[交通运输]大连海事大学教学实习船育鲲轮电机员培训课件

大连海事大学教学实习船育鲲轮电机员培训本培训课程基于版海船船员培训大纲，严格遵循《海员培训、发证、值2021班标准国际公约》的要求，为培养合格的船舶电子电气员而设计STCW育鲲轮作为大连海事大学的现代化教学实习船，配备了先进的电气设备和自动化系统，为学员提供了理论与实践相结合的优质学习平台课程涵盖电子电气员专业知识与技能的全面培训，确保学员能够胜任现代船舶电气系统的运行、维护和管理工作，为海洋强国建设培养高素质的海事人才培训概述课程背景与培训目标依据国际海事组织最新要求和中国海事局规范制定，旨在培养符IMO合国际标准的船舶电子电气员考核标准与证书要求严格按照公约标准执行，通过考核可获得电子电气员适任STCW A-III/6证书培训内容与时间安排总计学时，包含理论学习、实操训练和模拟器操作三个主要环节240实操与理论课程比例分配理论、实操、模拟器训练，确保理论知识与实践技能的有40%50%10%机结合培训目标掌握船舶电子电气系统运行与维护技能全面掌握船舶电力系统、自动化控制系统和电子设备的运行原理、操作方法和维护技能熟悉海事电气设备安全操作规范深入学习船舶电气安全规范，掌握防火防爆、接地绝缘等安全技术和应急处理程序提升专业英语沟通能力强化船舶电气专业英语训练，具备与国际船员有效沟通和阅读英文技术资料的能力培养机舱资源管理能力训练团队协作能力和应急处置能力，具备现代化船舶机舱管理所需的综合素质获取电子电气员适任证书资格达到国际和国内相关法规要求，具备申请电子电气员适任证书的专业水平和综合能力课程结构实操训练占总课时的50%设备操作实训•理论学习故障诊断排除•占总课时的40%维护检修实践•电力系统基础理论•模拟器训练自动化控制原理•占总课时的设备维护技术10%•电站操作模拟•应急处理演练•综合技能测试•总学时安排为学时，确保学员能够系统掌握船舶电子电气员所需的全部专业知识和实践技能240考核方式第一部分船舶电力系统基础核心内容学习目标船舶电力系统是现代船舶的重要组成部分，为船舶各种设备提供通过本部分学习，学员将全面掌握船舶电力系统的设计原理、运稳定可靠的电力供应本部分将深入学习船舶电站的基本组成、行特点和操作方法，具备独立完成电站运行管理和基本维护的能运行原理和管理方法力船舶电站基本概念与组成重点培养学员对船舶电力系统安全运行的认识，掌握各种运行工•况下的正确操作程序和应急处理措施，为后续专业课程学习奠定发电机组运行与控制•坚实基础配电系统与保护装置•岸电连接与应急电源•船舶电站基本概念船舶电站的定义与组成船舶电站是指为船舶提供电力的完整系统，包括发电设备、配电设备、控制设备和保护设备主要由主发电机组、应急发电机组、主配电板、应急配电板和相关控制保护装置组成船舶电力系统的特点船舶电力系统具有独立性强、可靠性要求高、负载变化大等特点由于海上环境恶劣，系统必须具备良好的抗腐蚀性能和防振动能力，同时要满足各种海况下的稳定运行要求各类船舶电力系统结构差异不同类型船舶的电力系统结构存在差异货船注重经济性和可靠性，客船强调舒适性和安全性，特种船舶则根据作业需要配置专用电力设备电压等级和容量配置也因船舶大小而异电站运行安全管理规范电站安全管理涉及设备巡检、运行记录、维护保养、故障处理等多个方面必须严格执行相关规范，建立完善的管理制度，确保电站在各种工况下的安全可靠运行船舶发电机组柴油发电机组结构与工作原理柴油机作为原动机，通过燃烧柴油产生机械能，驱动同步发电机发电系统包括柴油机、发电机、控制系统、冷却系统、燃油系统和排气系统等组成部分同步发电机基本原理基于电磁感应原理，转子磁场切割定子绕组产生感应电动势三相绕组在空间上相差度，产生三相对称电压频率由转120励磁系统与调压装置速决定，电压由励磁电流控制励磁系统为发电机转子提供直流电源，建立磁场自动电压调节器根据输出电压变化自动调节励磁电流，维持电压稳AVR发电机保护装置定现代系统多采用无刷励磁方式包括过载保护、短路保护、逆功率保护、欠压保护、过压保护、频率保护等保护装置能及时切断故障，防止设备损坏，常见故障诊断与处理确保电站安全运行主要故障包括不能启动、电压异常、频率不稳、振动过大等诊断时要检查燃油系统、冷却系统、电气系统和机械系统，采用系统性排查方法快速定位故障主配电板主配电板基本结构开关设备与仪表保护装置与自动化系统主配电板是船舶电力系统配备各类断路器、接触的控制中心，包括发电机器、隔离开关等开关设集成多种保护功能，包括屏、母排系统、馈线屏备，以及电压表、电流过流保护、接地保护、差等采用模块化设计，便表、功率表、频率表等测动保护等配备微机保护于安装维护结构紧凑，量仪表所有设备均采用装置和监控系统，实现自布局合理，满足船舶空间船用标准，具备良好的抗动化管理和远程监控功要求震性能能操作规程与安全注意事项严格按照操作规程进行倒闸操作，执行先合后分原则操作前必须确认设备状态，佩戴防护用品建立完善的操作票制度，确保操作安全岸电系统岸电连接标准与程序严格按照国际电工委员会标准执行岸电连接操作连接前必须确认岸电系统电IEC压、频率与船舶系统匹配，检查连接设备完好性，确保接地良好操作人员需持证上岗，穿戴规定防护用品船舶与岸电同步使用同步表或同步装置检查船舶电网与岸电的电压幅值、频率和相位调整船舶发电机使三个同步条件满足电压相等、频率相等、相位一致同步误差控制在允许范围内方可并网负载转移操作步骤岸电并网后，逐步将船舶负载从自备电源转移至岸电系统转移过程中密切监控电压、电流变化，确保供电连续性离港前按相反顺序将负载转回自备电源，再断开岸电连接安全监控与应急处理设置岸电监控系统，实时监测电压、电流、功率等参数配备应急切断装置，在异常情况下能够快速断开岸电连接建立应急预案，确保在岸电故障时能够迅速启动自备电源电力系统并联运行发电机并联条件电压相等、频率相等、相位一致同步操作步骤与方法使用同步装置精确控制并车时机负载分配与调整通过调速器和实现功率平衡AVR母排频率与电压控制维持系统频率和电压稳定运行并联系统的保护配置专用保护装置确保安全运行发电机并联运行是船舶电力系统的重要运行方式，能够提高供电可靠性和经济性操作时必须严格遵守同步条件，确保系统安全稳定运行现代船舶多采用自动同步装置，减少人为操作误差应急电源系统应急发电机的配置要求应急配电板功能与结构根据公约要求，应急发电机容量应能满足应急照明、通应急配电板负责应急电源的分配和控制，与主配电板物理隔离SOLAS信导航设备、消防设备等关键负载的需要通常配置为主电源容配备应急照明、通信设备、导航设备、消防泵等关键负载的供电量的，能够连续运行小时以上回路15-20%18应急发电机应独立布置，与主机舱隔离，具备独立的燃油系统、具备手动和自动转换功能，能够在主电源失效时快速切换至应急冷却系统和启动系统设备选型要考虑快速启动能力和高可靠性电源配电板设计简洁明了，便于紧急情况下的快速操作和判要求断应急电源系统是船舶电力系统的重要安全保障，必须定期进行启动测试和负载试验，确保在紧急情况下能够可靠工作第二部分船舶电机与控制系统电动机基础交流异步电机、同步电机、直流电机的原理与应用变频调速变频器技术在船舶电机控制中的应用控制系统软启动、保护装置等电机控制技术拖动设备舵机、锚机等船舶主要电力拖动设备船舶电机与控制系统是现代船舶的重要动力装置，为各种机械设备提供可靠的电力驱动本部分将系统学习各类电动机的工作原理、控制方法和维护技术，掌握现代化船舶电机控制系统的操作和故障处理技能船舶电动机基础电机类型工作原理主要应用特点三相异步电机转子切割定子泵类、风机、结构简单、维旋转磁场压缩机护方便同步电机转子与定子磁大功率恒速设功率因数可场同步旋转备调、效率高直流电机载流导体在磁精密调速设备调速性能好、场中受力启动转矩大步进电机脉冲信号控制自动化控制系定位精确、响转角统应快速电动机选型需要考虑负载特性、工作环境、调速要求等因素船舶环境要求电机具备良好的防腐蚀、防振动和防湿热性能容量计算应考虑负载变化和启动要求，选择合适的保护等级和安装方式变频调速系统变频器工作原理调速系统配置与参数设置将固定频率的交流电转换为可调频率的根据负载特性设置加速时间、减速时交流电，通过改变频率控制电机转速间、载波频率等参数配置控制器PID采用技术，实现平滑调速和节能实现闭环调速，提高系统动态性能和稳PWM运行定性常见故障诊断与排除维护保养与安全注意事项主要故障包括过流、过压、欠压、过热定期清洁散热器、检查接线端子、测试等通过故障代码分析，检查电源、电绝缘电阻操作时注意电磁兼容性，避机、参数设置等，采用系统性方法快速免对船舶通信导航设备造成干扰定位故障原因软启动装置12软启动器原理与应用参数设置与调整方法通过可控硅调节电机启动时的电压，实现平滑启动减少启动主要参数包括启动电压、启动时间、限流值等根据负载特性电流对电网的冲击，延长电机使用寿命广泛应用于泵类、风和电网容量进行优化设置通过现场调试确定最佳参数组合，机等负载变化较大的设备确保启动性能和保护功能34与变频器的区别和选用典型故障分析与处理软启动器主要用于启动控制，运行时旁路接触器闭合变频器常见故障有可控硅损坏、散热不良、参数设置错误等故障诊可实现连续调速根据应用需求选择恒速运行选软启动器，断要检查电源电压、负载情况、环境温度等因素建立故障记需要调速选变频器录，总结维护经验电机保护设备过载保护装置监测电机电流和温度，防止过载运行短路保护装置快速切断短路故障，保护电机和电缆欠压与相序保护监测电源质量，防止异常运行损坏电机电机保护系统维护与测试定期校验保护装置，确保保护功能可靠现代船舶电机保护系统采用微机保护技术，集成多种保护功能，具有保护精度高、动作可靠、功能齐全等优点保护装置的正确选择和合理配置是确保电机安全运行的关键船舶主要电力拖动设备舵机系统电气控制锚机与系泊设备货物操作设备舵机是船舶重要的操纵设备，采用电液伺锚机系统包括起锚机、系缆机等设备，多包括货舱盖、起货机、输送带等设备根服控制系统主要包括舵角反馈、功率放采用交流电机驱动具备恒转矩特性，能据货物特性配置相应的电气控制系统集大、液压控制等环节具备手动和自动操够承受大负载冲击配备制动器和离合装箱船配备专用的集装箱起重设备，散货舵功能，配备冗余保护系统确保航行安器，确保操作安全可靠船配备卸货机械等专用设备全第三部分船舶自动化系统系统概述技术特点船舶自动化系统是现代船舶技术发展的重要标志，集成了计算机现代船舶自动化系统采用模块化设计，具有高可靠性、易维护性技术、传感器技术、通信技术和控制理论系统实现对船舶机舱和可扩展性系统能够减少人工操作，提高运行效率，降低运营设备的集中监控、自动控制和故障诊断成本，同时增强船舶运行的安全性分层分布式控制结构通过学习本部分内容，学员将掌握船舶自动化系统的基本原理、•系统组成、操作方法和维护技术，具备现代化船舶自动化设备的集成监控与报警系统•操作和管理能力智能故障诊断功能•数据记录与分析能力•船舶自动化系统概述管理层船舶管理信息系统、数据分析监控层集中监控系统、人机界面通信层现场总线、工业以太网控制层控制器、智能仪表PLC设备层传感器、执行器、现场设备船舶自动化系统采用分层分布式结构，各层功能明确，通过标准化通信协议实现信息交换系统设计遵循船级社规范，满足无人机舱等级要求，确保船舶安全可靠运行传感器与测量装置温度、压力、液位传感转速与振动测量装置传感器校准与维护器转速传感器监测主机、发电机定期进行零点校准和量程校采用热电阻、热电偶测量温等旋转设备转速，振动传感器准，确保测量精度检查传感度，压力变送器测量系统压检测设备运行状态通过频谱器接线、密封性能和安装牢固力，液位计监测油箱和水箱液分析技术实现设备故障预警，性建立校准记录和维护档位传感器选型要考虑介质特提高维护效率和设备可靠性案，制定预防性维护计划性、测量范围和环境条件，确保测量精度和可靠性信号处理与传输信号调理电路将传感器信号转换为标准信号，通过屏蔽电缆或无线方式传输采用数字化技术提高信号传输质量，降低电磁干扰影响PLC控制系统PLC基本结构与工作原理由模块、输入输出模块、电源模块和通信模块组成采用循环扫描方PLC CPU式执行用户程序，具有可靠性高、编程简单、扩展方便等特点编程语言与基本指令支持梯形图、指令表、功能块图等编程语言基本指令包括逻辑运算、定时器、计数器、数据传输等掌握常用指令的功能和使用方法程序设计与调试方法遵循模块化设计原则，合理分配输入输出点，编写清晰的程序注释使用仿真软件进行离线调试，现场调试时采用单步执行和强制输出等方法故障诊断与系统维护通过状态指示灯、诊断信息等判断故障类型检查电源、接线、模块状态等硬件问题定期备份程序，更新系统软件，清洁设备表面监控与报警系统监控系统架构采用或架构，包括数据服务器、操作员站、工程师站等支持分布式部署，实C/S B/S现多点监控和冗余配置系统具备良好的人机界面，直观显示设备运行状态和参数数据采集与处理通过现场总线采集各类传感器数据，进行滤波、标度变换和工程量转换建立实时数据库，支持历史数据存储和趋势分析数据采集周期根据监控对象特点合理配置报警管理与分级建立多级报警体系，包括预警、一般报警、重要报警和紧急报警配置报警限值、报警延时和报警屏蔽功能支持声光报警、短信通知等多种报警方式，确保及时响应故障诊断与系统维护集成专家诊断系统，提供故障分析和处理建议定期进行系统备份和性能优化，检查网络通信状态和设备运行情况建立维护日志，记录系统变更和故障处理过程机舱自动化系统主机遥控系统辅机自动控制系统组成占系统组成占25%30%驾驶台遥控装置发电机自动化••机舱控制台锅炉自动控制••应急操纵装置泵组联锁控制••系统操作与维护机舱监测报警系统组成占系统组成占20%25%日常操作程序参数监测••定期维护保养故障报警••故障处理流程安全联锁••船舶集成控制系统网络通信协议采用工业以太网和现场总线技术，支持、、等标准协议网络架构Modbus ProfibusCAN具备冗余配置，确保通信可靠性协议转换网关实现不同系统间的数据交换系统配置与管理通过组态软件进行系统配置，包括设备定义、通信参数、用户权限等设置建立统一的设备台账和配置文档，实现标准化管理支持在线配置修改和远程维护功能操作界面与人机交互采用图形化界面设计，直观显示船舶系统状态支持触摸屏操作和多语言显示，满足国际船员需求界面布局符合人体工程学原理，便于快速操作和故障识别故障诊断与系统维护集成智能诊断功能，自动识别系统故障并提供处理建议建立远程诊断通道，支持岸基技术支持定期进行系统健康检查和性能评估，制定预防性维护计划第四部分电子导航与通信设备船舶导航系统北斗定位、雷达、电子海图系统、自动识别系统等现代导航设备GPS/ECDIS AIS的原理与应用船舶通信设备全球海上遇险与安全系统、无线电、卫星通信等设备的使用GMDSS VHF/MF/HF与维护设备维护技术导航通信设备的日常维护、故障诊断、性能测试和应急处理方法应急备用方案设备故障时的备用通信手段和应急导航方法，确保船舶航行安全电子导航与通信设备是现代船舶安全航行的重要保障作为电子电气员，必须熟练掌握这些设备的工作原理、操作方法和维护技术，确保设备在各种海况下的可靠运行船舶导航系统GPS/北斗定位系统雷达系统基本原理全球定位系统通过接收卫星信号确定船舶位置，精度可达米级船用雷达发射电磁波脉冲，通过接收回波信号探测目标距离和方北斗系统作为中国自主导航系统，在亚太地区具有更高精度系位波段雷达用于近距离导航，波段雷达用于远距离探测X S统包括接收机、天线和显示终端现代雷达具备自动雷达标绘功能ARPA小时连续定位服务系统包括发射机、接收机、天线、显示器等组件能够在各种天•24气条件下工作，是船舶避碰的重要工具定期校准确保测量精差分提高定位精度•GPS度多系统兼容接收•电子海图显示与信息系统集成多种导航信息，提供直观的航行画面自动识别系统实现船舶间信息交换，提高航行安全ECDIS AIS性船舶通信设备4GMDSS海区全球海上遇险与安全系统覆盖的海域分类24小时监听和频道的连续监听要求VHF Ch16DSC156VHF频率甚高频无线电通信频率范围156-162MHz

99.5%覆盖率卫星通信的全球海域覆盖率INMARSAT系统是国际海事组织制定的全球海上遇险与安全系统，包括卫星通信、地面无线电通信和搜救雷达应答器等设备系统能够自动发GMDSS送遇险信息，接收海上安全信息，确保船舶在紧急情况下能够及时获得救助、、无线电设备覆盖不同通信距离，卫星通信实现VHF MFHF全球覆盖导航设备维护与故障处理1定期检查与维护程序每日检查设备工作状态和显示正常性，每周清洁设备表面和检查连接线路，每月进行性能测试和参数校验建立维护记录，按照制造商建议执行保养计划2常见故障排除方法信号丢失检查天线连接和遮挡情况，雷达图像异常检查天线转动和波导连GPS接，死机重启系统并检查软件版本采用替换法快速定位故障组件ECDIS3测试设备使用使用信号发生器测试接收机灵敏度，频谱分析仪检查发射频率和功率，模GPS拟器验证定位精度掌握测试设备的操作方法和安全注意事项4备件管理与更换根据设备重要性和故障率配备关键备件，建立备件库存台账和领用记录更换备件时注意防静电措施，做好新旧备件的性能对比测试通信设备维护与故障处理天线系统检查与维护电源系统故障排查定期检查天线固定情况、馈线连接状态检查电源电压稳定性和电池备用时间，和天线罩完整性清洁天线表面，检查测试不间断电源工作状态查看电UPS防雷接地装置使用天线分析仪测试驻源指示灯和报警信息，检查保险丝和电波比，确保天线匹配良好源线路连接情况紧急通信备用方案设备性能测试方法准备便携式应急无线电设备，掌握手动使用无线电测试仪测量发射功率和频率操作方法建立备用通信计划，包括备精度，接收灵敏度和音频质量进行通用频率和通信时间安排训练船员使用信距离测试和通话质量评估，记录测试应急通信设备和程序数据建立设备档案第五部分电气安全与维护电气安全规范1国际国内标准与船级社要求防火安全措施电气火灾预防与应急处置接地绝缘系统船舶特殊接地要求与绝缘监测防爆电气设备危险区域设备选型与维护设备维护管理预防性维护与故障应急处理电气安全是船舶运行的基础保障，必须严格遵守相关规范和标准通过系统学习电气安全技术，掌握科学的维护方法，能够有效预防电气事故，确保船舶和人员安全船舶电气安全规范规范类别主要标准适用范围关键要求国际标准系船舶电气设备设计、安装、IEC60092列测试要求船级社规范、、船舶入级检验设备认证、定CCS DNV等期检验ABS国内法规船舶检验规则中国籍船舶强制性安全要求操作规程公司体系日常作业安全操作程序SMS电气作业必须持证上岗，严格执行操作规程作业前进行风险评估，制定安全措施使用合格的个人防护装备，包括绝缘手套、安全帽、防电弧服等建立完善的安全管理制度和应急预案电气防火安全电气火灾原因分析短路、过载、接触不良、绝缘老化、电弧故障等是主要原因防火设计与措施选用阻燃材料、设置防火隔断、配备自动灭火系统灭火器材选用、干粉、泡沫等灭火剂的特点和适用场合CO2应急处置流程发现火情、切断电源、选择灭火剂、疏散人员电气火灾具有蔓延快、扑救难的特点，预防是关键定期进行红外测温检查，及时发现过热点保持电气设备清洁，清除油污和杂物建立火灾应急预案，定期组织演练，确保船员熟练掌握应急处置程序接地与绝缘系统船舶接地系统特点绝缘监测系统原理与绝缘故障检测与定位应用船舶采用船体作为接地体，使用绝缘电阻测试仪测量线形成等电位连接所有金属绝缘监测器实时监测电网对路绝缘电阻，正常值应大于外壳和设备机架必须可靠接地绝缘电阻，当绝缘电阻降兆欧采用分段断开法缩1地接地电阻要求小于欧低到设定值时发出报警系小故障范围，使用钳形接地1姆，定期测试接地连接的可统能够区分和接地故电阻测试仪精确定位故障AC DC靠性和电阻值障，指示故障相别和大致位点检查电缆接头、穿舱部置，指导维修人员快速定位等易损部位位系统维护与测试定期校验绝缘监测器的准确性和灵敏度，检查接地连接的紧固情况测试接地电阻和绝缘电阻，记录测试数据清洁绝缘子表面，检查电缆绝缘层完整性。