓦。
应该注意到，这些发电机都是直流发电机。对于需要交流电的设备，舰上配置3台安莎尔多A625/4型振荡器作为交流电源，单台输出功率62.5千瓦，164安培，62.5伏/50赫兹。
黎塞留号是法国电气化程度最高的战舰，大至扬弹机的工作、射击指挥塔与炮塔的旋转、操舵系统、锅炉通风系统，小至绞盘、吊车、传真以及食物的冷藏，都离不开电力。黎塞留级装备有2座涡轮式主发电机以及3座柴油主发电机。每座涡轮发电机中包括2台750千瓦发电机，总功率为1500千瓦；每座柴油发电机中则包括2台1000千瓦发电机，总功率为2000千瓦。另备有2座150千瓦的柴油发电机，在紧急状态下使用。因此，黎塞留级的发电总功率达到了9300千瓦。
发电机分别装载于4个舱室中，其中涡轮式发电机分别位于O大舱下部、L大舱上部，3台柴油发电机的发电室位于两座主炮塔之间的H大舱，另外一个为紧急发电室，位于O大舱的主甲板之上。
每个主发电室相对独立，既可发230伏电流用于全舰电路也可专为主炮塔发出特殊的460伏电流，但不能同时制造两种电流。紧急发电室只能制造230伏电流。
一般情况下只有2个涡轮发电机舱在工作，其一为全舰系统供电，其一为主炮塔供电。而处于H大舱柴油发电机组处于待命状态。
在黎塞留级配置4台各1500千瓦的涡轮发电机，3台各1000千瓦的柴油发电机。应急柴油发电机为2台150千瓦。这些发电机的总功率为9300千瓦。
俾斯麦级舰上共装有14台发电机，其中有5台690千瓦的蒸汽涡轮发电机和1台460千瓦的蒸汽涡轮发电机，它们布置在前排锅炉舱的前面两侧的两个机舱内，中间有舱室隔开。每个机舱中横向并列安装3台，其中一个机舱混装690千瓦和460千瓦的涡轮发电机。另外还有8台500千瓦的柴油发电机，布置在后主机舱两侧的2个机舱内，每舱安装4台，按前后两排布置，每排两台。14台发电机的总发电量为7910千瓦，以220伏交流电供电。另有数台应急柴油发电机组。全舰总发电量8500千瓦，其中3910千瓦为涡轮发电机，4590千瓦为柴油发电机。
乔治五世级供电系统分成前、后两套独立的环路，舰上共有6台220伏各330千瓦直流涡轮发电机和2台各330千瓦应急柴油发电机。这些发电机总发电功率为2640千瓦，明显低于同时期其他国家战列舰水平。这是因为此前些年英国战舰上发生的数起电气事故使英国海军对电力的使用仍持极端保守的态度，所以有相当一些机械设备不用电力驱动，比如主炮塔使用燃油斜盘发动机来驱动液压系统，厨房中全部使用燃油炉、灶，大部分辅助机械设备则直接使用蒸汽驱动，电驱动通常只是作为应急或备份手段。唯一的例外是操舵系统，它们以电动舵机为主，蒸汽舵机为辅。
北卡罗来纳级发电机组为四台各1250千瓦的涡轮发电机和四台各850千瓦的柴油发电机，另有两台各200千瓦备用柴油发电机，发电量共8800千瓦，其中涡轮发电机总功率为5000千瓦，柴油发电机总共功率为3800千瓦。
南达科他级舰上配有七台各1000千瓦的涡轮发电机组，以交流450伏特供应。另有二台各200千瓦的应急柴油发电机，总发电量7400千瓦。
衣阿华级1945年时配置8台各1250千瓦的涡轮发电机和2台各250千瓦的备用柴油机，总发电功率10500千瓦，供应450伏交流电。
蒙大拿级发电机为10台各1250千瓦的涡轮发电机，和2台各250千瓦的柴油发电机。总发电功率13000千瓦。
可见南达科他级、衣阿华级和蒙大拿级的船舶电站也很有特色，即几乎全部是涡轮发电机，只有几百千瓦的应急柴油发电机电力。这在战斗中如果发生主锅炉全部熄火或者蒸汽管路受损的情况是比较危险的。
阿拉斯加级辅机是4台单台功率1250千瓦工作电压450伏的三相交流涡轮发电机组，另有4台单台功率850千瓦的应急柴油发电机组，总发电功率8400千瓦，其中涡轮发电机总功率为5000千瓦，柴油发电机总功率为3400千瓦。
（上述数据表明它的电站配置几乎与北卡罗来纳一样，那么是不是也另有2台小功率应急柴油发电机？）
兴登堡级战列舰的发电装置包括12台500千瓦的柴油发电机、8台690千瓦涡轮发电机和2台460千瓦涡轮发电机，发电量一共为12440千瓦。它们分别安装在4个舱内，首舱安装涡轮发电机，尾舱则安装柴油发电机。其中涡轮发电机总功率为6440千瓦，柴油发电机总功率为6000千瓦。
苏联级配置4台单台功率1300千瓦的涡轮发电机组和4台单台功率650千瓦的柴油发电机组，总功率7800千瓦，其中涡轮发电机总功率为5200千瓦，柴油发电机总功率为2600千瓦。
喀琅施塔德级配置4台1200千瓦的涡轮发电机，以及650千瓦柴油发电机。
敦刻尔克号配置8台各450千瓦的主发电机，分别装在2个机舱内由4台蒸汽轮机驱动（似乎是轴带发电机？这也是很有特色的），是主用发电机；3台各400千瓦柴油发电机，直流230/460V，是备用发电机。另外在艏楼甲板上还有2台各100千瓦的应急柴油发电机，但只能提供230V电力。全舰总发电量5000千瓦，其中涡轮发电机总功率为3600千瓦，柴油发电机总功率为1400千瓦。
沙恩霍斯特号舰上装有6台460千瓦、2台430千瓦的蒸汽涡轮发电机，2台300千瓦、2台150千瓦的柴油机发电机，主要提供应急电力，并拥有一套独立的环路，主要用作战斗损伤时的预备电力。。这些发电机分布于动力舱室周边的5个发电机舱中，主要提供230伏特的直流电，也提供少部分的110伏特交流电。全舰总发电能力为4520千瓦，其中涡轮发电机总发电功率为3620千瓦，柴油发电机总发电功率为900千瓦。
维内托级的辅机是8台220伏直流蒸汽涡轮发电机组，单台功率450千瓦/2020安培，前4台发电机布置在前轮机舱上方，后4台发电机位置相仿； 4台菲亚特（Fiat）MS368型220伏直流应急柴油发电机组，布置在装甲舱以外，两前两后，单台功率800千瓦/2020安培；全舰总发电功率6800千瓦，其中涡轮发电机功率为3600千瓦，柴油发电机功率为3200千瓦。
应该注意到，这些发电机都是直流发电机。对于需要交流电的设备，舰上配置3台安莎尔多A625/4型振荡器作为交流电源，单台输出功率62.5千瓦，164安培，62.5伏/50赫兹。
黎塞留号是法国电气化程度最高的战舰，大至扬弹机的工作、射击指挥塔与炮塔的旋转、操舵系统、锅炉通风系统，小至绞盘、吊车、传真以及食物的冷藏，都离不开电力。黎塞留级装备有2座涡轮式主发电机以及3座柴油主发电机。每座涡轮发电机中包括2台750千瓦发电机，总功率为1500千瓦；每座柴油发电机中则包括2台1000千瓦发电机，总功率为2000千瓦。另备有2座150千瓦的柴油发电机，在紧急状态下使用。因此，黎塞留级的发电总功率达到了9300千瓦。
发电机分别装载于4个舱室中，其中涡轮式发电机分别位于O大舱下部、L大舱上部，3台柴油发电机的发电室位于两座主炮塔之间的H大舱，另外一个为紧急发电室，位于O大舱的主甲板之上。
每个主发电室相对独立，既可发230伏电流用于全舰电路也可专为主炮塔发出特殊的460伏电流，但不能同时制造两种电流。紧急发电室只能制造230伏电流。
一般情况下只有2个涡轮发电机舱在工作，其一为全舰系统供电，其一为主炮塔供电。而处于H大舱柴油发电机组处于待命状态。
在黎塞留级配置4台各1500千瓦的涡轮发电机，3台各1000千瓦的柴油发电机。应急柴油发电机为2台150千瓦。这些发电机的总功率为9300千瓦。
俾斯麦级舰上共装有14台发电机，其中有5台690千瓦的蒸汽涡轮发电机和1台460千瓦的蒸汽涡轮发电机，它们布置在前排锅炉舱的前面两侧的两个机舱内，中间有舱室隔开。每个机舱中横向并列安装3台，其中一个机舱混装690千瓦和460千瓦的涡轮发电机。另外还有8台500千瓦的柴油发电机，布置在后主机舱两侧的2个机舱内，每舱安装4台，按前后两排布置，每排两台。14台发电机的总发电量为7910千瓦，以220伏交流电供电。另有数台应急柴油发电机组。全舰总发电量8500千瓦，其中3910千瓦为涡轮发电机，4590千瓦为柴油发电机。
乔治五世级供电系统分成前、后两套独立的环路，舰上共有6台220伏各330千瓦直流涡轮发电机和2台各330千瓦应急柴油发电机。这些发电机总发电功率为2640千瓦，明显低于同时期其他国家战列舰水平。这是因为此前些年英国战舰上发生的数起电气事故使英国海军对电力的使用仍持极端保守的态度，所以有相当一些机械设备不用电力驱动，比如主炮塔使用燃油斜盘发动机来驱动液压系统，厨房中全部使用燃油炉、灶，大部分辅助机械设备则直接使用蒸汽驱动，电驱动通常只是作为应急或备份手段。唯一的例外是操舵系统，它们以电动舵机为主，蒸汽舵机为辅。
北卡罗来纳级发电机组为四台各1250千瓦的涡轮发电机和四台各850千瓦的柴油发电机，另有两台各200千瓦备用柴油发电机，发电量共8800千瓦，其中涡轮发电机总功率为5000千瓦，柴油发电机总共功率为3800千瓦。
南达科他级舰上配有七台各1000千瓦的涡轮发电机组，以交流450伏特供应。另有二台各200千瓦的应急柴油发电机，总发电量7400千瓦。
衣阿华级1945年时配置8台各1250千瓦的涡轮发电机和2台各250千瓦的备用柴油机，总发电功率10500千瓦，供应450伏交流电。
蒙大拿级发电机为10台各1250千瓦的涡轮发电机，和2台各250千瓦的柴油发电机。总发电功率13000千瓦。
可见南达科他级、衣阿华级和蒙大拿级的船舶电站也很有特色，即几乎全部是涡轮发电机，只有几百千瓦的应急柴油发电机电力。这在战斗中如果发生主锅炉全部熄火或者蒸汽管路受损的情况是比较危险的。
阿拉斯加级辅机是4台单台功率1250千瓦工作电压450伏的三相交流涡轮发电机组，另有4台单台功率850千瓦的应急柴油发电机组，总发电功率8400千瓦，其中涡轮发电机总功率为5000千瓦，柴油发电机总功率为3400千瓦。
（上述数据表明它的电站配置几乎与北卡罗来纳一样，那么是不是也另有2台小功率应急柴油发电机？）
兴登堡级战列舰的发电装置包括12台500千瓦的柴油发电机、8台690千瓦涡轮发电机和2台460千瓦涡轮发电机，发电量一共为12440千瓦。它们分别安装在4个舱内，首舱安装涡轮发电机，尾舱则安装柴油发电机。其中涡轮发电机总功率为6440千瓦，柴油发电机总功率为6000千瓦。
苏联级配置4台单台功率1300千瓦的涡轮发电机组和4台单台功率650千瓦的柴油发电机组，总功率7800千瓦，其中涡轮发电机总功率为5200千瓦，柴油发电机总功率为2600千瓦。
喀琅施塔德级配置4台1200千瓦的涡轮发电机，以及650千瓦柴油发电机。
回复 13# 克虏伯火炮
火炮兄是搞这个的？
火炮兄是搞这个的？
军船的不知道,知道了也不敢说!
黄埔和上海厂正在给中海油造的几条为那个3万吨大家伙配套的小船,全电力推进,单机3500/4500kw的发电机!
黄埔和上海厂正在给中海油造的几条为那个3万吨大家伙配套的小船,全电力推进,单机3500/4500kw的发电机!
对比维护、噪音、成本等等，孰优孰劣，如何取舍
回复 14# sl1983
不是。
这些都来自于网络，我只是对动力系统方面有些兴趣，搜索过罢了。
不是。
这些都来自于网络，我只是对动力系统方面有些兴趣，搜索过罢了。
回复 17# 克虏伯火炮
说火炮兄，差点说成炮友了。
说火炮兄，差点说成炮友了。
楼上兄弟不要歪楼。
我的理解吧，是柴油机在节省燃料、成本和维护上有优势，燃气轮机在比重量、噪音上有优势。
从结构原理上，燃气轮机比柴油机简单，但是维护应该是要求更高些。至少发电站用的大型燃机，据说有时候前晚停机后第二天启动都故障。
但是显然对于军舰来说，比重量和噪音优势要比省油、成本低更能吸引人。所以如果技术不是问题，那么辅机同样是采用燃气轮机更好。
不过燃气轮机的红外特性应该更明显吧。
从结构原理上，燃气轮机比柴油机简单，但是维护应该是要求更高些。至少发电站用的大型燃机，据说有时候前晚停机后第二天启动都故障。
但是显然对于军舰来说，比重量和噪音优势要比省油、成本低更能吸引人。所以如果技术不是问题，那么辅机同样是采用燃气轮机更好。
不过燃气轮机的红外特性应该更明显吧。
红外特征，和排气温度有关吧，当年在商船上的时候，记得主机的排气温度大概在400度左右，柴油辅机的没有印象了。燃气轮机的排气温度没查出来，不过大多数都讲比柴油机排温高，看来肯定超过400多度了。请老大科普。