“船舶电站及其自动化装置”课程教学大纲
一、课程教学大纲基本信息
二、课程性质、任务与目的及基本要求
课程性质：《船舶电站及其自动化装置》属于轮机工程专业“专业课”中“方向限修课”模块:“电气与自动化方向”的课程。本课程是轮机工程专业的选修课，学生修完《电工学》、《电子技术》、《电工与电子实验实习》、《船舶电气设备维修技术》、《单片机原理与接口技术》和《计算机程序设计基础（VB) 》课程后开设。同时开设的相关课程有《PLC 与现场总线技术》、《船舶电气设备维修技术》、《轮机自动化》。
任务与目的：通过这门课程的学习，使学生熟悉现代船舶电站及其自动化装置组成及发展趋势，熟悉在自动化船舶中电站系统所涵盖的内容，熟悉船舶电站中各类自动控制装置的基本工作原理，日常维护管理及装置参数的调节方法，熟悉船舶电力系统的设备保护方法，保护装置的作用。为上船从事电机合一的轮机员工作，为管理和检修船舶电站及其自动化装置打下一定理论基础。
基本要求：
通过本课程的学习，获得有关船舶电力系统的结构、工作原理和运行管理方面的基本知识、基本理论和基本技能。同时，应达到下列的基本要求：
1、掌握船舶电站自动化运行的基本内容。
2、掌握自动并车装置、晶闸管调压器、可控相复励装置及无刷励磁装置。 3、掌握船舶电力系统保护装置设置原则。
三、教学内容及要求 第一章 船舶电力系统 第一节 概述
【目的要求】
1. 了解发电机容量及台数确定的原则。 2. 理解船舶电力系统的组成及特点。 3. 掌握船舶电力系统的基本参数。 【主要内容】
1. 船舶电力系统的组成及特点。 2. 船舶电力系统的基本参数。 3. 发电机容量及台数确定的原则。 4. 应急发电机容量的确定。
重点：船舶电力系统的组成及特点；船舶电力系统的基本参数。 难点：船舶电力系统的组成及特点；船舶电力系统的基本参数。
第二节 船舶电源
【目的要求】
1. 了解船舶电源的分类与船舶新能源。 2. 理解船舶同步发电机。
3. 掌握船舶轴带发电机与船舶蓄电池。 【主要内容】
1. 船舶电源的分类。 2. 船舶同步发电机。
3. 船舶轴带发电机优缺点以及主要类型。 4. 船舶新能源。
5. 船舶蓄电池的应用、类别、主要性能、结构以及工作原理。 重点：船舶轴带发电机；船舶蓄电池。 难点：船舶轴带发电机；船舶蓄电池 第三节 配电装置
【目的要求】
1. 了解配电装置分类、应急配电板和充放电板。 2. 理解分配电板的构成及功能。
3. 掌握主配电板与岸电箱的构成及功能。 【主要内容】 1. 配电装置分类。
2. 主配电板的构成及功能。 3. 分配电板。 4. 应急配电板。 5. 充放电板。 6. 岸电箱。
重点：主配电板的构成及功能；分配电板 难点：主配电板的构成及功能；分配电板 第四节 船舶电力系统中的常用电器
【目的要求】
1. 了解电网绝缘监视仪与负序继电器。 2. 理解装置式自动空气开关。
3. 掌握万能式自动空气断路器与逆功率继电器。 【主要内容】
1. 万能式自动空气断路器结构及原理。 2. 装置式自动空气开关。 3. 逆功率继电器。 4. 负序继电器。 5. 电网绝缘监视仪。
重点：万能式自动空气断路器；逆功率继电器 难点：万能式自动空气断路器；逆功率继电器 第五节 船舶电网
【目的要求】
1. 了解船舶电网的分类与接线方式。 【主要内容】
1. 船舶电网的分类。 2. 船舶电网的接线方式。 3. 船舶电缆。
重点：船舶电网的分类与接线方式。 难点：船舶电网的分类与接线方式。 第六节 船舶电力系统的保护及保护装置 【目的要求】
1. 了解船舶电网的保护形式。
2. 理解船舶变压器与负载的保护方式。 3. 掌握同步发电机的保护及保护装置。 【主要内容】
1. 船舶电网的保护形式。
2. 同步发电机的保护及保护装置。 3. 船舶变压器的保护。 4. 船舶负载的保护。
重点：同步发电机的保护及保护装置。 难点：同步发电机的保护及保护装置。 第七节 船舶中压电力系统
【目的要求】 1. 了解“泰安口”半潜式电力推进船中压电力系统的结构与电力系统的运行模式。
2. 理解中压电力系统的隔离开关和接地开关。
3. 掌握船舶中压保护与船舶电力推进系统中的中压系统。 【主要内容】
1. “泰安口”半潜式电力推进船中压电力系统的结构。 2. “泰安口”半潜式电力推进船电力系统的运行模式。 3. 中压电力系统的隔离开关和接地开关。 4. 船舶中压保护。
5. 船舶电力推进系统中的中压系统。
重点：船舶中压保护与船舶电力推进系统中的中压系统。 难点：船舶中压保护与船舶电力推进系统中的中压系统。
第二章 船舶同步发电机的并车运行 第一节 并车的条件及分析 【目的要求】
1. 理解理想并车的条件。 2. 掌握对并车条件的分析。 【主要内容】
1. 理想并车的条件。
2. 并车条件的分析。
重点：理想并车的条件；并车条件的分析。 难点：理想并车的条件；并车条件的分析。 第二节 同步发电机的手动并车
【目的要求】
1. 理解手动并车程序及注意事项。 2. 掌握同步指示灯法和同步表法。 【主要内容】 1. 同步指示灯法。 2. 同步表法。
3. 手动并车程序及注意事项。
重点：同步指示灯法和同步表法；手动并车程序。 难点：同步指示灯法和同步表法；手动并车程序。 第三节 同步发电机自动并车的基本原理 【目的要求】
1. 了解自动并车装置。 2. 掌握自动并车基本原理。 【主要内容】
1. 自动并车基本原理。 2. 自动并车装置。
重点：自动并车基本原理。 难点：自动并车基本原理。
第三章 船舶同步发电机电压及无功功率自动调整 第一节 自动电压调整的基本知识
【目的要求】
1. 了解同步发电机的电压波动。 2. 理解自励恒压装置的作用。 3. 掌握自励恒压装置的基本要求。 【主要内容】
1. 同步发电机的电压波动。 2. 自励恒压装置的作用。 3. 自励恒压装置的基本要求。
重点：自励恒压装置的作用与基本要求。 难点：自励恒压装置的作用与基本要求。 第二节 相复励原理 【目的要求】
1. 掌握同步发电机的自励起压原理、相复励恒压原理以及相复励的基本形式。 【主要内容】
1. 同步发电机的自励起压原理。 2. 相复励恒压原理。
3. 相复励的基本形式。
重点： 同步发电机的自励起压原理、相复励恒压原理以及相复励的基本形式。
难点： 同步发电机的自励起压原理、相复励恒压原理以及相复励的基本形式。
第三节 不可控相复励装置
【目的要求】
1. 了解电磁叠加带点压曲折绕组的相复励系统。 2. 理解电流叠加相复励恒压装置。
3. 掌握电磁叠加的相复励自励恒压装置。 【主要内容】
1. 电流叠加相复励恒压装置。
2. 电磁叠加的相复励自励恒压装置。
3. 电磁叠加带点压曲折绕组的相复励系统。
重点：电流叠加相复励恒压装置；电磁叠加的相复励自励恒压装置。 难点：电流叠加相复励恒压装置；电磁叠加的相复励自励恒压装置。 第四节 可控相复励自励恒压励磁系统 【目的要求】
1. 了解交流与直流侧晶闸管分流的调压器。 2. 理解可控电抗器分流调压器
3. 掌握可控相复励变压器式可控相复励装置与可控移相电抗式可控相复励装置。
【主要内容】
1. 可控相复励变压器式可控相复励装置。 2. 可控移相电抗式可控相复励装置。 3. 可控电抗器分流调压器。 4. 交流侧晶闸管分流的调压器。 5. 直流侧晶闸管分流的调压器。 重点：可控相复励变压器式可控相复励装置与可控移相电抗式可控相复励装置。
难点：可控相复励变压器式可控相复励装置与可控移相电抗式可控相复励装置。
第五节 无刷发电机励磁系统 【目的要求】
1. 熟悉无刷同步发电机的组成。 2. 掌握无刷励磁方式。 【主要内容】
1. 无刷同步发电机的组成。 2. 无刷励磁方式。
重点：无刷励磁方式。 难点：无刷励磁方式。
第六节 并联运行发电机组间无功功率分配 【目的要求】
1. 掌握并联运行发电机组间无功功率分配。 【主要内容】
1. 并联运行发电机组间无功功率分配。
重点：直流均压线、交流均压线与调压装置。 难点：直流均压线、交流均压线与调压装置。 第四章 电力系统频率及有功功率自动调整 第一节 电力系统有功功率自动调整基础知识 【目的要求】
1. 了解电力系统频率波动的原因及其影响。
2. 理解调速器及其调速特性与发电机并联运行的有功功率分配。 3. 掌握有功功率的转移操作以及调压系数与功率分配间的关系。 【主要内容】
1. 电力系统频率波动的原因及其影响。 2. 调速器及其调速特性。
3. 发电机并联运行的有功功率分配。 4. 有功功率的转移操作。
5. 调压系数与功率分配间的关系。
重点：调速器及其调速特性与发电机并联运行的有功功率分配；有功功率的转移操作以及调压系数与功率分配间的关系。
难点：调速器及其调速特性与发电机并联运行的有功功率分配；有功功率的转移操作以及调压系数与功率分配间的关系。
第二节 自动调频调载原理 【目的要求】
1. 熟悉自动调频调载方法。
3. 掌握自动调频调载装置的原理与自动分级卸载。 【主要内容】
1. 自动调频调载装置的原理。 2. 自动调频调载方法。 3. 自动分级卸载。
重点：自动调频调载装置的原理；自动调频调载方法；自动分级卸载。 难点：自动调频调载装置的原理；自动调频调载方法；自动分级卸载。
第五章 船舶电力系统保护 第一节 船舶电力系统保护 【目的要求】
1. 了解船舶同步发电机的保护。 2. 熟悉船舶电网的保护。
3. 掌握岸电相序监视。
4. 船舶电力系统故障分析与处理。 【主要内容】
1. 船舶同步发电机的保护。 2. 船舶电网的保护。 3. 岸电相序监视。
4. 电力系统故障分析与处理。
重点：船舶电网的保护；电力系统故障分析与处理。 难点：电力系统故障分析与处理。
第六章 船舶电站自动化 第一节 概述
【目的要求】 1. 了解有关规范。
2. 熟悉电站自动化基本功能。 3. 掌握电站自动化的技术特点。 【主要内容】 1. 有关规范。 2. 基本功能。
3. 电站自动化的技术特点。
重点：基本功能；电站自动化的技术特点。 难点：电站自动化的技术特点。
第二节 船舶电站自动控制装置的系统组成
【目的要求】
1. 了解发电机并车与保护单元的通信和系统参数设置。
2. 熟悉SIMOS PMA 71型电力自动管理系统的组成；GENOP 71型发电保护/并车单元；OP 7型液晶显示操作单元和PLC 单元。
3. 掌握电力自动管理系统的结构类型；船舶自动化电站的功能组成。 【主要内容】
1. 电力自动管理系统的结构类型。 2. 船舶自动化电站的功能组成。
3.SIMOS PMA 71型电力自动管理系统的组成。 4.GENOP 71型发电保护/并车单元。
5.OP 7型液晶显示操作单元和PLC 单元。
6. 发电机并车与保护单元和空气断路器、调速器之间电气接线示例。 7. 发电机并车与保护单元的通信和系统参数设置。
重点：电力自动管理系统的结构类型；船舶自动化电站的功能组成。 难点：电力自动管理系统的结构类型；船舶自动化电站的功能组成。
第三节 船舶电站自动化主要功能简介 【目的要求】
1. 熟悉PMA 71的功率自动管理功能。
2. 掌握对柴油发电机组的控制；船舶电网的监视和发电机的保护功能。 【主要内容】
1. 对柴油发电机组的控制。
2. 船舶电网的监视和发电机的保护功能。 3.PMA 71的功率自动管理功能。
重点：对柴油发电机组的控制；船舶电网的监视和发电机的保护功能。 难点：对柴油发电机组的控制；船舶电网的监视和发电机的保护功能。 第四节 发电机并车和保护器（PPU ）实现的自动化电站简介 【目的要求】
1. 了解DEIF 公司的Multi-Line2产品PPU 简介。 2. 熟悉基于PPU 和PLC 模块实现的自动化电站。 3. 掌握PPU 对调速器和AVR 的控制。 【主要内容】
1.DEIF 公司的Multi-Line2产品PPU 简介。 2. 基于PPU 和PLC 模块实现的自动化电站。 3.PPU 对调速器和AVR 的控制。 4.PPU 和PLC 构建的系统应用分析。 重点：PPU 对调速器和AVR 的控制。 难点：PPU 对调速器和AVR 的控制。
第七章 船舶高压电力系统 第一节 船舶高压电力系统
【目的要求】
1. 了解船舶高压电力系统电压等级和防护要求。 2. 熟悉船舶高压电力系统中性点接地技术。 3. 掌握船舶高压电力系统变配电装置。 4. 掌握船舶高压电力系统保护。
5. 掌握船舶高压电力系统的安全操作和管理。 【主要内容】
1. 船舶高压电力系统电压等级和防护要求。 2. 船舶高压电力系统中性点接地技术。 3. 船舶高压电力系统变配电装置。 4. 船舶高压电力系统保护。
5. 船舶高压电力系统的安全操作和管理。
重点：船舶高压电力系统电压等级和防护要求；船舶高压电力系统中性点接地技术；船舶高压电力系统变配电装置；船舶高压电力系统保护；船舶高压电力系统的安全操作和管理。
难点：船舶高压电力系统电压等级和防护要求；船舶高压电力系统中性点接地技术；船舶高压电力系统变配电装置；船舶高压电力系统保护；船舶高压电力系统的安全操作和管理。
第八章 船舶轴带发电装置的电力系统
第一节 船舶轴带发电装置的分类及基本工作原理 【目的要求】
1. 了解频率变动型轴带发电装置。 2. 理解频率稳定型轴带发电装置。 3. 掌握轴带发电电动装置。 4. 理解复合轴带发电装置。 【主要内容】
1. 频率变动型轴带发电装置。 2. 频率稳定型轴带发电装置。 3. 轴带发电电动装置。 4. 复合轴带发电装置。
重点：轴带发电电动装置。
难点：频率稳定型轴带发电装置。 第二节 定距桨恒频晶闸管轴带发电装置
【目的要求】
1. 理解晶闸管变换器式轴带发电装置简要工作原理。 2. 掌握SIEMENS WGA 23 d轴带发电电动装置简介。 3. 轴带异步发电机简介。 【主要内容】
1. 晶闸管变换器式轴带发电装置简要工作原理。 2. 掌握轴带发电电动装置简介。 3. 轴带异步发电机简介。
重点：晶闸管变换器式轴带发电装置简要工作原理。 难点：轴带发电电动装置简介。
四、实验内容及要求
实验1. 船舶电力系统的组成及原理
【目的要求】
1. 了解船舶电力系统的组成及各组成部分的特点和相互间的关系。 2. 熟悉船舶配电装置的总体结构，各组成部分的功能。 【主要内容】
1. 对照实物，分清系统中各装置分属电力系统的那一部分。
2. 电力系统的配电部分采用实物模拟，应结合图纸，查找图上对应的实物，了解其功能、维修方法。
实验2. 船舶电站实验
【目的要求】
1. 掌握同步发电机并车使学生了掌握船舶配电装置的基本组成、性能和特点。 2. 掌握交流同步发电机各种并车方法性能和特点。
3. 掌握负荷转移等操作，掌握船舶电站各种自动化装置的基本性能。
【主要内容】
1. 同步发电机并车使学生了掌握船舶配电装置的基本组成、性能和特点。 2. 交流同步发电机各种并车方法性能和特点。
3. 负荷转移等操作，掌握船舶电站各种自动化装置的基本性能。
五、学时分配建议
（表格宽度15厘米、行高0.6厘米，表格居中，表格内文字5号宋体、居中）
六、实验学时分配建议
七、教学建议
本课程的先修课程是 “船舶电气设备及系统”。 1. 与“船舶电气设备及系统”的联系
《船舶电气设备及系统》要求以轮机员考证内容为主，《船舶电站及其自动化装置》要求有从事电机合一的轮机员工作的专门知识。
为达到本课程的目的和要求所采取的措施。 1. 对本课程所使用的教材要求
根据本大纲要求，使用交通部推荐的较新较高水平的教材。 2. 本课程的实践环节安排
本课程有2周的《船舶电站》和《船舶电气工艺》训练，故实验内容作为机动，以加强理论教学。讲课时应多展示电器实物，注重理论联系实际。
3. 对教学手段的改进
（1）不断添置和更新实验设备，加强理论教学与实操评估教学的联系。
（2）重视辅助教学，例如：实物教学、多媒体教学。
（3）重视课外作业。
（4）加强教学法研究和教学经验交流。
八、课程考核方式
本课程为考试科目，平时作业、课堂成绩、实验环节和考勤占30％，期终考试成绩占70％。教学上可布置适当作业，特别是一些难点内容。
九、教材及参考书建议
1. 教材
《船舶电站及其自动化装置》，姜锦范主编，大连海事出版社，2005年出版。
2. 参考书目
1. 《船舶电站》，吴志良主编，大连海事大学出版社，2012年出版。
2. 《船舶电气与自动化(船舶电气) （中华人民共和国海船船员适应考试培训教材）》，张春来 林叶春主编，大连海事大学出版社，2012年出版。
3. 《船舶电气与自动化（中华人民共和国海船船员适应考试应试辅导教材）》，王云华、吕明主编，人民交通出版社，2013年出版。
4. 《船舶电站控制装置及动态模拟系统》，杨国豪主编，大连海事大学出版社，1999年出版。
5. 《船舶电气设备维修指南》，阮礽忠编，人民交通出版社，2000年出版。
6. 《船舶电气与自动化(船舶自动化) 》，林叶锦、徐善林主编，大连海事大学出版社，2012年出版。