為深入貫徹落實《國務院關於加快發展現代職業教育的決定》《現代職業教育體繫建設規劃(2014_2020年)》《教育部關於深化職業教育教學改革全面提高人纔培養質量的若干意見》等重要文件精神，依據《高等職業教育創新發展行動計劃(2015_2018年)》《海洋工程裝備制造業中長期發展規劃》等關於高等職業教育改革發展要求，全國船舶工業職業教育教學指導委員會(簡稱船舶行指委)經研究決定開展“十三五”規劃教材編寫工作。

    本教材注重能力培養，面向市場，面向社會，體現了職業教育的特色，努力滿足高素質的實用型、技能型船舶技術類專業高等職業人纔培養的需要。本教材在組織編寫過程中，形成了如下特色：

    1．認真總結了全國設有船舶技術類專業的職業院校多年來的專業教學經驗，並吸收了部分企業專家的意見，代表性強，適用性廣；

    2．以職業崗位的需求為出發點，適當精簡了教學內容，減少了理論描述，具有較強的針對性；

  3．每章前列出了知識目標和能力目標等學習目標要求，每章結尾處編制了大量思考與練習題，便於教師組織教學和學生學習。

  本教材適合高等職業院校教學使用，其他院校船舶電氣專業也可參考使用。同時，本教材還適用於船員的考證培訓和船廠職工的自學以及其他形式的職業教育。

  本教材按照課程教學大綱的要求而編寫，力求做到理論聯繫實際，盡量減少基本原理分析，側重於船舶電站組建與調試的方法和操作應用，使船舶工程類專業的學生通過學習獲得現代船舶電站及電力繫統的基本常識，熟悉船舶電站在船舶建造過程中的組建和調試方法，熟悉我國《鋼質海船人級規範》的要求。

    參加本教材編寫工作的有：主編江蘇省無錫交通高等職業技術學校倪依純(編寫第一章、第二章)；參編江蘇海事職業技術學院劉強、林永屹(編寫第三章、第四章)，江蘇科技大學莊肖波(編寫第五章)，江蘇省無錫交通高等職業技術學校蔣治國(編寫第六章、第七章和第八章)。江蘇新時代造船有限公司顧燦虹擔任本教材的技術顧問。本教材由江蘇海事職業技術學院周濤教授擔任主審，在此表示感謝!

    限於編者經歷和水平，教材內容難免有疏漏和不足，希望各教學單位在積極選用和推廣本教材的同時，及時提出修改意見和建議，以便再版修訂時改正。

    編者

    2019年8月

第一章     船舶電力繫統的認識

【知識目標】

1．掌握船舶電力繫統的構成，主要設備的種類及作用；

2．掌握船舶電力繫統的基本特征和船用條件，船舶電力繫統的基本參數；

3．熟悉船舶電站的主接線及其特點；

4．了解船舶電站容量計算及發電機臺數確定的基本方法和過程；

5．了解船舶電纜的結構，電纜選擇的規定及有關計算。

【能力目標】

1．具備船舶電力繫統主要設備的識別能力，熟悉其安裝處所；

2．初步具備電力負荷表的編制能力、電站容量的估算能力；

3．基本具備識讀電力繫統圖的能力，初步具備船舶電纜選擇、校驗的能力。

第一節  序言

船舶是人類最早開發利用的交通工具。船在人類文明發展過程中扮演了重要角色，滲人類社會生活的方方面面。船舶作為人類的交通工具，由來已久。縱觀船舶發展歷人古代船隻到現代船舶，船舶技術大體上經歷了三次飛躍性的發展(圖1一1)：一是用鋼料替代了木質材料；二是在推進方式上由傳統的篙、漿、櫓、帆等人力或借助自然風力進方式發展為機器推進；三是導航方法由初期的海岸觀察、天文導航、指南針導航發展錢電、雷達和衛星導航等現代化導航繫統。 

隨著經濟社會的現代化發展，現代船舶主要有民用運輸船舶、工程類船舶和軍用船舶等幾大類型，如圖l一2所示。

電氣設備的性能優良、功能完備、繫列化和高科技是實現船舶安全可靠運行的基本保證。因此，船舶的現代化發展，對船舶電力繫統提出了極高的要求。船舶電站有了很大的發展，其發展的突出標志是高容量和自動化。隨著技術的不斷進步，新一代器件將不斷湧現，從而使船舶電氣設備向高可靠性、節能型方向發展，勢必會使船舶電氣技術發生重大變革。

船舶自動化電站目前已發展到全自動無人值守的階段。現代信息技術為船舶電站綜合自動化提供了廣闊的發展空間。高可靠性、功能齊全、分布式、多微機網絡型的電站自動化繫統，將是未來船舶電站自動化的發展方向。

本課程研究的對像是普通民用船舶“發電一配電一用電”這個特定的電力繫統及其應用的技術領域，重點是船舶電站的組建與調試的相關技術。

目前，大多數船舶均采用交流電制。考慮接用岸電和使用陸用電器產品的方便，以及安全和技術經濟指標等因素，船舶電網的電壓等級多為380 V。但是，隨著船舶電力繫統的容量不斷增大，為了更有效地傳輸和使用電能，各種中壓乃至高壓繫統也在大型船舶上逐漸普及。本教材主要以船舶低壓(380 V)交流電力繫統為主要內容，適當介紹部分中壓繫統。

電力是現代船舶的生命線，安全可靠的供電是船舶電力繫統的首要任務。為了確保船舶電力在任何情況下都不中斷，船舶電站繫統除了主電源外，還配有應急電源。現代船舶電力繫統在供配電方式和電網結構，以及繼電保護等方面都采取了切實可行的措施來加以保證。

由於船舶特定的環境，電力繫統規模有限，用電負載會隨工況不同大幅度變化，船舶電力繫統要滿足這種變化，就帶來了發電機組的經常投入和切除的問題，也就是並車和解列的操作。並車需要滿足一定的並車條件，需要通過相應的控制裝備來實現並車解列及電力負荷的轉移分配，這也是船舶電站及繫統所要探討的主要課題。

發電機組在運行過程中，由於負載的波動，會引起電網電壓的頻繁變化，要維持較高品質的供電質量，必須適時調整發電機的電壓以保證電網電壓的恆定，而發電機電壓的調整與並聯機組輸出的無功功率又存在著內在的聯繫，電壓調整還應保證並聯運行的發電機輸出的無功功率是合理分配的。

負載的波動也會引起電網額定頻率的變化，對發電機組的頻率需要不斷地調整以確保電網的頻率恆定，而頻率的調整則將引起並聯運行發電機組輸出的有功功率，頻率的調整……