大型船舶电力系统关键技术与应用PDF电子书下载

第1章 船舶电网主接线安全及可靠性论证 1

1.1概述 1

1.2电力系统主接线评估的基本理论 2

1.2.1船舶供电网络分类 2

1.2.2船舶配电系统结构 4

1.3电气主接线可靠性评估 7

1.3.1建立数学模型的基本思路 8

1.3.2系统可靠性指标的计算 10

参考文献 28

第2章 船舶配电系统安全及可靠性论证 29

2.1配电系统供电安全分析 29

2.1.1船舶供电负载的分类 29

2.1.2分配电箱设置原则 31

2.2配电系统可靠性分析 31

2.2.1配电系统可靠性指标 32

2.2.2系统可靠性指标 33

2.2.3配电系统可靠性实例分析 33

2.2.4故障模式后果分析表的建立 37

2.2.5可靠性指标的计算 38

2.3不同拓扑结构的船舶电力系统安全及可靠性比较 40

2.4大型船舶带状网络分区供电技术 42

参考文献 44

第3章 船舶电力负荷分析及计算 45

3.1船舶电力负荷的分类及特点 45

3.1.1船舶电力负荷的分类 45

3.1.2船舶电力负荷的特点 46

3.2船舶电力负荷计算方法 47

3.2.1计算方法简介 47

3.2.2三类负荷计算法 48

3.2.3需求系数法 50

3.2.4无功功率计算 50

3.2.5发电机容量确定 50

3.3船舶电力负荷分析计算软件设计 51

3.3.1开发工具 51

3.3.2系统结构 51

3.3.3负荷处理 53

3.3.4软件特点 53

3.3.5算例演示 53

3.3.6计算结果分析 61

参考文献 63

第4章 中压电力系统接地方式 64

4.1中性点接地方式 64

4.1.1船舶电力系统的基本参数 64

4.1.2中性点接地方式的分类 66

4.2中性点接地方式的分析 68

4.2.1船舶中性点接地模型建立 68

4.2.2中性点接地方式的比较 74

4.2.3中性点接地方式的选择 81

参考文献 82

第5章 船舶电力系统短路电流计算 84

5.1概述 84

5.2船舶电力系统短路电流计算方法 85

5.2.1计算目的 85

5.2.2短路电流计算方法简介 86

5.3系统参数对短路电流的影响 90

5.3.1并联发电机对短路电流的影响 90

5.3.2并联异步电动机对短路电流的影响 93

5.4船舶电网拓扑结构对短路电流的影响 94

5.4.1不同结构对短路电流影响 94

5.4.2同一结构不同运行方式对短路电流的影响 97

5.5电压等级对短路电流的影响 101

5.6降低船舶电力系统短路电流的方法 104

参考文献 107

第6章 电压等级选择分析 108

6.1电压等级选择原则 108

6.1.1提高电压质量 108

6.1.2降低线路损耗 109

6.1.3降低短路电流 109

6.1.4保证电缆足以承受正常运行电流 110

6.1.5提高经济性 110

6.2电压等级选择的影响因素 110

6.2.1船舶电力系统模型 110

6.2.2潮流计算 114

6.2.3短路电流分析 118

6.2.4电压等级选择经验公式 120

6.2.5系统容量对电压等级选择的影响 121

6.3船舶电力系统电压等级的选择 128

6.3.1电力系统标称电压和相关的绝缘水平 129

6.3.2电力系统电压等级的选择 129

参考文献 130

第7章 船用开关电器 131

7.1船用断路器 131

7.1.1中压断路器 131

7.1.2船用低压断路器 135

7.1.3万能式空气断路器 138

7.2装置式断路器在船舶电网中的应用 142

7.2.1时间原则 142

7.2.2电流原则 143

7.2.3装置式断路器的应用 143

7.3逆功率继电器 145

7.4熔断器 147

7.4.1熔断器的分类 147

7.4.2熔断器的选择 147

7.5自动分级卸载保护 149

7.5.1自动分级卸载保护装置 149

7.5.2工作原理 149

7.6开关电器应用实例 151

7.6.1小容量电动机的保护 151

7.6.2大功率拖动电机的保护 151

7.6.3舵机拖动电机的保护 153

参考文献 153

第8章 变压器预充磁技术的研究 154

8.1概述 154

8.2励磁涌流原理分析 154

8.3预充磁方案分析 157

8.3.1仿真模型的建立 158

8.3.2串接电阻方法 160

8.3.3选相位分相合闸 163

8.3.4变压器预充磁方案 167

8.3.5预充磁变压器选型 171

参考文献 174

第9章 船舶瞬态电压降分析 176

9.1电动机起动引起电压降 176

9.2降压起动 181

9.2.1定子绕组串联电阻或电抗 181

9.2.2自耦变压器 184

9.2.3星-三角起动 186

9.3软起动 190

9.3.1电压斜坡控制起动方式 190

9.3.2电流限幅控制起动方式 191

9.3.3其他控制起动方式 193

9.4变频器控制电机 194

9.5实际模型的计算结果 200

参考文献 202

第10章 船舶电网保护 203

10.1船舶电网保护概述 203

10.1.1船舶电力系统保护的分类 203

10.1.2船舶保护装置的基本要求 204

10.2船舶电网保护的特殊问题 205

10.2.1运行方式 205

10.2.2系统暂态问题 207

10.2.3电动机馈送短路电流 209

10.2.4电缆长度 211

10.3大型发电机保护方案及应用 211

10.3.1差动保护 212

10.3.2发电机的过载保护 213

10.3.3发电机的外部短路保护 214

10.3.4发电机的欠压保护 215

10.3.5发电机的逆功率保护 216

10.3.6发电机的方向接地保护 217

10.4变压器保护的方案及应用 217

10.4.1变压器差动保护 218

10.4.2变压器过电流保护 220

10.4.3变压器的其他保护 221

10.5船舶电网综合保护 222

10.5.1船舶电网方向保护 222

10.5.2船舶电网电流差动保护 225

10.5.3船舶电网自适应保护 229

10.5.4仿真与分析 231

参考文献 240

第11章 船舶电力系统漏电保护 241

11.1概述 241

11.1.1漏电故障 241

11.1.2中性点接地方式对漏电流的影响 241

11.1.3船舶电力系统中的漏电装置 241

11.1.4额定漏电动作电流的选择 242

11.2漏电保护原理 242

11.2.1零序电流保护 243

11.2.2零序功率方向保护 246

11.2.3故障支路选相原理 246

11.2.4仿真分析 248

11.2.5仿真结论 252

11.3基于电流补偿法的船舶微机漏电保护 253

11.3.1电流稳态补偿法 253

11.3.2电流时域补偿法 254

11.3.3电流补偿方法的仿真比较 255

11.3.4硬件装置与主程序流程图 256

参考文献 258

第12章 谐波分析与抑制 259

12.1基本概念 259

12.1.1谐波的基本概念 259

12.1.2国内外对谐波的相关标准 260

12.1.3谐波的危害 261

12.1.4变频器及滤波器 263

12.2船舶电力系统的谐波分析 264

12.2.1变频器的电路构成及配置 265

12.2.2典型船舶电力系统谐波分析 275

12.3船舶电力系统谐波抑制方法 280

12.3.1无源滤波器分析 281

12.3.2有源滤波器分析 286

12.4混合滤波器 291

12.4.1混合型滤波器设计 292

12.4.2混合滤波器参数优化 295

12.4.3混合型滤波器有源滤波设计 301

参考文献 303

第13章 船舶电力系统电磁干扰及抑制 305

13.1干扰源 305

13.2干扰传输方式 307

13.2.1静电电容耦合 308

13.2.2互感耦合 309

13.2.3公共阻抗耦合方式 309

13.2.4辐射干扰 310

13.3抑制干扰的方法 310

13.3.1滤波与退耦 310

13.3.2瞬变干扰的限制 311

13.3.3屏蔽和隔离 312

13.3.4电缆屏蔽层的连接和接地 312

参考文献 313

第14章 船舶电力系统稳定 314

14.1船舶电力系统稳定概述 314

14.1.1功角稳定 315

14.1.2电压稳定 315

14.1.3频率稳定 316

14.2船舶电力系统稳定分析模型 317

14.2.1发电机模型 317

14.2.2调速控制模型 320

14.2.3励磁调节模型 322

14.3典型船舶电力系统模型 324

14.3.1系统仿真模型 324

14.3.2运行工况 325

参考文献 326

第15章 船舶电力系统功角稳定 327

15.1船舶电力系统静态稳定分析 327

15.1.1电力系统静态稳定概述 327

15.1.2单机-负荷静态稳定 328

15.1.3多机系统下的静态稳定 331

15.2船舶电力系统暂态稳定及动态稳定 332

15.2.1故障点对系统暂态稳定/动态稳定的影响 333

15.2.2工况对系统暂态稳定/动态稳定的影响 335

15.2.3调速系统对暂态稳定/动态稳定的影响 336

15.2.4励磁对暂态稳定/动态稳定的影响 339

参考文献 340

第16章 船舶电力系统电压稳定 341

16.1电力系统电压稳定概述 341

16.2船舶电力系统静态电压稳定 342

16.2.1静态电压稳定指数 342

16.2.2静态电压稳定计算分析 344

16.3暂态电压稳定及中长期动态电压稳定 345

16.3.1暂态不稳定现象及影响 345

16.3.2励磁及调速控制的比较 349

16.4 SVC对船舶电压稳定的影响 351

参考文献 355

第17章 船舶电力系统频率稳定 356

17.1船舶电力系统频率稳定的分析 356

17.1.1船舶电网频率失稳现象及影响 356

17.1.2调速控制对频率稳定的影响 360

17.1.3增强频率稳定的措施 362

17.2电动机对频率稳定的影响 368

参考文献 373

附录 参数说明及典型值 375