船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.電力系統(tǒng)基本參數(shù)：電制、額定電壓、額定頻率2.船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)：1.獨(dú)立系統(tǒng)，相對(duì)容量較小，易受影響； 2.輸電距離短，短路破壞大；3.船舶環(huán)境惡劣。3.利用系數(shù)：實(shí)際需要功率與配置功率之比；機(jī)械負(fù)荷系數(shù)：實(shí)際軸功率與最大軸功率之比；電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)：考慮半載或輕載工作；同時(shí)系數(shù)：考慮不同時(shí)工作。4.船舶應(yīng)急電源可采用應(yīng)急發(fā)電機(jī)（大應(yīng)急）和蓄電池組（小應(yīng)急），或者兩者都采用。1000總噸及以上貨船應(yīng)設(shè)應(yīng)急電源。500總噸及以上客船應(yīng)設(shè)應(yīng)急電源小應(yīng)急電源：應(yīng)連續(xù)供電30min。應(yīng)急發(fā)電機(jī)又稱為：大應(yīng)急電源。5.主配電板由發(fā)電機(jī)控制屏，并車屏，負(fù)載屏，母線四部分組成。 1）發(fā)電

2、機(jī)控制屏：控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和保護(hù)發(fā)電機(jī)組用。上部：各種測(cè)量儀表，中部：主開關(guān)、調(diào)速開關(guān)，下部：自動(dòng)裝置； 2）并車屏：發(fā)電機(jī)進(jìn)行并車、整步操作用。有同步表、同步燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、操縱按鈕、開關(guān)、自動(dòng)并車裝置。 3）負(fù)載屏：分配電能并控制、監(jiān)視、保護(hù)。包括：電力、照明屏。有空氣開關(guān)、電壓電流表、絕緣指示燈、兆歐表、岸電開關(guān)等。 4）母線：注意排列順序和顏色。順序：上中下、左中右、前中后；顏色：交流：綠黃紅、中線淺藍(lán)；直流：紅藍(lán)、中線：綠黃相間。6.應(yīng)急配電板用來控制、監(jiān)視應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，并向應(yīng)急電設(shè)備供電。注意：1.沒有并車屏和逆功繼電器；2.正常時(shí)，是主電網(wǎng)的一部分；應(yīng)急時(shí)，才單獨(dú)工作。7.蓄電池容

3、量單位： 安時(shí)（Ah）。 容量Q=電流I×時(shí)間t。 其中，電流為標(biāo)準(zhǔn)放電電流，即經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間使蓄電池放完電的電流。 標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間 酸、堿性不同： 1.酸性：固定為10小時(shí)（在25ºC下）； 2.堿性：通常為8小時(shí)。8.船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用分階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)（概念設(shè)計(jì)） 總體概貌，總體設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。技術(shù)設(shè)計(jì)（詳細(xì)設(shè)計(jì)）圖紙和資料被船檢局審查后作為施工設(shè)計(jì)的依據(jù)。施工設(shè)計(jì) （生產(chǎn)設(shè)計(jì)）船舶建造的設(shè)計(jì),生產(chǎn)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。9.一次圖是指包含有電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電設(shè)備以及主接線形式的圖，也叫電力系統(tǒng)一次接線圖 。圖中通常反映一次主接線形式，發(fā)電機(jī)、變壓器的臺(tái)數(shù)，接線形式，斷路器

4、、互感器、避雷器、熔斷器的配置。二次圖是指電力系統(tǒng)二次設(shè)備接線圖，主要指二次設(shè)備的測(cè)量、保護(hù)接線圖。10. 船舶專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) （三級(jí)） 國家標(biāo)準(zhǔn) GB 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CB 中國船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 船舶主管部門制定發(fā)布企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q 企業(yè)制定11.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 國際電工委員會(huì) IEC 國際海事組織 IMO （ABS）美國船級(jí)社 CCS中國船級(jí)社 IEEE 美國電氣與電子工程學(xué)會(huì)12. 防護(hù)標(biāo)志IP后面第一位數(shù)字表示防護(hù)固體異物侵入的等級(jí)，第二位數(shù)字表示防水液侵入的等級(jí)。13.電氣設(shè)備的尺寸和質(zhì)量 滿足尺寸小，質(zhì)量輕要求14.船舶電站特點(diǎn)：1）船舶電站

5、的容量較??；2）船舶電力系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣；3）電源與用電設(shè)備之間的距離很短，線路阻抗很小，因此短路電流很大。15.船舶運(yùn)行工況分類：1、 航行滿載全速航行狀態(tài)。2、 進(jìn)出港港內(nèi)低速航行或機(jī)動(dòng)狀態(tài)。3、 靠離碼頭一般考慮起錨和系纜狀態(tài)。（有時(shí)該工況與進(jìn)出港工況合并為進(jìn)出港工況）。4、 停泊停泊碼頭或系船無客、無貨狀態(tài)。5、 裝卸貨貨船、液貨船（油船、液化氣船和化學(xué)品船）或集裝箱船等裝貨、卸貨狀態(tài)。6、 作業(yè)調(diào)查船的海上作業(yè)、工程船舶的水上作業(yè)等。7、 應(yīng)急般考慮船舶失火狀態(tài)。16.一般規(guī)范都規(guī)定客船和 500 總噸以上的貨船均應(yīng)設(shè)有獨(dú)立的應(yīng)急電源。17.以蓄電池組作為應(yīng)急電源或臨時(shí)應(yīng)急電源，其容

6、量應(yīng)保證承載規(guī)定的供電負(fù)載而不必再充電；并在整個(gè)放電期間蓄電池組的電壓變化應(yīng)保持在其額定電壓的±12%范圍內(nèi)。18.一般船舶，不論貨船、液貨船、集裝箱船，還是客船和調(diào)查船，都優(yōu)先采用交流電制。19. 我國艦船規(guī)范優(yōu)先推薦400HZ，世界各國也向400HZ靠攏。 我國工頻50HZ20.第類負(fù)荷連續(xù)使用類負(fù)荷 第類負(fù)荷短時(shí)或重復(fù)短時(shí)使用類負(fù)荷 第類負(fù)荷偶然短時(shí)使用類負(fù)荷21.一般情況下，第I、類負(fù)荷總同時(shí)使用系數(shù)的取值范圍為 K00.81.0 K00.31.0 22.考慮總同時(shí)使用系數(shù)K0I和K0II，并計(jì)電網(wǎng)損耗5，計(jì)算各運(yùn)行狀態(tài)下負(fù)荷所需總功率P。 一般發(fā)電機(jī)應(yīng)有1020的儲(chǔ)備功率。

7、 23.需要系數(shù)：用電設(shè)備實(shí)際所需要的功率與額定負(fù)載時(shí)所需的功率的比值式中： 用電設(shè)備實(shí)際所需功率； 用電設(shè)備額定功率。24.供電電網(wǎng)主發(fā)-主配、應(yīng)發(fā)-應(yīng)配、主配之間、主配-應(yīng)配、岸電箱之間的電氣連接網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)主配、應(yīng)配到用電設(shè)備的電氣連接網(wǎng)絡(luò)。25.整定值 時(shí)間 電流區(qū)配電板和分配電板應(yīng)有一定數(shù)量的備用路數(shù)，備用開關(guān)的電流定額應(yīng)兼顧預(yù)期使用的開關(guān)電流整定值。開關(guān)的整定值大小，應(yīng)根據(jù)負(fù)載保護(hù)要求和系統(tǒng)保護(hù)的要求選定，例如容量大于0.5KW 和所有重要設(shè)備電動(dòng)機(jī)，均要求設(shè)立獨(dú)立的過載、短路保護(hù)等。26.主電網(wǎng)由主發(fā)電機(jī)通過主配電板供電的網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)急電網(wǎng)由應(yīng)急發(fā)電機(jī)通過應(yīng)急配電板供電的網(wǎng)絡(luò)；臨時(shí)

8、應(yīng)急電網(wǎng)由蓄電池通過蓄電池充放電板用以傳輸、分配臨時(shí)應(yīng)急電能的網(wǎng)絡(luò)；27.船舶電網(wǎng)的類型很多，基本結(jié)線方式:干線式、（環(huán)路干線式）、饋線式、混合式（干饋線混合式、分區(qū)混合式）環(huán)路式、網(wǎng)形式等目前采用較多的是混合式和環(huán)路式。28.舵機(jī)和消防泵必須有兩路獨(dú)立電源供電線路。29.16/125斷路器，它的框架高為125，脫扣電流為16A，這按16A的保護(hù)性能對(duì)所控電路進(jìn)行保護(hù)。30.船用電纜可分為四類： 船/艦用電力電纜用于河海各種船舶的電力、照明用； 船/艦用控制電纜用于河海各種船舶一般控制之用； 船/艦用通訊電纜用于各種通信、電子計(jì)算機(jī)、信息處理設(shè)備中的信號(hào)傳輸和控制系統(tǒng)；船/艦用射頻電纜用于船舶

9、無線電、雷達(dá)。31.電纜的額定運(yùn)行溫度至少高于環(huán)境最高溫度1031.線路壓降電壓降允許值： 電力回路 5%10% 照明回路 3%6% 24V回路 5%10% 32.會(huì)計(jì)算電壓降33.船舶配電裝置主要功能：1）接受發(fā)電機(jī)電能，通過主配電板對(duì)電能進(jìn)行控制。2）對(duì)船舶電力線路進(jìn)行控制和保護(hù)。3）對(duì)電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和顯示（電壓電流功率絕緣電阻等）。4）對(duì)電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整（電壓、頻率）。5）對(duì)船舶電網(wǎng)及用電的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和顯示。34.船用配電裝置用途分類1）主配電板2）應(yīng)急配電板3）蓄電池充放電板4）岸電箱5）區(qū)配電板6）分電箱7）電工試驗(yàn)板35.功率表上限應(yīng)約為線路額定功率的120%。36.指示燈

10、 紅：危險(xiǎn)或報(bào)警 黃：注意 綠;安全37.船舶主配電板，是將主發(fā)電機(jī)的控制、保護(hù)和臨測(cè)以及配電等功能組合在一起的配電置。（發(fā)電機(jī)控制屏、并車屏、負(fù)載屏及連接匯流排-母線）主要功能：接收主發(fā)和岸電供電；對(duì)主發(fā)控制和顯示；供電；配電圖紙依據(jù)“電力一次系統(tǒng)圖”應(yīng)急配電板，以控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)應(yīng)急發(fā)電機(jī)，并進(jìn)行配電。38.DW98-200/3 表示船用萬能(框架)式斷路器，額定電流為200A，3 極開關(guān)39.實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性有兩個(gè)基本原則þ 時(shí)間原則時(shí)間原則是指以保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的不同，來保證選擇性。 þ 電流原則電流原則可以依次整定各級(jí)繼電保護(hù)裝置的始動(dòng)值來實(shí)現(xiàn)。40.繼電保護(hù)裝置有

11、四項(xiàng)基本要求1）選擇性2）速動(dòng)性 3）靈敏性4）可靠性41.萬能式自動(dòng)空氣斷路器（ACB）也稱框架式自動(dòng)空氣斷路器 裝置式自動(dòng)空氣斷路器（MCB）也稱塑殼式自動(dòng)空氣斷路器42.短路接通能力 ：當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)空氣斷路器能承受的最大短路電流值。一般從幾十千安到150千安 短路分?jǐn)嗄芰?：當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，自動(dòng)空氣斷路器分?jǐn)嚯娏鳎ɑ螂娀。┑哪芰ΑＲ话銖膸资О驳?00千安 43.發(fā)電機(jī)有逆工率保護(hù)，電動(dòng)機(jī)無逆功率保護(hù)44.舵機(jī)線路（主、控制線路都）不設(shè)置過載保護(hù)裝置 保證舵機(jī)緊急時(shí)的可使用。45.應(yīng)急燈是一直亮著的46.暫態(tài)：勵(lì)磁繞組的感應(yīng)電流iex繼續(xù)衰減的過程稱為暫態(tài)過程。iex衰減完后

12、，短路便進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。勵(lì)磁繞組感應(yīng)電流衰減得比較慢，因?yàn)槠涞刃щ姼休^大，其時(shí)間常數(shù)稱為暫態(tài)時(shí)間常數(shù)，用Td/表示。次暫態(tài)：一般稱阻尼繞著感應(yīng)電流ida的衰減過程為次暫態(tài)過程。阻尼繞組感應(yīng)電流帥將得比較快，其速度取決于阻尼繞組的等效電感和電阻的比值，該比值稱為次暫態(tài)時(shí)間常數(shù)Td/。計(jì)算題：例：某萬噸輪交流錨機(jī)（電動(dòng)機(jī)的額定功率為30/30/22KW，380伏，62 /70 /93A）和艏貨艙照明分配電箱（供1、2、3貨艙工作燈用，共10只，每只400瓦，電壓220伏，由主配電板上的照明匯流排供電）的饋線圖，試選擇這兩路電纜的截面積。 1、錨機(jī)用電纜 因錨機(jī)電動(dòng)機(jī)的最大額定工作電流為93安，若采用船用丁苯天然橡皮絕緣電纜則從附錄中可選得電纜截面積=35毫米