Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC : ĐIỆN TẦU THUỶ.
Ngành học : Máy tầu thuỷ.
* Vò trí môn học: Môn học điện tầu thuỷ được bố trí vào học kỳ cuối của học sinh nghành máy
tầu thuỷ. Môn học được tiến hành đồng thời với các môn học chuyên môn khác, giúp sinh viên
có thể hiểu được về vai trò, chức năng của các hệ thống điện điển hình trên tầu thuỷ. Từ đó
giúp cho sinh viên nghành máy tầu thuỷ sử dụng, khai thác, vận hành tốt và có hiệu quả các hệ
thống năng lượng tầu thuỷ.
* Mục đích môn học: Môn học điện tầu thuỷ giúp cho sinh viên và các sỹ quan máy tầu thuỷ hiểu
được yêu cầu, chức năng, cấu tạo, cách bố trí các thiết bò điện trong hệ thống năng lượng
điện tầu thuỷ. Sau môn học sinh viên có thể đọc được sơ đồ nguyên lý, có khả năng khắc
phục các sự cố nhỏ trong quá trình khai thác vận hành các hệ thống năng lượng điện tầu
thuỷ.
* Yêu cầu môn học: Để học môn điện tầu thuỷ được tốt, trước đó sinh viên phải có kiến thức tốt
các môn học: Kỹ thuật điện ; Cơ sở kỹ thuật điện tử ; Máy điện và thiết bò điện.
* Môn học gồm 3 phần lớn : - Trạm fát và lưới điện tầu thuỷ
- Cơ sở truyền động điện, truyền động điện.
- Các hệ thống tự động dùng trên tầu thuỷ.
* Tài liệu tham khảo : - Điện tầu thủy : Pgs – Ts Thân Ngọc Hoàn.
- Máy điện T1 + T2 Trần Khánh Hà . NhàXBKHKT.
- Truyền động điện Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn
Nguyễn Thò Hiền.
- Kỹ thuật điện tầu thủy – Ts. Trần Hoài An
- Điện tầu thủy - Ts Nuyễn Hữu Khương

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 1

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC : ĐIỆN TẦU THỦY.

DÙNG CHO NGÀNH MÁY TẦU TẠI CHỨC : 90 Tiết
LÝ THUYẾT :57.5 tiết, BÀI TẬP : 29.5 tiết, THỰC HÀNH: 3 tiết.
( Trong ngoặc )
DÙNG CHO NGÀNH MÁY TẦU CHÍNH KHÓA : 135 Tiết.
LÝ THUYẾT :82 tiết, BÀI TẬP : 47 tiết, THỰC HÀNH: 6 tiết.
NGƯỜI SOẠN : ĐÀO HỌC HẢI . Ngày 1.9.2006
A. Nội dung và phân bố chương trình:
STT
Nội dung
Lý thuyết Bài tập Thực
hành
1 PHẦN 1: Trạm phát và lưới điện tầu thủy 29(20) 13 (7) 3 (3)
2 PHẦN 2: Truyền động điện tầu thủy 26(19.5) 16(10.5) 3 (0)
3 PHẦN 3: Các hệ thống tự động tầu thủy 27 (18) 18 (12) 0 (0)
B. Nội dung chi tiết
STT Nội dung Lý
thuyết
Bài tập Thực
hành
PHẦN 1: Trạm phát và lưới điện tầu thủy 29 (20) 13 (7) 3 (3)
CHƯƠNG 1 : Trạm fát điện tầu thủy
12.5(10) 9 (4) 0 (0)
1.1 Khái niệm chung 1 (0.5)
1.2 Các loại máy fát điện dùng trên tầu thủy 0,5(0.5)
1.3 Các tham số của trạm fát điện 1 (1)
1.4 Máy fát điện và các đặc tính cơ bản 2 (2)
1.5 Ổn đònh điện áp cho các máy fát điện 4 (4) 4 (2)
1.6 Công tác song song của các máy fát điện 4 (2) 2 (1)
1.7 Bài tập lớn : Phân tích hệ thống AVR cụ thể 3 (1)
CHƯƠNG 2 : Bảng phân phối điện chính, bảng điện sự

cố và các thiết bò bảo vệ trạm fát điện.
8 (5) 3 (2) 3 (3)
2.1 Bảng điện chính và hệ thống phân chia điện năng 2 (1)
2.2 Bảo vệ cho trạm fát điện 3 (2)
2.3 Giới thiệu sơ đồ trạm fát điện tầu thủy cụ thể trong phòng
Thí Nghiệm.
3 (3)
2.4 Trạm fát điện sự cố, bảng điện sự cố 2 (1) 3 (2)
2.5 Kiểm tra cách điện lưới điện tầu thủy 1 (1)
CHƯƠNG 3 : Ắc quy trên tầu thủy
3.5 (2,5) 0 (0) 0 (0)
3.1
Khái niệm, phân loại và ứng dụng
0.5 (0.5)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 2
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

3.2
Ắc quy axít
1 (0.5)
3.3
Ắc quy kiềm
1 (0.5)
3.4
Sử dụng và vận hành Ắc quy
1 (1)
CHƯƠNG 4: Lưới điện và ánh sáng trên tầu thủy
5 (2.5) 1 (1) 0 (0)
4.1

Lưới điện
2 (0.5)
4.2
Các loại chiếu sáng trên tầu thủy
2 (1)
4.3
Hệ thống ánh sáng đèn tín hiệu ( đèn hành trình )
1 (1) 1 (1)
PHẦN 2: Truyền động điện tầu thủy 26(19.5) 16(10.5) 3 (0)
CHƯƠNG 6 : Cơ sở truyền động điện
4 (4) 0 (0) 0 (0)
6.1
Khái niệm chung
0.5
6.2
Động cơ điện một chiều (đặc tính cơ, khởi động, đảo chiều,
điều chỉnh tốc độ)
1 (1)
6.3
Động cơ điện xoay chiều (đặc tính cơ, khởi động, đảo
chiều, điều chỉnh tốc độ)
1 (1)
6.4
Động cơ điện đồng bộ
0.5
6.5
Hệ thống máy fát – động cơ
1
CHƯƠNG 7 : Hệ thống truyền động điện máy lái
7 (5) 4 (3) 3 (0)

7.1
Khái niệm chung (vai trò, chức năng, các yêu cầu cơ bản)
1 (1)
7.2
Hệ thống lái đơn giản (sự cố) – Thiết bò chỉ báo góc lái
1 (1)
7.3
Hệ thống lái lặp
2 (1)
7.4
Hệ thống lái tự động
2 (1) 2 (1)
7.5
Hệ thống lái điện cơ, điện thủy lực
1 (1)
7.6
Phân tích sơ đồ lái cụ thể
2 (2)
7.7
Thực hành hệ thống lái tại nhà tầu ( Gylot) 3 (0)
CHƯƠNG 8 : Hệ thốngtruyền động điện neo-tời quấn
dây
3 (3) 3(3) 0 (0)
8.1
Chức năng, yêu cầu, phân loại
1 (1)
8.2
Các giai đoạn thu neo, đồ thò tải
1 (1)
8.3

Chọn động cơ thực hiện và hệ thống điều khiển cho truyền
động điện neo, tời quấn dây
1 (1)
8.4
Giới thiệu sơ đồ cụ thể: Hệ thống neo hãng SIMENS
3 (3)
CHƯƠNG 9 : Hệ thốngtruyền động điện làm hàng
8 (4.5) 7 (3.5) 0 (0)
9.1
Vai trò, chức năng, đặc điểm, yêu cầu
1 (0.5)
9.2
Các yêu cầu đối với thiết bò làm hàng
1 (0.5)
9.3
Các loại động cơ thường dùng trong hệ thống TĐĐLH
1 (0.5)
9.4
Xu hướng phát triển của hệ thống TĐĐLH
2 (1)
9.5
Chu trình làm hàng, đồ thò tải của TĐĐLH
2 (1)
9.6
Các hệ thống điều khiển của truyền động điện làm hàng
1 (1)
9.7
Giới thiệu sơ đồ cụ thể: Hệ thống làm hàng hãng SIMENS
3(3)
9.10

Bài tập lớn : Phân tích sơ đồ làm hàng cụ thể
4 (0.5)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 3

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

CHƯƠNG 10 : Hệ thốngtruyền động điện máy phụ
buồng máy
4 (3) 2 (1) 0 (0)
10.1
Khái niệm chung
1,5 (1)
10.2
Các loại động cơ điện được sử dụng cho hệ thống TĐĐ
máy phụ buồng máy
1 (1)
10.3
Giới thiệu một số sơ đồ cụ thể : Bơm, quạt gió, máy nén
gió
1.5 (1)
10.3
Các sơ đồ cụ thể
2 (1)
PHẦN 3: Các hệ thống tự động tầu thủy 27 (18) 18 (12)
0 (0)
CHƯƠNG11 : Các phần tử tự động dùng trên tầu thủy
7 (5) 0 (00 0 (0)
11.1
Giới thiệu các phần tử đo lường cảm biến

3 (2)
11.2
Các phần tử Logic
1 (0.5)
11.3
Máy phát tốc
1 (0.5)
11.4
Sen sin, biến áp quoay
2 (2)
CHƯƠNG12 : Các hệ thống tự động trên tầu thủy
18 (12) 18 (12) 0 (0)
12.1
Tay chuông truyền lệnh
2 (1) 1 (1)
12.2
Hệ thống báo động, tự động kiểm tra các thông số buồng
máy
3 (2) 2 (2)
12.3
Hệ thống báo cháy, báo khói cho phòng ở, buồng máy và
hầm hàng.
2 (1 ) 3 (1)
12.4
Hệ thống phân ly dầu – nước, hệ thống đo nồng độ dầu
CARTE
1 (1) 2 (1)
12.4
Hệ thống bảo vệ máy đèn, máy cái
3 (2) 3(2)

12.5
Nồi hơi tự động
2 (1) 3(2)
12.6
Hệ thống máy lạnh tầu thủy
2 (1) 2 (1)
12.7
Hệ thống điều khiển từ xa điezen
3 (2) 3 (2)
CHƯƠNG13 : An toàn điện
2 (1) 0 (0) 0 (0)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 4
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Mục lục
STT Nội dung Lý
thuyết
Bài tập Trang
PHẦN 1: Trạm phát và lưới điện tầu thủy 29 (20) 13 (7)
CHƯƠNG 1 : Trạm fát điện tầu thủy
12.5(10) 9 (4)
1.1 Khái niệm chung 1 (0.5)
1.2 Các loại máy fát điện dùng trên tầu thủy 0,5(0.5)
1.3 Các tham số của trạm fát điện 1 (1)
1.4 Máy fát điện và các đặc tính cơ bản 2 (2)
1.5 Ổn đònh điện áp cho các máy fát điện 4 (4) 4 (2)
1.6 Công tác song song của các máy fát điện 4 (2) 2 (1)
1.7 Bài tập lớn : Phân tích hệ thống AVR cụ thể 3 (1)
CHƯƠNG 2 : Bảng phân phối điện chính, bảng điện sự

cố và các thiết bò bảo vệ trạm fát điện.
8 (5) 3 (2)
2.1 Bảng điện chính và hệ thống phân chia điện năng 2 (1)
2.2 Bảo vệ cho trạm fát điện 3 (2)
2.3 Giới thiệu sơ đồ trạm fát điện tầu thủy cụ thể trong phòng
Thí Nghiệm.
2.4 Trạm fát điện sự cố, bảng điện sự cố 2 (1) 3 (2)
2.5 Kiểm tra cách điện lưới điện tầu thủy 1 (1)
CHƯƠNG 3 : Ắc quy trên tầu thủy
3.5 (2,5) 0 (0)
3.1
Khái niệm, phân loại và ứng dụng
0.5 (0.5)
3.2
Ắc quy axít
1 (0.5)
3.3
Ắc quy kiềm
1 (0.5)
3.4
Sử dụng và vận hành Ắc quy
1 (1)
CHƯƠNG 4: Lưới điện và ánh sáng trên tầu thủy
5 (2.5) 1 (1)
4.1
Lưới điện
2 (0.5)
4.2
Các loại chiếu sáng trên tầu thủy
2 (1)

4.3
Hệ thống ánh sáng đèn tín hiệu ( đèn hành trình )
1 (1) 1 (1)
PHẦN 2: Truyền động điện tầu thủy 26(19.5) 16(10.5)
CHƯƠNG 6 : Cơ sở truyền động điện
4 (4) 0 (0)
6.1
Khái niệm chung
0.5
6.2
Động cơ điện một chiều (đặc tính cơ, khởi động, đảo chiều,
điều chỉnh tốc độ)
1 (1)
6.3
Động cơ điện xoay chiều (đặc tính cơ, khởi động, đảo
chiều, điều chỉnh tốc độ)
1 (1)
6.4
Động cơ điện đồng bộ
0.5
6.5
Hệ thống máy fát – động cơ
1
CHƯƠNG 7 : Hệ thống truyền động điện máy lái
7 (5) 4 (3)
7.1
Khái niệm chung (vai trò, chức năng, các yêu cầu cơ bản)
1 (1)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 5


Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

7.2
Hệ thống lái đơn giản (sự cố) – Thiết bò chỉ báo góc lái
1 (1)
7.3
Hệ thống lái lặp
2 (1)
7.4
Hệ thống lái tự động
2 (1) 2 (1)
7.5
Hệ thống lái điện cơ, điện thủy lực
1 (1)
7.6
Phân tích sơ đồ lái cụ thể
2 (2)
7.7
Thực hành hệ thống lái tại nhà tầu ( Gylot)
CHƯƠNG 8 : Hệ thốngtruyền động điện neo-tời quấn
dây
3 (3) 3(3)
8.1
Chức năng, yêu cầu, phân loại
1 (1)
8.2
Các giai đoạn thu neo, đồ thò tải
1 (1)
8.3

Chọn động cơ thực hiện và hệ thống điều khiển cho truyền
động điện neo, tời quấn dây
1 (1)
8.4
Giới thiệu sơ đồ cụ thể: Hệ thống neo hãng SIMENS
3 (3)
CHƯƠNG 9 : Hệ thốngtruyền động điện làm hàng
8 (4.5) 7 (3.5)
9.1
Vai trò, chức năng, đặc điểm, yêu cầu
1 (0.5)
9.2
Các yêu cầu đối với thiết bò làm hàng
1 (0.5)
9.3
Các loại động cơ thường dùng trong hệ thống TĐĐLH
1 (0.5)
9.4
Xu hướng phát triển của hệ thống TĐĐLH
2 (1)
9.5
Chu trình làm hàng, đồ thò tải của TĐĐLH
2 (1)
9.6
Các hệ thống điều khiển của truyền động điện làm hàng
1 (1)
9.7
Giới thiệu sơ đồ cụ thể: Hệ thống làm hàng hãng SIMENS
3(3)
9.10

Bài tập lớn : Phân tích sơ đồ làm hàng cụ thể
4 (0.5)
CHƯƠNG 10 : Hệ thốngtruyền động điện máy phụ
buồng máy
4 (3) 2 (1)
10.1
Khái niệm chung
1,5 (1)
10.2
Các loại động cơ điện được sử dụng cho hệ thống TĐĐ
máy phụ buồng máy
1 (1)
10.3
Giới thiệu một số sơ đồ cụ thể : Bơm, quạt gió, máy nén
gió
1.5 (1)
10.3
Các sơ đồ cụ thể
2 (1)
PHẦN 3: Các hệ thống tự động tầu thủy 27 (18) 18 (12)
CHƯƠNG11 : Các phần tử tự động dùng trên tầu thủy
7 (5) 0 (00
11.1
Giới thiệu các phần tử đo lường cảm biến
3 (2)
11.2
Các phần tử Logic
1 (0.5)
11.3
Máy phát tốc

1 (0.5)
11.4
Sen sin, biến áp quoay
2 (2)
CHƯƠNG12 : Các hệ thống tự động trên tầu thủy
18 (12) 18 (12)
12.1
Tay chuông truyền lệnh
2 (1) 1 (1)
12.2
Hệ thống báo động, tự động kiểm tra các thông số buồng
máy
3 (2) 2 (2)
12.3
Hệ thống báo cháy, báo khói cho phòng ở, buồng máy và
hầm hàng.
2 (1 ) 3 (1)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 6
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

12.4
Hệ thống phân ly dầu – nước, hệ thống đo nồng độ dầu
CARTE
1 (1) 2 (1)
12.4
Hệ thống bảo vệ máy đèn, máy cái
3 (2) 3(2)
12.5
Nồi hơi tự động

2 (1) 3(2)
12.6
Hệ thống máy lạnh tầu thủy
2 (1) 2 (1)
12.7
Hệ thống điều khiển từ xa điezen
3 (2) 3 (2)
CHƯƠNG13 : An toàn điện
2 (1) 0 (0)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 7

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Chương 1: Trạm fát điện tầu thuỷ.
1.1. Khái niệm chung. 1 tiết
1.1.1 Khái niệm:
- Trạm fát điện tầu thuỷ làm nhiệm vụ cung cấp, truyền và phân bố năng lượng điện cho
các thiết bò dùng điện.
- Tất cả các thiết bò để vận hành một con tàu phần lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì
vậy năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng quyết đònh cho sự sống còn của con tàu. Từ các
máy móc điện hàng hải như: Vô tuyến, VHF, Rada, Máy đo sâu… đến các thiết bò buồng máy như:
Các loại bơm, máy lọc, máy Phân ly, động cơ Diezel … và cả các thiết bò phục vụ cho con người
như: Chiếu sáng, đốt nóng, Máy lạnh… đều sử dụng chung một nguồn năng lượng, đó là nguồn
năng lượng điện. Sở dó có điều này là do nguồn năng lượng điện có nhiều ưu thế hơn các nguồn
năng lượng khác ở chỗ:
- Dễ tạo ra từ các nguồn năng lượng khác cũng như có thể biến đổi từ năng lượng điện sang
các dạng năng lượng một cách đơn giản và thuận tiện.
- Năng lượng điện có thể dễ dàng tập trung, truyền tải cũng như phân bổ trong toàn bộ hệ
thống.

- Các thiết bò điện hoạt động tin cậy, tuổi thọ cao, không gây tiếng ồn, dễ dàng trong vận hành,
khai thác, bảo dưỡng hệ thống.
- Các thiết bò vô tuyến, thông tin liên lạc phải sử dụng đến năng lượng điện.
- Năng lượng điện là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường.
Ngày nay một số dạng năng lượng khác cũng đã được đưa vào sử dụng như năng lượng
mặt trời, năng lượng nguyên tử nhưng không phổ biến do còn nhiều hạn chế.
- Trạm phát điện có thể là máy phát điện xoay chiều, máy phát điện một chiều hoặc ắc-quy để
tạo ra nguồn điện.
- Nguồn điện này được đưa lên bảng phân phối điện chính, bảng phân phối điện phụ, bảng
phân phối điện sự cố, rồi phân tới các phụ tải với mục đích: - Phân chia điện năng.
- Kiểm tra.
- Điều khiển
- Hệ thống cáp sẽ dẫn năng lượng điện gọi là lưới điện.
Ánh sáng sự cố
Máy fát~

Ánh sáng

Máy fát~ Tải
Tải
Tải

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 8
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Ắc quy
Các thiết bò hàng hải
Hiện nay trên các tàu thủy thường sử dụng trạm phát điện diesel xoay chiều gồm động cơ
diesel trung tốc hoặc cao tốc lai máy phát xoay chiều đồng bộ 3 pha điện áp 380V tần số 50Hz
hoặc điện áp 440V tần số 60 Hz. Trong giới hạn tài liệu này, chúng ta nghiên cứu trạm phát điện

diesel xoay chiều điển hình ở tàu hàng.
G1
CB1
DE1
G2
CB2
DE2 G3
CB3
DE3
EG
CB5
CB


phụ tải phụ tải rất quan trọng
D.E
Tùy thuộc vào loại tàu mà trạm phát điện có thể bao gồm 2 đến 6 máy phát chính và 1 máy
phát sự cố. Tàu hàng khô, tàu container thường có 2 đến 3 máy phát, tàu khách thường có 4 đến 6
máy phát, … Các máy phát này có thể công tác độc lập hoặc song song nhau.
Hình 1.2 vẽ sơ đồ một dây trạm phát điện có 3 máy phát chính trong đó 2 máy phát cùng công
suất, 1 máy phát có công suất nhỏ hơn và 1 máy phát sự cố. Đây là một trạm phát điển hình
thường thấy ở các tàu hàng, tàu container.
Trong cấu trúc này sử dụng thêm một máy phát công suất nhỏ để tăng tính linh hoạt và tính
kinh tế trong khai thác trạm phát điện. Khi tàu đỗ bến không làm hàng thì tải tiêu thụ nhỏ, lúc này
máy phát công suất nhỏ này được sử dụng.
Hình 1.3 vẽ sơ đồ một dây trạm phát điện có 2 máy phát chính cùng công suất, 1 máy phát sự
cố và 2 máy phát đồng trục. Đây là một trạm phát điển hình ở các tàu dòch vụ, tàu cứu hộ, … Hai
máy phát đồng trục chủ yếu cấp điện cho các phụ tải công suất lớn như chân vòt mũi, chân vòt mạn,
bơm cứu hỏa, …
Cấu trúc này có ưu điểm là nâng cao hiệu suất sử dụng máy chính, giảm chi phí khai thác bảo

dưỡng trạm phát (các diesel lai máy phát).

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 9

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

G1
CB1
DE1
G2
CB2
DE2
SG1
CB3
SG2
CB4

phụ tải
DE3 DE4

phụ tải công suất lớn
CB7
EG
CB5
CB6

phụ tải rất quan trọng
EDE
Hình 1.3. Trạm phát điện điển hình ở tàu dòch vụ
Vậy hệ thống năng lượng điện gồm: Nguồn điện, các bảng phân điện và lưới điện.

Trạm fát điện tạo ra năng lượng điện trên tầu, Trạm fát điện là con tim, dây điện là mạch máu của
con tầu.
1.1.2 Điều kiện công tác của các trang thiết bò điện trên tầu thuỷ:
Các trang thiết bò đặt trên tầu thuỷ làm việc trong những điều kiện khó khăn hơn nhiều so
với các thiết bò điện trên bờ:
- Có độ rung lắc lớn gây ra bởi các thiết bò sản suất trên tầu.
- Chòu sự chấn động do va đập của sóng gió, hoặc tầu va vào vật cản.
- Độ lắc ngang, lắc dọc lớn.
- Độ ẩm tương đối của không khí lớn ( 98% ở nhiệt độ 40
o
c ) và trong không
khí có chứa muối.
- Sự thay đổi nhiệt độ của môi trường trong phạm vi rộng khi tầu hoạt động
trong vùng không giới hạn ( - 40
o
c / + 50
o
c ).
- Sự chật trội trong các phòng đặt thiết bò gây khó khăn cho sử dụng và sửa chữa.
1.1.3. Yêu cầu chung của các thiết bò điện trên tầu thuỷ.
Do điều kiện làm việc của các trang thiết bò điện nặng nề như vậy nên có các yêu cầu sau:
- Có độ tin cậy cao trong điều kiện hoạt động đặc biệt nói trên ( phụ thuộc vào vật
liệu chế tạo của phần dẫn điện cũng như phần cách điện).
- Có cấu tạo phù hợp với điều kiện công tác , có trọng lượng và kính thước bé (để có
điều kiện chở hàng và ở).
- Thuận tiện cho việc bảo quản bảo dưỡng và sửa chữa.
- Hiệu suất ( hệ số sử dụng) cao.
- Gây nhiễu ra-đi-ô ít và tránh gây tiếng ồn.
- Giá thành phải thấp và sự thống nhất phải cao ( các thiết bò giống nhau để dễ sử lý và
sử dụng ).



Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 10
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

1.2 Các loại máy fát điện dùng trên tầu thuỷ. ( 0,5 tiết)
Trên tầu thuỷ thường sử dụng máy fát điện một chiều và xoay chiều.
1.2.1 Máy fát điện một chiều:
Thường sử dụng máy fát điện một chiều sau đây:
- Máy fát điện một chiều kích từ độc lập : dòng kích từ do nguồn độc lập cung cấp.
( hình vẽ)
- Máy fát điện tự kích : dòng kích từ lấy ngay từ phần ứng của máy fát điện, có 3 loại
* Máy fát điện một chiều kích từ song song ( hình vẽ)
* Máy fát điện một chiều kích từ nối tiếp ( hình vẽ)
* Máy fát điện một chiều kích từ hỗn hợp ( hình vẽ)
1.2.2 Máy fát điện xoay chiều:
Trên tầu thủy ngày nay năng lượng điện xoay chiều do các máy fát đồng bộ tạo ra. Máy fát
được lai bằng tuyếc bin khí hoặc động cơ điêzel ( động cơ điêzel riêng hoặc máy fát đồng
trục).dòng kích từ được chỉnh lưu từ suất điện đông xoay chiều của phần ứng máy đồng bộ.
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là stator và rotor.
1.2.2.1. Stator
Stator của máy điện đồng bộ giống stator của máy điện không đồng bộ, có hai phần chính là lõi
thép và dây quấn (hình 1.4.a). Dây quấn stator được gọi là dây quấn phần ứng.
Lõi thép stator hình trụ gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại. Mặt trong có những
rãnh để chứa một bộ dây quấn ba pha.
Dây quấn stator làm bằng các dây dẫn bọc cách điện, đặt trong các rãnh được phân bố
đều dọc theo chu vi của lõi thép.
1.2.2.2. Rotor
Rotor cũng có hai phần chính là cực từ và dây quấn kích từ.
Rotor có hai loại: rotor cực ẩn (hình 1.4.b) và rotor cực lồi (hình 1.4.c).

Rotor cực ẩn thường dùng ở máy có tốc độ cao và có một đôi cực. Để có sức điện động hình
sin, từ trường của cực từ rotor phải phân bố hình sin dọc theo khe hở không khí giữa stator và rotor,
ở đỉnh các cực từ có từ cảm cực đại. Với rotor cực ẩn, dây quấn kích từ được đặt trong các rãnh.
Với rotor cực lồi, dây quấn được quấn trên cực từ.
a) b) c)
Hình 1.4. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ ba pha:
a) Stator; b) Rôto cực ẩn; c) Rôto cực lồi;

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 11

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

I
KT
+
-
Stator
Rotor
Vành trượt - chổi than
Hình 1.5. Cách nối dây kích từ qua vành trượt – chổi than

Đóa thép
Cọc nối dây AC
Diod
Vành trượt
Cáp nối đến rotor MF
Cách điện
Tản nhiệt
Đầu kẹp cáp
Trục rotor

Bu-lông chặn
Đầu kẹp cáp
Bu-lông chặn diod
.
.
.
Hình 1.6. Sơ đồ đầu máy phát điện đồng bộ (phía vành trượt – chổi than)

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 12
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Hình 1.7. Sơ đồ làm mát bằng không khí máy phát điện tàu thủy


Lưới thông gió
Quạt
Phần ứng
MFKT
Cầu chỉnh lưu
Vỏ bảo vệ
Phần cảm
MF kích từ
Quạt
Ổ bi
Bu-lông vỏNắp máy
Mạch từ MFKT
MFKT
Nắp hộp nối dây
Vỏ thông gió
Tấm nối trục

Trục máy
Vỏ stator
Stator MF
Cực từ MF
Dây dẫn dòng
KT một chiều
Vòng tải trọng
cân bằng
Đai MFKT
Vành rotor
Vỏ bảo vệ
Hình 1.8. Cấu trúc tổng thể máy phát điện tàu thủy có máy phát kích từ.
Hai đầu dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vành trượt ở đầu trục, thông

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 13

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

qua hai chổi điện để nối với nguồn kích từ. Hình 1.9 vẽ sơ đồ nối dây và kết cấu của hệ
thống vành trượt – chổi than đưa điện vào cuộn kích từ máy phát.
Máy phát điện tàu thủy thường được làm mát bằng không khí nhờ hệ thống quạt làm
mát gắn hai đầu trục máy và kết cấu thông gió trong thân máy. Hình 7-4 vẽ sơ đồ bố trí
quạt gió và luồng khí làm mát máy. Quạt gió được bố trí phía không có vành trượt – chổi
than.
1.2.2.3. Nguyên lý làm việc của máy phát đồng bộ.
Xét máy phát đồng bộ ba pha trên hình 1.10. Để đơn giản, ta giả sử máy có hai cực và mỗi pha
chỉ có hai dây dẫn đấu nối tiếp, tạo thành một vòng dây đặt trong hai rãnh. Trên thực tế, mỗi pha
có nhiều cuộn dây; mỗi cuộn có nhiều vòng dây phân bố đều trong các rãnh dọc theo chu vi stator.
Cho dòng điện kích từ (dòng một chiều) vào dây quấn kích từ sẽ tạo ra từ trường rotor. Khi
quay rotor bằng động cơ sơ cấp, từ trường rotor sẽ cắt dây quấn phần ứng và cảm ứng sức điện

động xoay chiều hình sin. Nếu từ thông do rotor tạo ra có trò cực đại là Φ
m
và phân bố hình sin dọc
theo khe khí thì sức điện động cảm ứng trong một pha stator có trò hiệu dụng:
E
p
= 4,44fk
dq
NΦ
m
với N là số vòng dây mỗi pha, k
dq
là hệ số dây quấn .

y

a

z

b

x

c

+

-


U
k

I
k

I
k

-

+

x

e
a

n

N

S

c

e
c

z


y

e
b

(b)

a

(a)

e
a

a

n

a

b

b

c

c

e

b

e
c

c

e
b

b

b

c

a

a

e
c

e
a

(c)
(d)
Hình 1.9. a) Máy phát đồng bộ ba pha hai cực đơn giản;
b) Biểu diễn đơn giản máy phát đồng bộ; c) đấu Y; d) đấu ∆.


Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 14
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Nếu rotor có 2p cực và quay n vòng/phút thì tần số sức điện động sinh ra trong các cuộn dây ax,
by, cz là:
60
np
f =
Tần số (được đo bằng Hertz) của sức điện động là số chu kỳ sóng trên một giây, phụ thuộc vào tốc
độ quay và số cực.
Số cặp
cực
Tốc độ (vòng/phút)
60 Hz 50 Hz
1 3600 3000
2 1800 1500
3 1200 1000
4 900 750
Vì trục các cuộn dây lệch nhau 120
0
điện trong không gian, nên ta có một hệ thống sức điện động
3 pha: e
a
(t) = E
p
sinωt
e
b
(t) = E

p
sin(ωt – 120
0
)
e
c
(t) = E
p
sin(ωt – 240
0
)
Các sức điện động này có thể ghép Y (hình 1.10.c) hoặc ∆ (hình 1.10.d). Thực tế máy phát điện
tàu thủy chỉ nối Y

1.3. Các tham số của trạm fát điện ( 1 tiết).
Trạm fát điện có các tham số cơ bản sau: - Loại dòng điện ( một chiều và xoay chiều).
- Cấp điện áp (12v, 24v, 127v, 220v, 380v, 440v)
- Tần số nếu điện xoay chiều: 50hz, 60hz, 400hz.
1.3.1 Loại dòng điện :
Cơ sở để chọn là các tải của nó( tải chủ yếu là động cơ), xu hướng hiện nay là dùng trạm
xoay chiều. Những thiết bò dùng điện một chiều thì qua bộ biến đổi.
Sở dó hay dùng điện xoay chiều vì những lý do sau đây:
- Độ tin cậy cao, chế tạo dễ, ít hỏng hóc. C
e
hi phí bảo dưỡng rẻ hơn rất nhiều so
với một chiều.
- Mức độ phức tạp khi quấn dây xoay chiều dễ hơn một chiều.
- Trọng lượng và kích thước bé( riêng máy fát xoay chiều lớn hơn một chiều).
- Thay đổi tốc độ đối với động cơ xoay chiều khó hơn một chiều( ngày nay đã có
những bộ biến đổi tần số để điều chỉnh láng động cơ xoay chiều).

n ~ = 60f/p = n
tt
(1-s) chỉ thay đổi tốc độ từng cấp.
U M. R
ưng
n - = +
C
e
( Φ
ss
+ Φ
nt
) C
e
. C
n
( Φ
ss
+ Φ
nt
)
2


Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 15

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Φ
ss

: Từ thông cuộn kích từ song song.
Φ
nt
: Từ thông cuộn kích từ nối tiếp.
C
e
, C
n
: Hệ số phụ thuộc máy điện.
- Cáp dẫn điện : Động cơ xoay chiều và một chiều tương đương. Trong thực tế cáp một
chiều nhỏ hơn xoay chiều. Nhưng bên xoay chiều có khả năng tăng áp dễ hơn nên có thể giảm
dòng.
- Về thiết bò khởi động: Bên xoay chiều nhỏ hơn một chiều.
- Công tắc tơ, rele : Công tắc tơ một chiều tin cậy hơn xoay chiều, nhưng kích
thước xoay chiều nhỏ hơn một chiều vì thiết bò dập hồ quang bé hơn.
1.3.2 Cấp điện áp:
Theo quy đònh của Đăng kiểm Việt nam có các cấp điện áp sau:
Áp xoay chiều : 12v, 24v, 36v, 127v, 220v, 380v, 440v, 600v.
Áp một chiều : 12v, 24v, 36v, 110v, 220v.
- 12v : dùng cho nơi ẩm ướt.
- 24v : dùng cho nơi có độ ẩm cao.
- 110v, 220v : dùng cho mạch ánh sáng, động lực.
- 380v, 440v : dùng cho mạch động lực.
- 600v : Dùng cho thiết bò chuyên dùng ( chân vòt điện).
1.3.3 Chọn tần số :
Thường chọn theo tiêu chuẩn nhà nước chế tạo ra trạm fát đó: Xu hướng là tăng f .
Khi f tăng → n tăng → M giảm( P = const ) → d ( đường kính rotor) giảm → giảm được kích
thước trọng lượng máy điện nhưng kéo theo đó là một số vấn đề vềbạc đỡ và ổ bi.
Tầu Nhật, tầu Châu Âu: 60hz. Tầu các nước XHCN : 50hz


1.4. Máy fát điện và các đặc tính cơ bản. ( 2 tiết)
1.4.1. Máy fát điện một chiều: ( Máy điện T2- trang 189)
Máy fát điện một chiều có 4 đại lượng đặc trưng là : U, I
Kichtu
, I
u
, n . Trừ tốc độ
được động cơ sơ cấp giữ không đổi, ba đại lượng còn lại có vai trò mật thiết với nhau.
Khi nghiên cứu máy điện một chiều có các đặc tính sau:
1. Đặc tính không tải U
o
= E = f (I
Kichtu
) Khi I
tai
= 0, n = cont.
2. Đặc tính ngắn mạch I
ng
= f (I
Kichtu
) Khi U = 0, n = cont.
3. Đặc tính ngoài U = f (I
tai
) Khi I
Kichtu
= cont, n = cont. (*)
4. Đặc tính tải U = f (I
Kichtu
) Khi I
u

= cont, n= cont.
5. Đặc tính điều chỉnh I
Kichtu
= f (I
u
) Khi U = cont, n= cont. (*).
Đặc tính [1] là trường hợp đặc biệt của [4] khi I
u
= 0.
Đặc tính [2] là trường hợp đặc biệt của [5] khi U = 0.
Ở các máy fát kích từ song song và hỗn hợp: I
tai
= I
u
I
Kichtu
.

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 16
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Ở các máy fát kích từ nối tiếp : I
tai
= I
u
= I
Kichtu
.
Đặc tính không tải U
o

= E = f (I
Kichtu
) Khi I
tai
= 0, n = cont.
U
o
= E
U
max
= ( 1,15 ÷ 1,25).U
dm
khi I
maxKichtu

Đặc tính ngắn mạch I
ng
= f (I
Kichtu
) Khi U = 0, n = cont.
Đặc tính ngắn mạch chỉ vẽ được với động cơ một chiều kích từ độc lập. Và phải giữ cho
mạch từ không bão hoà, nên phải phải giữ: I
ng
= ( 1.25 ÷ 1,5). I
maxtai
. Vì vậy giá trò I
Kichtu
cũng rất nhỏ. Nếu máy có từ dư ta có đường [2], hết từ dư có đường [1]
I
ng

2
1 I
Kichtu

Đặc tính ngoài U = f (I
tai
) Khi I
Kichtu
= cont, n = cont.
Uo
Uo m
m
I
tai
I
tai
Iđm Iđm I tớihạn
MFMC kích từ độc lập MFMC kích từ song song.

U Uo [1]

[2]
[3]
I
tai
I
tai
MFMC kích từ nối tiếp MFMC kích từ hỗn hợp.
(Đặc tính thay đổi nhiều theo tải nên ít dùng). Đướng [1] : bù thừa
Đường [2] : nối thuận 2 cuộn k.từ

Đường [3] : nối nghòch 2 cuộn k.từ
Đặc tính điều chỉnh I
Kichtu
= f (I
u
) Khi U = cont, n= cont

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 17

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

I
Kichtu
I
Kichtu
Iktktải Ikthtải
( giữ cho U = ònhmức khi không tải)
I
u
I
u
MFMC kích từ độc lập MFMC kích từ song song

[3]
I
Kichtu
I
Kichtu
[1]
Không có đặc tính

[2]
I
u
I
u
MFMC kích từ nối tiếp MFMC kích từ hỗn hợp
[1]-đấu b.thường; [2]- bù thừa; [3]- đấu ngược
1.4.2 Máy fát điện xoay chiều: ( máy điện T2 – trang 44)
Máy fát điện xoay chiều có các đại lượng đặc trưng là : U, I
Kichtu
, Itai, n, cos
ϕ
, tần số f .
Trừ tốc độ được động cơ sơ cấp giữ không đổi, có ba đại lượng còn lại có vai trò mật thiết với nhau
: U, I kíchtừ, I
tai
. .
Khi nghiên cứu máy điện xoay chiều có các đặc tính sau:
1. Đặc tính không tải U
o
= E = f (I
Kichtu
) Khi I
tai
= 0, f = cont.
2. Đặc tính ngắn mạch I
ng
= f (I
Kichtu
) Khi U = 0, f = cont.

3. Đặc tính ngoài U = f (I
tai
) Khi I
Kichtu
= cont, f = cont. cos
ϕ
= cont
4. Đặc tính tải U = f (I
Kichtu
) Khi Itai = cont, f= cont. cos
ϕ
= cont
5. Đặc tính điều chỉnh I
Kichtu
= f (Itai ) Khi U = cont, f= cont. cos
ϕ
= cont
Đặc tính không tải U
o
= E = f (I
Kichtu
) Khi I
tai
= 0, f = cont.
E/m

0 1 2 3 It/ Itđm

Đặc tính ngắn mạch I
ng

= f (I
Kichtu
) Khi U = 0, f = cont.

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 18
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Ing
Phần ứng cuộn dây được nối tắt ngay đầu máy
I
ng
= f (I
Kichtu
)

Ikich tu
Đặc tính ngoài U = f (I
tai
) Khi I
Kichtu
= cont, f = cont. cos
ϕ
= cont

Tải điện dung
Tải điện cảm
Đặc tính tải U = f (I
Kichtu
) Khi I
u

= cont, f = cont. cos
ϕ
= cont.

U,I
Itai = 0
Itai = Iđm
I kich tù
Đặc tính điều chỉnh I
Kichtu
= f (I
tai
) Khi U = cont, f = cont. cos
ϕ
= cont
Iu cos
ϕ
= 0.8
điện cảm

cos
ϕ
= 1
cos
ϕ
= 0.8 điện dung
I
tai
1.5 ổn đònh điện áp cho các máy phát điện . (4t lý thuyết, 2t bài tập).


Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 19

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

1.5.1. Tại sao cần ổn đònh điện áp cho máy fát điện trên tầu thuỷ:
Công suất của các bộ tiêu thụ điện trên tầu thuỷ là rất lớn so với công suất của máy fát nên
gây dao động điện áp lưới. Có thể coi mạng điện trên tầu thuỷ là mạng mềm. Nên việc ổn đònh
điện áp là việc cần thiết. Điều chỉnh điện áp cho máy fát điện dựa trên nguyên tắc thay đổi dòng
kích từ.
Cùng với nhu cầu nâng cao về tính năng, hiệu quả khai thác kinh tế, giảm nhẹ sức con người
sử dụng là một trong những yêu cầu cơ bản của thiết kế tầu thủy, trang thiết bò trên tầu ngày
càng hiện đại, kỹ thuật trang bò ngày càng tinh xảo đã thay thế con người ở rất nhiều khâu trong
các hệ thống của tầu thủy
Cũng như trên đất liền, trong hầu hết các lónh vực kỹ thuật, nguồn điện năng là vô cùng cần
thiết và hết sức quan trọng, đối với tầu thuỷ, cho dù tầu đó là loại tầu gì, trọng tải bao nhiêu.
Nguồn điện năng được sử dụng trên tầu có mặt ở hầu hết các khâu, các thiết bò các quá trình
hoạt động và làm việc, sinh hoạt của thuyền viên,
Có thể liệt kê một số các thiết bò :
- Máy móc trên boong bao gồm: Máy lái, tời neo, tời quấn dây, tời kéo, thiết bò làm hàng tời
cần trục, cầu thang máy
- Máy móc phục vụ máy chính: Bơm nước mặn, bơm nước ngọt, bơm cấp dầu đốt, bơm tuần
hòan dầu nhờn, bơm nước làm mát
- Nồi hơi, máy lọc, máy phân ly …
- Các máy dùng chung: Bơm Balatt, Bơm La can, bơm cứu hoả, cứu đắm…Hệ thống quạt gió
hầm hàng, buồng máy
- Hệ thống điện sinh hoatï: Máy điều hoà không khí, hệ thống bếp điện, phigô, bơm nước
ngoạt, nước biển, bơm vệ sinh
- Hệ thống máy móc trong xưởng: Máy tiện, máy khoan, máy mài, máy hàn…
- Máy móc hàng hải: La bàn, máy đo sâu, tốc độ kế, thiết bò dẫn đường, thiết bò thông tin
VTĐ

- Các hệ thống tín hiệu chung: Báo cháy, cứu hỏa, cứu sinh, tín hiệu hành trình
- Chiếu sáng chung, chiếu sáng riêng, chiếu sáng sự cố
- Cá hệ thống kiểm tra, đo lường, dự báo
Chế độ làm việc của hệ thống điện năng tầu thuỷ
Tầu thuỷ là một nhà máy sản xuất công nghiệp hoàn thiện với mức độ điện khí hoá và tự động
hoá rất cao, sản phẩm của quá trình sản xuất đặc biệt, nên máy móc thiết bò trên tầu thuỷ cũng
khác nhiều so với các nhà máy trên bờ, mà một trong các đặc điểm đó là: các phụ tải tiêu thụ điện
năng rất nhiều chủng loại và tổng công suất cuả thiết bò tiêu thụ điện lớn hơn tổng công suất của
các máy phát điện, chúng được sử dụng với nhiều mức độ tải khác nhau. Thông thường để đánh
giá tình trạng làm việc của hệ thống điện tầu thuỷ, người ta gắn với các chế độ hoạt động của con
tầu.
Tầu thuỷ có các chế độ hoạt động sau:
a) Chế độ tầu đỗ bến không bốc xếp hàng hoá.
Ở chế độ này công suất tiêu thụ điện chủ yếu cho các thiết bò sinh hoạt như: quạt gió, ánh
sáng, điều hoà, phigo, bếp điện… phục vụ công tác bảo trì tầu như máy nén khí, buá gõ gỉ…, phục
vụ Diesel –máy phát điện, hoặc cung cấp cho các hệ thống tời tự động quấn dây buộc tầu. Công
suất chế độ này tiêu thụ chỉ bằng 15 –30 % công suất của trạm phát điện
b) Chế độ tầu đỗ bến có bốc xếp hàng hoá.

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 20
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Ở chế độ này, nếu sử dụng thiết bò bốc xếp trên tầu (cần trục, tời hàng ) thì sẽ tiêu thụ công
suất rất lớn, thông thường máy móc làm hàng có công suất chiếm khoảng 60% tổng công suất của
toàn trạm phát nên trong chế độ này có thể trạm phát điện sẽ bò quá tải nếu tất cả các thiết bò làm
hàng cùng hoạt động ở mức tải cao (cùng nâng). Có thể một số phụ tải không quan trọng sẽ tự
động bò ngắt ra khi trạm bò quá tải [Xem trong phần trình bày về bảo vệ trạm phát điện], Đặïc trưng
chế độ làm việc của hệ thống điện trong chế độ này là có các máy phát phải làm việc song song
với nhau, phụ tải biến động lớn.
Nếu bốc xếp hàng không dùng thiết bò trên tầu thì công suất tiêu thụ tương tự như chế

độ “đỗ bến không làm hàng”
c) Chế độ tầu điều động
Khi tầu ra vào cảng, đi trong luồng hẹpï, trong kênh, trong vònh… Chế độ này có tổng công suất
tiêu thụ khá lớn vì các máy móc phục vụ thiết bò động lực như: Máy nén khí, hệ thống quạt gió,
các máy lọc, chuyển dầu đốt, dầu bôi trơn, bơm nước làm mát động cơ trên tầu đã chiếm khoảng
trên 50% công suất toàn trạm, ngoài ra còn có các tời quấn dây, tời neo, máy lái… đều hoạt động,
do đó chế độ này có thể cần công suất rất lớn và khá ổn đònh, các máy phát phải làm việc song
song, khả năng đáp ứng công suất của các máy phát được phát huy do công suất dự trữ của máy
phát.
d) Chế độ tàu hành trình.
Khi tầu hành trình trên biển, công suất điện năng tiêu thụ tương đối ổn đònh, vì lúc đo chủ yếu
là phục vụ thiết bò động lực và làm việc của thuyền viên, thường thì các tầu có thể chỉ cần chạy 1
tổ máy phát điện để cung cấp năng lượng điện, một số tầu có trang bò máy phát đồng trục, hoặc
máy phát tuốcbine dùng hơi từ nồi hơi khí xả thì chế độ này có thể chỉ cho máy phát đồng trục,
hoặc máy phát tuốc bine hơi làm việc là đủ.
e) Chế độ tàu bò sự cố.
Trong khi hoạt động con tầu có thể xảy ra nhiều sự cố khác nhau, nhưng khái niệm chế độ sự
cố ở đây là xét tới chế độ sự cớ khá năng nề như đâm, va, tầu thủng, tầu cháy…trường hợp đó, các
động cơ bơm cứu đắm, bơm cứu hoả, hệ thống máy nén khí, neo tời… hoạt động và tiêu thụ nguồn
công suất điện rất lớn.
Ngoài 5 chế độ kể trên, người ta còn căn cứ vào thời gian ban ngày, ban đêm, muà đông, muà
hè để phân biệt và tính toán công suất cần thiết chính xác cho các chế độ hoạt động .
Phụ tải điện năng và chế độ làm việc của chúng trên tầu thuỷ
1. Phụ tải tiêu thụ điện
Ngày nay trên tầu thuỷ các phụ tải tiêu thụ điện năng rất đa dạng về chủng loại và công suất
tiêu thụ, tuy nhiên có thể liệt kê thông qua các khu vực phục vụ của phụ tải điện như sau:
- Phụ tải phục vụ máy động lực – các động cơ điện truyền động các bơm dầu bôi trơn, bơm
nước mặn và nước ngọt làm mát máy chính, các máy phát điện, các bơm chuyển dầu, bơm
ballat, bơm lacan, bơm cứu hoả, các động cơ máy nén khí, máy phân ly, hệ thống nồi hơi…
- Phụ tải quạt thông gió, điều hoà nhiệt độ,

- Phụ tải thiết bò trên boong- máy neo, tời quấn dây, tời sau lái, các tời hàng, cần trục, cầu
thang máy, nâng hạ thang, xuồng …
- Phụ tải là các máy nén lạnh và hệ thống làm lạnh
- Phụ tải thiết bò hâm xấy, đốt nóng dầu, nước…
- Phụ tải các biến áp, hệ thống chiếu sáng
- Phụ tải các máy móc ở xưởng công cụ và nhà bếp
- Phụ tải cấp nguồn cho các thiết bò điều khiển, thiết bò thông tin, máy móc dẫn đường, thiết
bò an toàn và bảo vệ.

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 21

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

- Phụ tải cấp điện cho chân vòt điều động, vv
Đặc điểm của phụ tải điện tầu thuỷ
Chủ yếu là các phụ tải trên tầu là các phụ tải động lực tạo công suất (tải P) (chiếm khoảng
75-85% công suất của trạm phát điện. Các phụ tải điện theo lý thuyết mạch có thể thấy tính chất
phụ tải chỉ gồm có hai loại R, và RL, còn phụ tải là tụ điện C rất nhỏ bé, chỉ có trong các mạch bù
cosϕ hoặc chuyển dòch, dập tia lửa trên các tắc te của đèn huỳnh quang, hoặc tụ cộng hưởng trong
các bộ TĐDCĐA
a. Tải thuần điện trở:
Các điện trở đốt nóng, các thiết bò xấy, đèn điện sợi đốt, đèn hồ quang…Hệ số công xuất của
các phụ tải là cosϕ =1. Các phụ tải nà có đặc điểm chung là dòng điện khởi động bằng chính dòng
điện công tác
b. Tải mang tính chất cảm (L-R)
Các động cơ điện, các cuộn hút… Hệ số công xuất cosϕ <1, đối với các động cơ điện, trên trục
của nó là tải do máy cơ khí tạo nên. Hầu hết các phụ tải loại này đều có dòng điện khởi động lớn
hơn dòng điện khi thiết bò làm việc, ngoài ra khi tải cơ khí thay đổi thì ngoài sự thay đổi của dòng
điện động cơ thay đổi, giá trò cosϕ của động cơ điện cũng sẽ thay đổi theo
Các động cơ điện, các biến áp ngoài tiêu thụ công suất tác dụng P, còn tiêu thụ một công

suất Q để tạo từ trường và gây ảnh hưởng tới giá trò điện áp. Hệ số công suất cos ϕ của phụ tải
điện tầu thuỷ thường nằm trong khoảng từ 0,85 đến 0,95
Các đèn chiếu sáng cũng có hệ số công suất 0,95 –1 tuỳ vào việc sử dụng đèn huỳnh quang
hay đèn sợi đốt
Tổng công suất của phụ tải trên tầu bao giờ cũng lớn hơn tổng công suất của trạm phát điện
được thiết kế và lắp đặt do trong thực tế số lượng phụ tải thiết kế thường có nhiều khụ tải làm việc
trong chế độ dự trữ, đồng thời ngay các động cơ điện làm việc trên lưới cũng có phụ tải thay đổi
giá trò trong chế độ hoạt động
Chế độ làm việc của phụ tải điện năng tầu thuỷ.
Dựa theo tính chất phát nhiệt của phụ tải điện năng tầu thuỷ người ta phân biệt các phụ tải điện
năng theoba chế độ làm việc. Việc phân biệt này có ý nghiã quan trọng trong việc lựa chọn phụ tải
làm việc, đặc biệt là các phụ tải là động cơ , biến áp
a. Chế độ làm việc dài hạn
Là chế độ các thiết bò điện làm việc với thời gian
mà nhiệt độ của thiết bò nóng tới nhiệt độ xác lập T
o
xl
và không tăng dù thời gian kéo dài bao lâu .Nhiệt độ
xác lập của thiết bò phụ thuộc vào cấp Cách điện của
vật liệu cách điện trong thiết bò điện và nằm trong các
giá trò là60
o
C, 80
o
C, 100
o
C,125
o
C,150
o

C, 180
o
C
Nhiệt độ này được ghi trên nhãn các thiết bò Chẳng
hạn như thiết bò neo, thiết bò nâng hạ cầu
thang, thiết bò nâng hạ xuồng, máy via, tời sau lái, máy
nén khí, bơm dự phòng …
b. Chế độ làm viếc ngắn hạn lặp lại

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 22
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Là chế độ làm việc của thiết bò mà nhiệt độ của thiết bò tăng từ nhiệt độ môi trường T
o
mt chưa
tới nhiệt độ xác lập T
o
xl, nhưng thiết bò lại ngừng hoạt động, thời gian ngừng chưa đủ để nhiệt độ
của thiết bò giảm tới nhiệt độ của môi trường, cứ như
thế nhiệt độ của thiết bò không đạt tói nhiệt độ
của môi trường , cũng không tăng tới nhiệt độ
xác lập
Đây là chế độ hoạt động của các thiết bò
chẳng hạn: như tời hàng, cần trục, động cơ
trực tiếp quay bánh lái các động cơ bơm dầu
tuần hoàn bôi trơn…

Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại
Chế độ làm việc ngắn hạn
Là chế độ hoạt động của thiết bò điện mà thời

gian thiết bò làm việc Tlv, nhiệt độ của thiết bò
không đạt tới nhiệt độ xác lập, và thời gian nghỉ của
thiết bò Tng, đủ để nhiệt độ của động cơ giảm
xuống nhiệt độ môi của môi trường Tmt.
Đây là chế độ hoạt động của các thiết bò trên tầu
chẳng hạn: như tời neo, động cơ tời cầu thang, bơm
hút lacan, máy nâng hạ xuồng cứu sinh, bơm
chuyển dầu, máy nén khí, bơm vệ sinh…,

t
T
o
xl
T
o
C
T
o
mt T
lv
T
ng
t
Chế độ làm việc ngắn hạn
Có rất nhiều loại tầu thuỷ khác nhau: Tầu hàng khô, Tanker, tầu chuyên dụng, tầu khách, tầu
dầu, tầu container, tầu dòch vụ, tầu công trình, tầu cứu hộ, tầu kéo, tầu đánh cá, tầu chế biến ,tầu
nghiên cứu đại dương , tầu cẩu, tầu hút, tầu cuốc vv…, mỗi loại tầu trên đó trạm phát điện lại có
nhiều chế độ làm việc đòi hỏi công suất điện cung cấp cho các phụ tải tiêu thụ điện rất khác nhau,
Ngoài ra các trạng thái khởi động, dừng động cơ, việc chạy các phụ tải điện theo ngày, đêm,
theo mùa, theo vùng hoạt động cũng làm cho việc tiêu thụ công xuất điện trong trạm phát thay đổi

rất lớn .Trên đồ thò biểu thò đồ thò tải của một trạm phát điện khi tầu đỗ bến có làm hàng , thời
gian xác đònh là 24 giờ (1 ngày, đêm). Ở đây ngoài phần phụ tải cố đònh không thay đổi ở mọi chế
độ làm việc còn có phần phụ tải thực tế do các thiết bò đưa vào làm việc do yêu cầu hoặc ngẫu
nhiên hoạt động

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 23

Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

- Phần phụ tải cố đònh vào khoảng 15%,
- Từ 0 –4 giờ có sự cố phải sửa chữa, công xuất tiêu thụ thêm một phần P1
- Từ 4 -6 giờ – sự cố khắc phục xong
- Từ 6 –12 làm hàng
- Từ -12h30 nghỉ
- Từ 13-19h làm hàng
- Từ 19-24 h công suất dành cho sinh hoạt và công tác chuẩn bò dưới buồng máy
- Khi tầu đỗ bến không làm hàng, khi đó năng lượng điện chỉ tiêu thụ ít cho thiết bò buồng
máy phục vụ tổ máy phát điện và sinh hoạt…
- Khi tầu đổ bến làm hàng. Ngoài các phụ tải như chế độ tầu đỗ bến không làm hàng còng có
phụ tải là thiết bò bốc xếp hàng hoá, công suất nhóm này chiếm từ 50 –70% tổng công suất
trạm phát điện. Chế độ này sẽ có nhiều máy phát làm việc song song với nhau
- Khi tầu hành trình: Phụ tải điện chủ yếu là thiết bò phục vụ thiết bò động lực, máy lái…, chế
độ này công suất trạm phát điện tiêu thụ từ 50 –60% tổng công suất trạm phát. Có thể có từ
1 đến 2 tổ máy phát làm việc cung cấp năng lượng điện cho chế độ này
- Khi tàu điều động. Công suất trạm phát phải phát huy tối đa do ngoài công suất tiêu thụ cuả
các máy móc, thiết bò giống như chế độ tầu hành trình, còn có các máy nén khí, máy neo,
các bơm dùng chung …hoạt động. Chế độ này được đảm bảo bằng độ dự trữ công suất của
các tổ máy phát điện
- Khi tầu bò sự cố: Tuỳ theo các sự cố như cháy tầu hoặc thủng tầu…, nhìn chung khi sự cố các
phụ tải trên tầu hầu như phải hoạt động , làm việc của chúng được phát huy từ khả năng

quá tải của các tổ máy phát điện
Tính kinh tế trong khai thác tổ máy phát điện
Đối với đa số các tầu vận tải hàng hoá, tầu container, tanker, các tầu dầu, tầu công trình và
dòch vụ… động cơ truyền động các máy phát điện chủ yếu là động cơ đốt trong, chế độ làm việc,
mức tiêu hao nhiên liệu, hiệu xuất của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào chế độ phụ tải điện của
máy phát

Hiệu xuất và mức tiêu hao nhiên liệu tổ hợp động cơ diesel- máy phát điện η
d
– hiệu xuất
của động cơ diesel ; η
g -
Hiệu suât của máy phát điện ; G/KW/h – Mức tiêu hao nhiên liệu của
động cơ diesel theo công suất

Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 24
G/KW
h

η
d

700
η
g
0,9
600
η
d
0,35 0,8

500 0,33
400 0,3 0,6
300 0,27
200 0,4
100
0 20 40 60 80 100%
G/KW/h
Giáo án : Điện tầu thuỷ cho nghành máy – Phần 1

Phân tích chế độ làm việc của động cơ sơ cấp là động cơ Diesel chúng ta có thể thấy một số
vấn đề sau:
- Khi công suất máy phát đạt 75-90% thì hiệu suất động cơ đốt trong là cao nhất, mức tiêu
hao nhiên liệu/1KW h điện là nhỏ nhất.
- Khi công suất máy phát giảm 50% thì mức tiêu hao nhiên liệu cho 1Kw/h điện tăng lên 12-
15%.
- Khi công suất phát ra dưới 35% thì mức tiêu hao nhiên liệu sẽ tăng gấp đôi
1.5.2 Các nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp: ( 4 nguyên nhân).
* Do dòng tải thay đổi ( khi thay đổi tải).
* Do tính chất tải thay đổi( đối máy fát điện xoay chiều)
U U cos
ϕ
= 0( thuần dung)
MFMCKT hỗn hợp cos
ϕ
= 1
MFMCKT // và độc lập
cos
ϕ
> 0
cos

ϕ
= 0 ( thuần cảm)
Itai Itai
Đặc tính ngoài MFMC Đặc tính ngoài MFXC
Khi dòng tải thay đổi, điện áp cũng thay đổi theo, do đó phải thay đổi dòng kích từ để giữ
điện áp không đổi. Đối máy fát xoay chiều, với cùng dòng tải, tính chất tải thay đổi cũng làm điện
áp thay đổi( đối tải thuần dung khi tăng tải đến lúc nào đó thì điện áp cũng giảm).
* Do nhiệt độ trong cuộn dây máy fát thay đổi: Khi nhiệt độ của cuộn dây thay đổi làm cho
điện trở của cuộn dây thay đổi, dẫn tới sụt áp trên cuộn dây cũng thay đổi( cuộn dây phần
ứng và cuộn dây kích từ) , dẫn tới điện áp máy phát cũng thay đổi.
* Do tốc độ động cơ lai thay đổi: khi tốc độ động cơ lai thay dổi làm suất điện động của phần ứng
thay đổi, do đó điện áp ra cũng bò thay đổi
( E = U + . I.X = C
e
. Φ. n ).
* Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều
Khi các máy phát điện làm việc song song trên cùng một mạng, nếu xảy ra trường hợp tải phân bố
không đều giữa các máy phát sẽ dẫn tới dòng cân bằng giữa hai máy, dòng điện này có tính chất
cảm kháng , nên mang tính khử từ và làm giảm từ trường chính của các máy phát điện làm điện áp
mạng giảm xuống.
* Do các bộ tự động điều chỉnh làm việc không ổn đònh
Khi bộ điều chỉnh điện áp hoặc bộ điều chỉnh tần số làm việc không ổn đònh sẽ xảy ra hiện tượng
điện áp dao động
* Do ngắn mạch ở các vò trí khác nhau trong mạng điện
Dòng điện ngắn mạch sẽ gây sụt áp trên mạng, giá trò độ giảm điện áp phụ thuộc vò trí của điểm
ngắn mạch
Ngoài các yếu tố cơ bản trên đây, cũng còn một số nguyên nhân phụ khác gây nên sự thay đổi
điện áp: Tính chất mạch từ thay đổi, điện trở tiếp xúc tăng lên, hư hỏng trong máy phát hoặc bộ điều
chỉnh…
1.5.3 Hậu quả của sự thay đổi điện áp máy fát điện:


Đào Học Hải : Khoa điện – Điện tử viễn thông 25