船舶电力负荷计算方法及电算处理

船舶电力负荷计算方法及电算处理

课程名称：船舶电站自动控制系统与管理学生名称：

学生班级：

学生学号：

任课教师：尚前明

课程成绩:

完成时间：2014 年 6 月28 日

power station design, in order to determine the total capacity of the ship power station and power of generating units and the number of single generating unit, calculating power load under various operating conditions is needed. The calculation of the total power, considering the simultaneity usage coefficient , factors such as network loss and reserve capacity at the same time, is to determine the power and quantity of the generating unit. Therefore, the correct power load calculation, reasonable power plant configuration is more important.

Keywords：operating conditions；load coefficient；three kinds of load method；demand coefficient method

一 .船舶的运行工况

由于船上各用电设备的工作情况与船舶的运行状态有关，不论用什么方法计算，电站容量都是按照船舶不同的工况分别进行的。研究船舶各种典型工况的目的是要找出最大用电量、最小用电量，最大负荷的工况——用来确定电站的总容量以及最小负荷的工况——用来确定单台发电机或最小发电机的容量从而得出用电规律。目前，在负荷计算中一般包括航行工况、进出港工况、装卸货工况、停泊工况及应急工况五种运行工况。下面分析每种工况对电站配置的影响。

（1）航行工况：满载全速的航行状态的工况，一般来说是在船舶单个运行周期中占用时间最长的一种通用性的普通工况。

（2）进出港工况：进出港低速航行、靠离码头时使用锚绞设备和侧推（如配有）等机动状态的工况。这种工况下除使用锚绞设备外，还使用了正常航行所需要的大部分设备，所需要的总功率一般较大，而此种工况按照规范要求还需配备备用发电机组。因此，通常作为确定电站总容量大小的参考工况。

（3）装卸工况：:装卸货时的工况。此种工况下主机已不再运行，为主机服务的辅助机械也不使用，使用的设备主要是装卸货需要的甲板机械、压载泵、照

明等设备。当装卸工况下有这些大功率设备使用而使总负荷量较大时，此种工况也作为确定电站总容量的参考工况。

（4）停泊工况：船舶无装卸作业停泊码头状态的工况，这种状态主要的负荷就是生活用电和一些机修设备，此时负荷功率最小，往往作为确定最小发电机容量的参考工况。

（5）应急工况：发生海损主发电机失效的工况。主发电机组不能工作的情况通常可以分为三大类，第一种是机舱发生火灾；第二种是机舱进水；第三种是主发电机组发生故障；而机舱火灾情况下的负荷总功率最大。因此，通常将这种情况作为选择应急发电机的容量的依据。需要注意的是，千万不能把所有可能发生的紧急情况都叠加起来来考虑应急发电机的容量，这样选出来的应急发电机容量是偏大的。

综上所述，可以得出船舶的负荷与各个工况的关系：负荷的大小是与传播的工况时密切相关的；船舶各种设备一般是低于或等于其而定的功率下的状态工作。

二.各项负荷系数的确定

1．电动机的利用系数

在对船舶电站容量计算的过程中，离不开对电动机利用情况的考虑。从以往的情况看，当船舶的电动机的最大功率没有办法确定时，则将其利用系数统一设定为1，这样的做法显然不够科学。所以，在船舶选配电动机的时候，对于系列产品中电动机功率不一定与设配轴上的功率相对应，有时候为了满足启动转矩，则选用功率稍大一些的电动机，所以电动机的功率未必全部得到利用，也就产生了利用系数。因为不能完全与设配相适应，因此这个系数应当小于1，所以在电站容量计算中应当将其考虑为0.8~0.9，根据工况有的甚至为0.7。根据经验，如果不能够准确其值，则应统一为0.9，这样计算出来的结果较为准确，但多数偏高。

2．电动机使用功率的效率系数

电动机的实际使用功率有一个较为固定的效率系数，也就是电动机实际负荷工作时的效率，这个系数原本可以利用电动机的曲线特性来得出，但是这样给计算带来了较为复杂的数学问题。实际中为了方便计算，都是利用选定的额定效率系数ηe作为参考，计算的结果虽然存在偏差，但是体现出来的影响并不大。这主要是因为，从直流电动机的角度看，其效率在使用范围内变化不大，因此可以认为其功率时效率ηe为定值，而异步电动机在低负荷的时候效率低，从其特性曲线中发现，当电动负荷在50~100%间，其效率变化小于5%，因此综合看，选择固定的效率值是可行的。

3．机械载荷系数

对于电动机的机械载荷系数，要想确定一个较为准确的值，也是比较困难的。系数是一个定量值，因为用电设备配置在某个状态下，其实际的使用功率是一个变化的数值，计算过程中无法确定。通常的做法是采用经验数据作为选取系数的依据，如：通常使用的恒速的机械，包括风机、泵类等，其机械负荷通常取值为0.8~0.9，而锚机、绞盘机械则为0.6~0.7，舵机则更小，为0.3~0.4，这里的系数取上限还是下限，要根据船舶整体配合的情况来进行确定。

4．同时运行的系数

同时运行的功率系数选择是直接影响计算结果的重要指标，要确定十分准确的