对低压电力进行分配、控制和保护
进线单元
- 断路器:作为进线电路的主开关,用于接通和断开电路,在电路发生过载、短路、欠压等故障时自动跳闸,保护电路和设备。例如,当船舶电网中出现短路故障,电流急剧增大,进线断路器能迅速切断电源,避免故障扩大。常见的船用低压断路器额定电流可达数千安培,分断能力也较高。
- 电流互感器:用于将大电流按比例变换为小电流,方便测量和保护。通过电流互感器,可将主电路中的大电流转换为仪表、继电器等能接受的小电流,以便对电流进行监测和保护动作的判断。比如将几百安培的电流转换为5A的标准电流信号。
- 电压表、电流表等测量仪表:实时监测进线端的电压、电流等电气参数,让操作人员直观了解船舶电网的供电情况。操作人员可根据这些仪表显示的数据,判断电网是否正常运行,如发现电压异常波动,及时采取措施进行调整。
发电机控制单元
- 发电机断路器:实现发电机与电网之间的连接和断开控制,在发电机启动、停机以及并车等操作时起关键作用。当发电机准备并入船舶电网时,通过控制发电机断路器的合闸,使发电机与电网同步运行,向负载供电。
- 自动电压调节器(AVR):用于自动调节发电机的输出电压,使其稳定在规定的范围内。船舶在不同的负载情况下,AVR能根据电压变化自动调整发电机的励磁电流,保证输出电压的稳定。例如,当船舶负载增加,发电机输出电压有下降趋势时,AVR自动增大励磁电流,使电压回升到正常水平。
- 同步装置:在多台发电机并联运行或发电机与岸电并网时,用于检测和调整发电机的电压、频率和相位,确保它们满足并网条件。同步装置通过精确控制,使发电机的电压、频率和相位与电网一致,避免并网时产生过大的冲击电流。
负载配电单元
- 分路断路器:对各个负载支路进行通断控制和保护。根据不同负载的容量和性质,选择合适额定电流和保护特性的断路器。例如,对于照明负载支路,可选用较小额定电流的断路器;对于大型电动设备负载支路,则需选用额定电流较大、保护功能更完善的断路器。
- 熔断器:作为短路保护的补充,当分路发生短路故障时,熔断器的熔体迅速熔断,切断电路,保护负载设备。在一些对短路保护要求较高的支路,会同时配置断路器和熔断器,提高保护的可靠性。
- 转换开关:用于实现负载在不同电源之间的切换,如在主电源和应急电源之间切换。当船舶主电源出现故障时,操作人员可通过转换开关,将重要负载切换到应急电源供电,确保船舶关键设备的正常运行。
保护单元
- 过载保护装置:当负载电流超过额定值一定时间后,过载保护装置动作,切断电路或发出报警信号,防止设备因过载而损坏。一般采用热继电器或电子型过载保护继电器,根据负载的特性和要求设置合适的过载动作电流和时间。
- 短路保护装置:快速检测电路中的短路故障,并迅速切断电源。除了断路器和熔断器的短路保护功能外,还可能配置专门的短路保护继电器,提高短路保护的灵敏度和动作速度。
- 欠压、过压保护装置:监测电网电压,当电压低于或高于规定的范围时,自动切断电源或发出报警信号,保护电气设备免受异常电压的损害。例如,当船舶电网电压低于额定电压的85%或高于额定电压的110%时,欠压、过压保护装置动作。
测量、指示和控制单元
- 各种测量仪表:除了进线端的电压表、电流表外,还包括功率表、功率因数表等,用于测量和显示各支路的功率、功率因数等参数,帮助操作人员了解船舶电力系统的运行效率和电能质量。
- 指示灯:包括电源指示灯、断路器分合闸指示灯、故障报警指示灯等,直观显示配电板的工作状态和故障信息。例如,当某个支路发生短路故障,对应的故障报警指示灯亮起,方便操作人员快速定位故障。
- 控制按钮和开关:用于手动控制断路器的分合闸、发电机的启动和停止等操作,以及进行一些参数设置和功能切换。操作人员可通过这些按钮和开关,实现对船舶电力系统的灵活控制。
辅助电路单元
- 控制电源:为配电板上的控制电路、保护装置、测量仪表等提供稳定的直流或交流电源。一般采用隔离变压器、开关电源等设备,将主电源转换为合适的电压等级,确保控制电路的可靠运行。
- 信号电路:用于传输各种控制信号、报警信号等,实现配电板内部各单元之间以及与船舶其他设备之间的信息交互。信号电路通常采用屏蔽电缆,以减少电磁干扰,保证信号传输的准确性。
1. 电气参数
- 额定电压:交流690V。
- 额定频率:60Hz。
- 额定绝缘电压:1000V。
- 额定极限短路分断能力:常见为50kA。
- 主汇流排最大电流:可至6300A。
2. 机械参数
- 安装方式:落地式。
- 框架材料:钢板。
- 板厚:骨架3mm,面板2mm。
- 防护等级:有IP23、IP44、IP54等。
3. 环境参数
- 环境温度:一般为-10℃~55℃。
- 湿度:通常在一定的相对湿度范围内,如5%~95%等。