船舶电力系统的组成 PPT

电源装置——电能产生（发电） 配电装置——电能分配（配电） 电力网——电能传输（输电） 负载——电能消耗（用电）
按照一定方式连 接的整体
配电装置
船
舶
电
负载
力 系
电源装置
电力网
统
电源装置
简
图
ABB
1）船舶电力系统的组成
电源装置：
将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。 船舶电源主要是指发电机和蓄电池。
上海海事大学电气系刘以建制作
第十二章船舶电力系统的组成
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
船舶电力系统 船舶电源 船舶配电装置 船舶电力网 船舶电力系统的继电保护 船舶轴带发电机系统 船舶中压电力系统
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第十二章船舶电力系统的组成
1.1 概述 1.1.1 船舶电力系统的组成及特点 1)船舶电力系统的组成
电站容量相比陆上要小得多。
单机容量一般不超过1000KW，装机总功率不超过 5000KW.
（船小于10万吨） 第四代集装箱船大大超过5000kw 中海850（8500箱） 14.6兆瓦
发电机类型
船舶发电机的原动机多为柴油机：起动快、机动性强
船舶电力系统的特点
配电装置特点：
船舶电网电压低、输电距离短，故障时冲击电流 大，要求有完善的保护系统
急消防泵、自动喷水泵、应急舱底泵及其电动遥 控设备、应急时使用的舵机等。 *不同种类、吨位的船舶，其应急发电机供电的电 气设备范围也略有不同。
2.船舶电源的分类
2.1两个大分类： 1、发电机组 2、蓄电池 *燃料电池（未成熟）
2.2同步发电机组： 由柴油机等作为原动机进行拖动发电的
负—载—全船所有用电设备。
动力系统（各类电动机，三相380伏）
甲板机械：锚机 、舵机、起货机、绞缆机、舷梯起吊机等 机舱机械：为主机、副机、锅炉服务各类的辅机（各种泵）
冷库、舱室空调等制冷设备
照明系统（220伏）
照明电器（舱室、生活场所的各类照明灯具） 生活用电器 电航仪器设备
1） 船舶电力系统的特点 （与陆上电力系统相比较）
主电源---柴油发电机组 2-4台 应急电源—应急柴油发电机 1台 小应急电源—蓄电池
配电装置： 对电源和用电设备进行保护、监测、分
配、转换、控制的装置。
构成：
主配电屏（发电机控制屏、并车屏） 应急配电屏 负荷屏（照明、动力分配屏） 蓄电池充放电屏
船舶电力—网—全船电缆电线的总称
分类： 动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和 弱电电网等。 形式：三相绝缘系统 电缆用多股软线：防火、防油、防机械冲击
发电机容量及台数确定的原则
船舶的运行工况 航行工况 （货轮的全速满载航行时间约占船舶运行周期的
41％，油轮占64％） 进出港工况 （船舶进出港低速航行、靠离码头等机动时间约
占运行周期的1％） 离靠码头状态（起锚到主机起动为止的整个备航阶段）
装卸货工况 （货轮装卸所载货物期间约占运行周期的18％， 油轮占7％）
6KV
1.3 发电机容量及台数确定的原则
*船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，
并保证船舶的安全性和经济性而确定的。
*船舶电站容量既不等于全船所有用电设备的标称电功率的 总和，也不等于船舶某一运行工况下所用全部用电设备 标称电功率的总和。
* 总功率是通过船舶在各种运行工作情况下的电力负荷计 算来确定的。并考虑到电网损耗、同时系数等，最后才 能确定发电机组的功率和数量。
船舶电力系统的负载特点：
单负载（电动机）功率大，容易造成电网电压频率的波动。
供配电的方式特点：
根据负荷需要投入相应台数的发电机组 正常航行时：1台 进出港、风浪、装卸货： 2台
1.2 船舶电力系统的基本参数
电流种类（电制）、额定电压、额定频率
电流种类(电制)
直流电制 交流电制 （工作量小）
电动机和电器工作的可靠性 电气设备重量、尺寸、价格的比较 船舶机械电力拖动需要的特性的保证 线制：三相三线，中性点不接地
停泊工况 （货轮的无装卸作业停泊时间约占运行周期的 40％，油轮占28％）
应急工况 （发生进水、火灾等海损引起主发电机失效而启 用应急发电机的工况)
发电机容量及台数确定的原则
确定电站容量的基本原则
电站容量应能满足船舶在各种运行况下的用电量，并有 适当的裕量，确保连续可靠的供电。但从经济性考虑，冗余 功率又不能太大。
一般设置2至3台(包括备用机组)同型号、同容量的机组， 最多为4台。
有些船舶在无作业停泊期间用电量少，常设一台小容量 的系泊发电机。
总之：
船舶电站的实际容量和数量的选择综合考虑了船舶发动机 的利用系数、负荷系数、同时性系数等因素。
1.4 应急发电机容量的确定
目的和原则
规范都规定客船和500总吨以上的货船应设有独立的应 急电源。(发电机\蓄电池组)
主电源供电失效时向重要负载提供电能
应急发电机应该具有独立的冷却装置和燃油供给单元， 并设有满足规则要求的起动装置。
起动并供电的最长时间不得超过45S。 应急发电机的容量应确保海上人命安全公约(SOLAS)和
主管机关有关规定的供电范围和供电时间
应急发电机容量的确定
容量确定
*确定应急发电机的容量通常基于下述设备所需的 电功率，即：航行灯、信号灯、应急照明设备、应 急报警和信号装置、火灾探测和报警装置及防火门 的固定和释放系统;应急时所需的船内通信设备、应
发电机组容量和数量的选择原则
*单机组容量以最高负荷率为80％来确定为宜 *船舶电站必须有备用机组，其容量要能满足船舶各运行 工况的用电需求
确定单机组容量和机组数量时，要考虑各机组的使用寿 命应与主机寿命相当
发电机容量及台数确定的原则
方法：
若以高效率经济运行为原则，针对电站容量和各工况的 用电量及其相对运行周期等具体情况，可选择：小功率多 机组、大功率少机组、不同功率的机组。
船舶电力系统的基本参数
额定电压、频率等级
额定电压、频率关系到电气设备的重量、体积。 与本国陆上电制参数一致，使船舶电气设备具有通用性。
*例如美国和日本采用450V、60Hz的电制， *我国和前苏联等均采用400V、50Hz的电制。
额定频率：我国采用50Hz，欧美采用60Hz。 船舶电网：中、低压。 我 国 ： 2 4 V、110V、220V、380V、1KV、3KV、