船舶電站及其自動化/船舶電氣係列教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《船舶電站及其自動化/船舶電氣係列教材》主要介紹船舶電力係統的基本概念、船舶電網、船舶配電裝置、電氣測量儀錶、船舶電站自動控製原理、船舶電力係統保護及船用保護電器。總結歸納船舶電力係統的設計內容、要求和設計步驟，電纜的選擇、電力負荷和電網電壓降的計算方法，船舶電站容量及負荷計算的方法，並車條件和操作、無功功率和有功功率閤理分配，並舉例分析。
　　《船舶電站及其自動化/船舶電氣係列教材》包含船舶電站及其自動化的基本理論和實際應用知識，力求深入淺齣，具有一定的理論係統性和可操作性。每章配有本章導讀、本章小結及思考題，以加深讀者對重要內容的理解。
　　《船舶電站及其自動化/船舶電氣係列教材》可作為高等院校船舶電子電氣工程、船舶與海洋工程、輪機工程等相關專業的教材或參考書，也可供船廠、從事船舶電力係統設計的工程技術人員以及從事船舶運輸的船員參考。

作者簡介

　　單海校，副教授，工學碩士，浙江海洋大學工程技術實訓教學中心主任。1996年畢業於上海海事大學船舶電氣專業，2007年獲華中科技大學輪機工程專業（船舶電氣方嚮）碩士學位。現為中國電工技術學會船電專業委員會委員，浙江省優秀青年教師，舟山市新世紀學術和技術帶頭人後備人員，舟山市“新世紀111人纔工程”第三層次培養對象。
　　主要緻力於船舶電氣自動化方麵的研究和教學，主講《船舶電站自動化》《船舶電力係統》《船舶電工藝學》等課程。先後主持或參與省部級、廳局級科研課題10餘項，獲科研成果奬5項，授權國傢專利8項，齣版教材3部。

目錄

第1章 船舶電力係統概述
1．1 船舶電力係統的組成
1．2 船舶電力係統的基本參數與選擇
1．2．1 電流種類
1．2．2 額定電壓
1．2．3 額定頻率
1．2．4 綫製
1．3 船舶電力係統的工作特點
1．4 船舶電力係統的工作條件及環境條件
1．5 船舶電力係統的類型
1．6 船舶電力係統的發展
1．7 船舶電力係統設計內容、要求及步驟
1．7．1 設計內容
1．7．2 設計要求
1．7．3 設計步驟
1．7．4 設計規範與標準
本章小結

第2章 船舶電網
2．1 船舶電網概述
2．1．1 船舶供電網絡的分類
2．1．2 電力負荷的分級
2．1．3 船舶電網配電類型
2．2 船舶電纜
2．2．1 電纜型號、導體和絕緣材料的選擇
2．2．2 船用電纜連續工作製的電流定額
2．2．3 電流定額校正係數
2．2．4 電纜的負載電流計算
2．2．5 電纜截麵積的確定
2．3 船舶電網電壓降的計算
2．3．1 直流電網電壓損失的計算
2．3．2 交流電網電壓損失的計算
2．4 船舶電網設計
2．4．1 船舶電網設計的基本要求
2．4．2 船舶電網可靠性設計注意事項
2．4．3 電力係統圖設計繪製要求
2．5 船舶電網失電後的處理
本章小結

第3章 船舶配電裝置
3．1 概述
3．1．1 配電裝置的功能
3．1．2 配電裝置的類型
3．1．3 配電裝置的技術要求
3．2 配電闆
3．2．1 主配電闆
3．2．2 其他配電闆
3．2．3 分配電箱
3．3 船舶配電裝置常用電器
3．3．1 電器選擇的基本準則
3．3．2 船用空氣斷路器
3．3．3 船用其他開關
3．3．4 互感器
3．4 船用保護電器
3．4．1 逆功率繼電器
3．4．2 負序繼電器
3．4．3 熔斷器
3．5 電氣測量儀錶
3．5．1 頻率錶
3．5．2 電壓錶及電流錶
3．5．3 功率錶
3．5．4 功率因數錶
3．5．5 兆歐錶與電網絕緣監測儀
本章小結

第4章 船舶電站容量及負荷計算
4．1 船舶電站
4．1．1 概述
4．1．2 船舶電站設計的基本要求
4．2 船舶電力負荷
4．2．1 船舶電力負荷分類
4．2．2 船舶電力負荷運行工況
4．3 確定船舶電站容量的目的和方法
4．3．1 確定船舶電站容量的目的
4．3．2 船舶電站負荷計算方法
4．3．3 三類負荷法
4．3．4 需要係數法
4．4 船舶電站發電機組功率和颱數的確定
4．4．1 電站容量及數量確定原則
4．4．2 發電機組容量和颱數的選擇
4．5 船舶電源設備的選型
4．5．1 發電機的選型
4．5．2 原動機的選型
本章小結

第5章 船舶同步發電機的並車
5．1 同步發電機的並車條件
5．1．1 理想的並車條件
5．1．2 並聯運行分析
5．1．3 並聯運行對原動機的要求
5．2 手動準同步並車原理與操作方法
5．2．1 手動準同步並車方法
5．2．2 手動準同步並車操作
5．3 粗同步電抗器並車
5．3．1 粗同步電抗並車原理
5．3．2 粗同步電抗並車條件
5．3．3 半自動粗同步並車原理
5．4 自動準同步並車原理
5．4．1 自動準同步並車原理與基本功能
5．4．2 基本環節
本章小結

第6章 船舶發電機電壓及無功功率的自動調整
6．1 概述
6．1．1 同步發電機電壓變化的原因
6．1．2 電壓偏差的危害
6．1．3 發電機電壓調整的基本措施
6．1．4 自動電壓調整裝置的作用
6．1．5 自動電壓調整裝置的技術指標
6．1．6 自動電壓調整裝置的分類
6．2 相復勵自勵恒壓裝置
6．2．1 自勵恒壓發電機
6．2．2 不可控相復勵自勵恒壓裝置
6．2．3 可控相復勵自勵恒壓裝置
6．3 晶閘管勵磁自動調整裝置
6．3．1 晶閘管勵磁自動調整裝置基本形式
6．3．2 晶閘管勵磁自動調整裝置的強勵措施
6．4 無刷同步發電機勵磁調整裝置
6．4．1 無刷勵磁的基本原理
6．4．2 無刷勵磁係統實例
6．5 並聯運行發電機之間無功功率的分配
6．5．1 無功功率的分配與轉移
6．5．2 均壓綫
6．5．3 無功功率自動分配裝置
6．5．4 差動電流互感器
本章小結

第7章 船舶同步發電機頻率及有功功率自動調整
7．1 概述
7．2 原動機調速器及其調速特性
7．3 頻率的調整
7．4 並聯運行發電機之間有功功率的轉移與分配
7．4．1 並聯運行發電機之間有功功率的轉移
7．4．2 並聯運行發電機之間有功功率的分配
7．5 自動調頻調載裝置
7．5．1 自動調頻調載裝置的基本功能
7．5．2 自動調頻調載裝置的構成和工作原理
本章小結

第8章 船舶電力係統保護
8．1 電力係統保護概述
8．1．1 現代船舶電力係統保護的特點
8．1．2 船舶電力係統的故障分析
8．1．3 船舶電力係統保護的任務和作用
8．1．4 對保護裝置的基本要求
8．1．5 船舶電力係統的保護設計
8．2 船舶同步發電機的保護
8．2．1 船舶同步發電機的過載保護
8．2．2 船舶同步發電機的外部短路保護
8．2．3 船舶同步發電機的欠壓保護
8．2．4 船舶同步發電機的逆功率保護
8．3 船舶電網的保護
8．3．1 過載保護
8．3．2 短路保護
8．3．3 船用變壓器的保護
8．3．4 岸電相序和斷相保護
8．3．5 單相接地及絕緣監視
8．4 船舶電力係統的其他保護措施
本章小結

第9章 船舶電站自動控製
9．1 概述
9．1．1 船舶電站自動化等級
9．1．2 船舶自動電站基本功能
9．1．3 船舶電站自動化的技術特徵
9．2 船舶柴油機自動啓停控製
9．2．1 船舶柴油機工作條件
9．2．2 船舶柴油發電機組自動啓停控製的主要功能
9．2．3 船舶柴油應急發電機組自動啓停程序控製實例
9．3 電站監控及故障處理
9．3．1 電力參數的監控
9．3．2 備用機組的自動投入
9．3．3 電網的故障處理
9．3．4 發電機組的故障處理
9．3．5 柴油機的故障處理
9．3．6 監控係統故障處理程序
9．4 無人值守船舶電站
9．4．1 船舶電站自動控製係統總體功能
9．4．2 船舶電站自動控製裝置實例
本章小結

參考文獻

《遠洋巨輪的脈搏：船舶動力與電氣係統解析》 在廣袤無垠的海洋上，一艘艘巨輪承載著貨物與夢想，它們的每一次遠航，都離不開強大而精密的“心髒”——船舶動力與電氣係統。本書旨在深入剖析這套復雜而至關重要的係統，為讀者構建一幅清晰、詳實的圖景，揭示其運作的奧秘，理解其設計的精妙。我們將從最基礎的原理齣發，循序漸進，直至涵蓋現代船舶動力與電氣係統的前沿技術，力求為船舶工程、輪機管理、電氣技術等相關領域的專業人士及有誌於此的讀者提供一份全麵、深入的學習資料。 第一篇：船舶動力基礎與發展 本篇將從船舶動力係統的概念入手，追溯其發展曆程。我們將探討蒸汽機時代如何開啓瞭遠洋航行的先河，瞭解內燃機如何在效率與可靠性上實現跨越，以及現代船舶動力係統如何嚮著更高效率、更低排放、更智能化方嚮發展。 第一章 船舶動力係統的演進與分類： 1.1 動力係統的定義與重要性： 闡述船舶動力係統在船舶航行、操縱、生活起居等方麵不可或缺的作用，包括提供推進力、驅動輔機、維持船上正常運行等。 1.2 曆史迴顧：從蒸汽到內燃： 詳細介紹蒸汽機在船舶上的應用，分析其優缺點，以及內燃機（尤其是柴油機）齣現後對船舶動力的革命性改變。 1.3 現代船舶動力係統的主要類型： 1.3.1 柴油機動力係統： 深入分析中速、低速柴油機的結構、工作原理、優勢與劣勢，以及在不同類型船舶上的應用。 1.3.2 燃氣輪機動力係統： 探討燃氣輪機的高功率密度、快速響應等特點，分析其在高速船、特種船等領域的應用，以及與柴油機的混閤動力形式。 1.3.3 電力推進係統： 詳細介紹電力推進的基本構成（發電機、推進電機、電力轉換設備），分析其在船舶上應用的優勢，如靈活布局、低噪音、高效率等，並探討不同類型的電力推進方式（如直流、交流）。 1.3.4 混閤動力係統： 結閤柴油機、燃氣輪機、電池、燃料電池等多種動力源，分析混閤動力係統在提高燃油經濟性、降低排放方麵的潛力。 1.3.5 新能源動力技術展望： 簡要介紹LNG動力、甲醇動力、氨動力、氫燃料電池等新興動力技術在船舶上的應用前景與挑戰。 第二章 船舶柴油機工作原理與類型： 2.1 四衝程與二衝程柴油機： 詳細解析這兩種基本工作循環的原理、特點、適用範圍。 2.2 柴油機的關鍵部件與結構： 深入剖析氣缸、活塞、麯軸、連杆、氣門機構、噴油係統、進排氣係統等核心部件的構造與功能。 2.3 增壓技術與效率提升： 介紹廢氣渦輪增壓、機械增壓等技術如何提高柴油機的功率和燃油經濟性。 2.4 柴油機的冷卻與潤滑係統： 解析其工作原理，確保柴油機穩定運行。 2.5 柴油機的燃料供給與排放控製： 介紹不同燃油的特性，以及現代柴油機在滿足日益嚴格的排放法規方麵的技術措施。 第三章 船舶推進係統： 3.1 螺鏇槳推進器： 3.1.1 螺鏇槳的工作原理： 介紹其如何將鏇轉動力轉化為推力。 3.1.2 固定螺距螺鏇槳（FPP）與可調螺距螺鏇槳（CPP）： 分析兩者的結構、特點、適用場閤。 3.1.3 螺鏇槳的效率與空泡現象： 探討影響螺鏇槳效率的因素，以及空泡的産生機理和對船舶性能的影響。 3.2 噴水推進器： 3.2.1 工作原理與結構： 介紹噴水推進器如何通過吸入和噴射水流産生推力。 3.2.2 優勢與應用： 分析其在高速船、淺水區域、操縱性要求高的船舶上的優勢。 3.3 推進器與舵的協同工作： 簡述推進器與舵在船舶操縱中的配閤關係。 第二篇：船舶電氣係統核心技術 在現代船舶中，電氣係統如同神經網絡，為船舶的生命提供源源不斷的能量和指令。本篇將聚焦船舶電氣係統的核心組成部分、工作原理、設計原則以及各種先進的電氣設備。 第四章 船舶電力係統基礎： 4.1 直流（DC）與交流（AC）係統： 闡述兩種電力係統的基本概念、優缺點以及在船舶上的應用。 4.2 船舶電源的構成： 4.2.1 主發電機組： 介紹柴油發電機組、燃氣輪機發電機組等主要電力來源，包括其功率匹配、冗餘設計等。 4.2.2 應急發電機組： 強調其在主電源失效時的重要性，以及相關的要求與設計。 4.2.3 岸電連接： 介紹船舶停靠碼頭時使用岸電的意義，以及岸電接口的標準與安全要求。 4.2.4 蓄電池組： 分析其在啓動、備用、峰榖電力調配等方麵的作用。 4.3 船舶配電係統的組成與管理： 介紹配電盤、開關、熔斷器、電纜等關鍵設備，以及如何實現安全、高效的電力分配。 4.4 電力質量與功率因數： 探討船舶電力係統中影響電力質量的因素，以及提高功率因數的重要性。 第五章 船舶電氣設備與裝置： 5.1 電機及其應用： 5.1.1 直流電機與交流電機： 介紹其基本類型、工作原理、特性。 5.1.2 電機在船舶上的主要應用： 如推進電機、泵、風機、起重設備等。 5.1.3 電機調速技術： 介紹變頻調速等技術如何實現電機的高效控製。 5.2 變壓器與變頻器： 5.2.1 變壓器在船舶上的作用： 用於升降電壓，滿足不同設備的需求。 5.2.2 變頻器（VFD）及其在船舶電氣控製中的應用： 提高電機運行效率，實現精確控製，降低能耗。 5.3 開關設備與保護裝置： 5.3.1 斷路器、隔離開關、接觸器： 介紹其基本功能和在電路中的應用。 5.3.2 繼電保護原理與裝置： 探討過電流保護、過電壓保護、短路保護等，確保電氣係統的安全運行。 5.4 電纜與連接： 介紹船舶電纜的選型、敷設要求、接頭處理等，確保電力傳輸的可靠性。 5.5 照明係統： 探討船舶照明係統的設計要求，包括安全性、節能性、功能性等。 5.6 防爆電氣設備： 分析在有潛在爆炸風險區域（如油漆庫、貨艙）對電氣設備提齣的特殊防爆要求。 第六章 船舶電氣安全與維護： 6.1 電氣安全的基本原則： 強調絕緣、接地、防護等級等關鍵要素。 6.2 船舶電氣故障的識彆與排除： 介紹常見的電氣故障類型，以及處理方法。 6.3 電氣係統的定期檢查與預防性維護： 製定閤理的維護計劃，確保係統長期穩定運行。 6.4 船舶電氣規範與標準： 介紹相關國際和國內的船舶電氣設計、安裝、檢驗標準。 6.5 船舶電氣事故案例分析： 從實際案例中吸取教訓，提高安全意識。 第三篇：船舶動力與電氣係統的集成與控製 現代船舶的動力與電氣係統已不再是孤立的個體，而是高度集成的復雜網絡。本篇將深入探討動力與電氣係統的集成化、智能化發展趨勢，以及自動化控製技術在其中的核心作用。 第七章 船舶動力與電氣係統的集成化設計： 7.1 集成化設計的優勢： 提高係統效率、降低成本、優化空間布局、增強可靠性。 7.2 動力係統與電力係統的接口： 分析發電機組與配電係統、推進電機與控製係統之間的連接與協調。 7.3 推進與轉嚮係統的集成： 探討如何實現推進動力與舵/推進器的協調控製，以達到最優的航行和操縱效果。 7.4 燃油、潤滑油、冷卻水等輔助係統的集成： 分析這些輔助係統如何與動力和電氣係統進行信息交互和聯動控製。 第八章 船舶動力與電氣控製係統基礎： 8.1 控製係統的基本組成： 傳感器、控製器、執行器。 8.2 模擬控製與數字控製： 介紹兩種控製方式的原理和發展。 8.3 船舶動力係統常用控製策略： 如轉速控製、功率控製、溫度控製、壓力控製等。 8.4 船舶電氣係統常用控製策略： 如電壓穩定控製、頻率穩定控製、電機速度與轉矩控製。 第九章 船舶自動化控製係統： 9.1 自動化控製係統的概念與目的： 提高船舶運行的安全性、經濟性、舒適性和減員化。 9.2 船舶動力自動化： 9.2.1 柴油機自動調速係統（ATS）： 確保發電機組輸齣頻率穩定。 9.2.2 動力係統監控與報警： 實時監測發動機各項參數，及時發齣報警。 9.2.3 自動起停與切換係統： 實現發電機組的自動啓動、停止和負載切換。 9.3 船舶電氣自動化： 9.3.1 自動閤閘與重閤閘： 確保電力係統的連續性和可靠性。 9.3.2 自動負荷分配與功率管理： 優化電力資源的利用。 9.3.3 自動切換至應急電源： 確保在主電源故障時船舶關鍵設備不間斷供電。 9.4 綜閤自動化係統（IAS）的構成與功能： 介紹現代船舶如何將動力、電氣、導航、通信等係統集成在一個統一的自動化平颱上進行集中監控和管理。 9.5 人機界麵（HMI）的設計與應用： 探討如何設計直觀、易用的操作界麵，方便船員監控和控製。 第十章 船舶動力與電氣係統的故障診斷與預測性維護： 10.1 故障診斷技術： 介紹基於規則、基於模型、基於數據挖掘等多種故障診斷方法。 10.2 狀態監測與數據采集： 強調實時數據采集對於故障診斷和預測性維護的重要性。 10.3 預測性維護策略： 如何通過對係統狀態的分析，預測潛在故障，並提前進行維護，減少意外停機。 10.4 故障記錄與分析： 建立完善的故障數據庫，為係統改進和優化提供依據。 結語 《遠洋巨輪的脈搏：船舶動力與電氣係統解析》不僅是對現有船舶動力與電氣技術的梳理與總結，更是對未來發展趨勢的探索與展望。本書力求以嚴謹的科學態度，清晰的邏輯結構，詳實的技術內容，為讀者呈現一幅全麵、深入的船舶動力與電氣係統圖景。希望通過本書的學習，讀者能夠更深刻地理解現代船舶的心髒如何跳動，電力如何流動，以及自動化如何賦能遠洋巨輪的安全、高效、綠色航行，從而在各自的專業領域內有所建樹，為中國乃至世界航運事業的發展貢獻力量。