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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