船舶电力系统设计

船舶电力系统设计1.电力系统基本参数：电制、额定电压、额定频率2.船舶电力系统的特点：1.独立系统，相对容量较小，易受影响；2.输电距离短，短路破坏大；3.船舶环境恶劣。

3.利用系数：实际需要功率与配置功率之比；机械负荷系数：实际轴功率与最大轴功率之比；电动机负荷系数：考虑半载或轻载工作；同时系数：考虑不同时工作。

4.船舶应急电源可采用应急发电机（大应急）和蓄电池组（小应急），或者两者都采用。

1000总吨及以上货船应设应急电源。

500总吨及以上客船应设应急电源小应急电源：应连续供电30min。

应急发电机又称为：大应急电源。

5.主配电板由发电机控制屏，并车屏，负载屏，母线四部分组成。

1）发电机控制屏：控制、调节、监视和保护发电机组用。

上部：各种测量仪表，中部：主开关、调速开关，下部：自动装置；2）并车屏：发电机进行并车、整步操作用。

有同步表、同步灯、转换开关、操纵按钮、开关、自动并车装置。

3）负载屏：分配电能并控制、监视、保护。

包括：电力、照明屏。

有空气开关、电压电流表、绝缘指示灯、兆欧表、岸电开关等。

4）母线：注意排列顺序和颜色。

顺序：上中下、左中右、前中后；颜色：交流：绿黄红、中线浅蓝；直流：红蓝、中线：绿黄相间。

6.应急配电板用来控制、监视应急发电机组，并向应急电设备供电。

注意：1.没有并车屏和逆功继电器；2.正常时，是主电网的一部分；应急时，才单独工作。

7.蓄电池容量单位：安时（Ah）。

容量Q=电流I×时间t。

其中，电流为标准放电电流，即经过标准放电时间使蓄电池放完电的电流。

标准放电时间——酸、碱性不同：1.酸性：固定为10小时（在25ºC下）；2.碱性：通常为8小时。

8.船舶电力系统的设计采用分阶段设计：初步设计（概念设计）总体概貌，总体设计成败的关键。

技术设计（详细设计）图纸和资料被船检局审查后作为施工设计的依据。

施工设计（生产设计）船舶建造的设计,生产细节的设计。

9.一次图是指包含有电力系统发电、输电设备以及主接线形式的图，也叫电力系统一次接线图。

图中通常反映一次主接线形式，发电机、变压器的台数，接线形式，断路器、互感器、避雷器、熔断器的配置。

二次图是指电力系统二次设备接线图，主要指二次设备的测量、保护接线图。

10. 船舶专业标准（三级）★国家标准GB 中华人民共和国国家标准国家质量监督检验检疫总局发布★行业标准CB 中国船舶行业标准船舶主管部门制定发布★企业标准Q 企业制定11.国际标准化组织ISO 国际电工委员会IEC 国际海事组织IMO （ABS）美国船级社CCS中国船级社IEEE 美国电气与电子工程学会12. 防护标志IP 后面第一位数字表示防护固体异物侵入的等级，第二位数字表示防水液侵入的等级。

13.电气设备的尺寸和质量 满足尺寸小，质量轻要求14.船舶电站特点：1）船舶电站的容量较小；2）船舶电力系统工作环境恶劣；3）电源与用电设备之间的距离很短，线路阻抗很小，因此短路电流很大。

15.船舶运行工况分类：1、 航行———满载全速航行状态。

2、 进出港———港内低速航行或机动状态。

3、 靠离码头———一般考虑起锚和系缆状态。

（有时该工况与进出港工况合并为进出港工况）。

4、 停泊———停泊码头或系船无客、无货状态。

5、 装卸货———货船、液货船（油船、液化气船和化学品船）或集装箱船等装货、卸货状态。

6、 作业———调查船的海上作业、工程船舶的水上作业等。

7、 应急———般考虑船舶失火状态。

16.一般规范都规定客船和 500 总吨以上的货船均应设有独立的应急电源。

17.以蓄电池组作为应急电源或临时应急电源，其容量应保证承载规定的供电负载而不必再充电；并在整个放电期间蓄电池组的电压变化应保持在其额定电压的±12%范围内。

18.一般船舶，不论货船、液货船、集装箱船，还是客船和调查船，都优先采用交流电制。

19. 我国舰船规范优先推荐400HZ ，世界各国也向400HZ 靠拢。

我国工频50HZ20.第Ⅰ类负荷——连续使用类负荷第Ⅱ类负荷——短时或重复短时使用类负荷第Ⅲ类负荷——偶然短时使用类负荷21.一般情况下，第I 、Ⅱ类负荷总同时使用系数的取值范围为K0Ⅰ＝0.8～1.0K0Ⅱ＝0.3～1.022.考虑总同时使用系数K0I 和K0II ，并计电网损耗5％，计算各运行状态下负荷所需总功率PΣ。

一般发电机应有10％～20％的储备功率。

23.需要系数：用电设备实际所需要的功率与额定负载时所需的功率的比值式中： ——用电设备实际所需功率； ——用电设备额定功率。

24.供电电网——主发-主配、应发-应配、主配之间、主配-应配、岸电箱之间的电气连接网络。

配电网络——主配、应配到用电设备的电气连接网络。

☆25.整定值 时间 电流 SbC SN P K PSb P SN P区配电板和分配电板应有一定数量的备用路数，备用开关的电流定额应兼顾预期使用的开关电流整定值。

开关的整定值大小，应根据负载保护要求和系统保护的要求选定，例如容量大于0.5KW 和所有重要设备电动机，均要求设立独立的过载、短路保护等。

26.主电网———由主发电机通过主配电板供电的网络；应急电网———由应急发电机通过应急配电板供电的网络；临时应急电网———由蓄电池通过蓄电池充放电板用以传输、分配临时应急电能的网络；27.船舶电网的类型很多，基本结线方式:干线式、（环路干线式）、馈线式、混合式（干馈线混合式、分区混合式）环路式、网形式等目前采用较多的是混合式和环路式。

28.舵机和消防泵必须有两路独立电源供电线路。

29.16/125断路器，它的框架高为125，脱扣电流为16A，这按16A的保护性能对所控电路进行保护。

30.船用电缆可分为四类：船/舰用电力电缆——用于河海各种船舶的电力、照明用；船/舰用控制电缆——用于河海各种船舶一般控制之用；船/舰用通讯电缆——用于各种通信、电子计算机、信息处理设备中的信号传输和控制系统；船/舰用射频电缆－用于船舶无线电、雷达。

31.电缆的额定运行温度至少高于环境最高温度10℃31.线路压降电压降允许值：电力回路5%~10%照明回路3%~6%24V回路5%~10%32.会计算电压降33.船舶配电装置主要功能：1）接受发电机电能，通过主配电板对电能进行控制。

2）对船舶电力线路进行控制和保护。

3）对电气参数进行测量和显示（电压电流功率绝缘电阻等）。

4）对电气参数进行调整（电压、频率）。

5）对船舶电网及用电的工作状态进行监测和显示。

34.船用配电装置用途分类1）主配电板2）应急配电板3）蓄电池充放电板4）岸电箱5）区配电板6）分电箱7）电工试验板35.功率表上限应约为线路额定功率的120%。

36.指示灯红：危险或报警黄：注意绿;安全☆37.船舶主配电板，是将主发电机的控制、保护和临测以及配电等功能组合在一起的配电置。

（发电机控制屏、并车屏、负载屏及连接汇流排-母线）主要功能：接收主发和岸电供电；对主发控制和显示；供电；配电图纸依据“电力一次系统图”应急配电板，以控制、监测和保护应急发电机，并进行配电。

38.DW98-200/3 表示船用万能(框架)式断路器，额定电流为200A，3 极开关39.实现保护选择性有两个基本原则☑时间原则—时间原则是指以保护装置动作时限的不同，来保证选择性。

☑电流原则—电流原则可以依次整定各级继电保护装置的始动值来实现。

40.继电保护装置有四项基本要求1）选择性2）速动性3）灵敏性4）可靠性41.万能式自动空气断路器（ACB）也称框架式自动空气断路器装置式自动空气断路器（MCB）也称塑壳式自动空气断路器42.短路接通能力：当发生短路故障时，自动空气断路器能承受的最大短路电流值。

一般从几十千安到150千安短路分断能力：当发生短路故障时，自动空气断路器分断电流（或电弧）的能力。

一般从几十千安到100千安43.发电机有逆工率保护，电动机无逆功率保护44.舵机线路（主、控制线路都）不设置过载保护装置——保证舵机紧急时的可使用。

45.应急灯是一直亮着的46.暂态：励磁绕组的感应电流i ex继续衰减的过程称为暂态过程。

i ex衰减完后，短路便进入稳定状态。

励磁绕组感应电流衰减得比较慢，因为其等效电感较大，其时间常数称为暂态时间常数，用T d/表示。

次暂态：一般称阻尼绕着感应电流i da的衰减过程为次暂态过程。

阻尼绕组感应电流帅将得比较快，其速度取决于阻尼绕组的等效电感和电阻的比值，该比值称为次暂态时间常数T d//。

计算题：例：某万吨轮交流锚机（电动机的额定功率为30/30/22KW，380伏，62 /70 /93A）和艏货舱照明分配电箱（供1、2、3货舱工作灯用，共10只，每只400瓦，电压220伏，由主配电板上的照明汇流排供电）的馈线图，试选择这两路电缆的截面积。

1、锚机用电缆因锚机电动机的最大额定工作电流为93安，若采用船用丁苯—天然橡皮绝缘电缆则从附录中可选得电缆截面积=35毫米，电线为三芯最大允许电流为108安，大于工作电流，因而选择适宜。

下面再进行电压损失校验。

不同功率下的功率因数分别为：举例：某万吨级远洋货船的一个电力分电箱的供电系统图如图所示，电网额定电压为直流220V，计算主配电板至各电动机的电压降。

1、先求出干线负载电流，由于两台轻柴油分离器只使用一台2、求出干线和各支线的电压降。

当忽略温度修正时，K1=1。

3、主配电板至各电动机的电压降。