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电力推进在船舶上的应用及系统设计研究 (1)

SHIP ENGINEERING 船舶工程

V ol.33 Supplement 2 2011 总第33卷，2011年增刊2电力推进在船舶上的应用及系统设计研究

谢家纯

（上海船舶研究设计院，上海 200031）

摘要：简要地回顾了电力推进在船舶上应用的发展历程，并与常规柴油机机械推进进行对比.

概括介绍电力推进在各类船舶上的应用情况，并从系统设计角度提出船舶电力推进系统在一般设计时需要考虑或关注的主要事项，包括电力推进器的配置、电力推进方式的选择、电站、电制及功率管理、谐波控制、电力推进系统的操纵和有关系统的接口等方面.

关键词：船舶；电力推进；推进装置；推进方式；系统设计

中图分类号：U662.2 文献标志码：A 文章编号：1000-6982 (2011) Z2-0061-04

Research on the Application of Electric Propulsion on

Ships and Relevant System Design

XIE Jia-chun

(Shanghai Merchant Ship Design & Research Institute, Shanghai 200031, China)

Abstract: The paper briefly reviews the development history of electric propulsion application on ships and compares the electric propulsion system with general machinery propulsion systems. After introducing the general application cases on many kinds of ships, some main items from system-design viewpoint are put forward, which should be thought of or paid attention to during the design time of the usual ship electric propulsion system, including the configure of propulsion installation, choice of propulsion mode, power station, voltage, power management system, THC control, maneuvering system and the interfaces with other system etc.

Key words: ship; electric propulsion; propulsion installation; propulsion mode; system design

相比到2007年，全球航运指数不断在攀高，催生的散货船市场的井喷，2008年金融危机的全面爆发，全球的航运业、造船业瞬间受到了极大的负面影响，犹如从波峰直跌到波谷.2009年第一季度全球范围内的新接造船订单量急剧下滑到零，并且很多在造船只也面临着推迟接船和弃船的风险.这次金融危机潜伏之深，影响之大，堪比上世纪30年代的全球性经济危机.可以预见，在未来3~5年，甚至更长时间内，船舶行业将处于调整和振兴期.在此背景下，业内群呼向海工进军.海工即海洋工程随即凸显为业内的一个新的被关注的焦点和热点.伴随着海洋工程的发展，电力推进（系统）将更多的再被提及并将被推广应用在越来越多的船舶上.1 电力推进在船舶上应用的发展历程

谈及电力推进在船舶上的应用，最早可以追溯到1860年.世界上第一艘以蓄电池为动力，电动机直接驱动的电力推进潜水艇投入使用.

进入20世纪，大部分潜水艇都采用电力推进方式.潜水艇在水面航行时，由“柴油机-发电机”组给蓄电池充电，并向电动机供电驱动船舶；在水下航行时，由蓄电池供电电动机以驱动船舶.核潜艇则采用原子能发电，电动机驱动的推进方式.

20世纪20年代，美国建造的航母等水面战舰，也采用“汽轮机-发电机-电动机”的电力推进系统.

二战期间，更有很多艘战舰和运输舰采用“柴油机-发电机-电动机”的电力推进系统.

此后，在破冰船、科学考察船及其他特殊用途

收稿日期：2010-09-29；修回日期：2010-12-08

作者简介：谢家纯（1979-），男，工程师，主要从事船舶电气设计工作.

船舶动力装置和辅助机械

船舶上，也陆续装备了电力推进系统.在此期间的船舶电力推进系统一般采用Ward-Leonard直流调速系统，即G-M系统.

20世纪70年代，应用电力电子技术的晶闸管变流装置取代了Ward-Leonard调速装置，成为电力推进系统的主要调速方式.

20世纪80年代以来，随着电力电子技术的不断进步，采用可关断半导体开关的交流调速系统，逐步取代晶闸管直流调速系统，以至发展成为目前船舶电力推进系统的主要调速方式.

20世纪90年代开始采用的“交-交变频器供电+同步电动机驱动”的交流调速方式，是在20世纪80年代采用“交-直-交变频器供电+感应电动机或同步电动机驱动”的交流调速方式的基础上，更多选择的向前发展.

当前，电力推进在船舶上的应用形式，已发展到全方位推进，甚至是吊舱式全方位推进.

2 电力推进与常规柴油机机械推进的比较

伴随着电力推进在船舶上的应用至今已有一百多年的发展历程中，主流的船舶动力系统，也随着技术的进步，从蒸汽动力装置、汽轮机动力装置已发展到目前的以柴油机动力装置即柴油机机械推进为主要的推进形式.

本文提到的电力推进主要是指柴油电力推进，即由柴油机发电后，通过电站供电变流装置驱动电动机，以带动螺旋桨来实现船舶推进.和常规柴油机机械推进相比，电力推进具有如下优点[1]：

1）经济性好

多台中速柴油机用于发电，可根据用电负荷选择发电机运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性.根据某知名公司统计，同功率的船，采用电力推进要比内燃机推进耗油减少10%左右，航速可提高0.5kn.

2）操纵性好

推进电机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性.

3）安全性好

柴油机推进的船舶，一旦主机重要部件或舵机、机械出现故障往往导致瘫船.而电力推进使用多台原动机，个别机组故障不致丧失动力.电力推进系统多采用两套以上互为备用.

4）节省空间

传统船舶轴系长度往往占到船长的40%左右，电力推进的船舶省却了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布置，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间.

5）噪音低

采用电力推进后，主要振动源——发动机安装在弹性底座上，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，提高了船员和乘客舒适程度.这对客轮十分重要.

6）有利于船舶控制环境污染

对同一功率船舶而言，电力推进中的中速柴油机可以始终在最佳工作区工作，燃油燃烧质量好，燃烧产物中的NO X含量少.

3 电力推进在船舶上的应用概况

当前电力推进和常规柴油机机械推进形式并存，主要从经济性和使用功效上在不同船型上体现.比如以散货船、油船和集装箱船为代表的运输船的运行模式，相对来说比较平稳，即在船舶寿命周期内的大部分时间里，其推进功率近似为恒定值，其使用电力推进系统并不能带来什么经济效益，相反从设备配置上还增加了成本，所以这些运输船还基本沿用了传统的或常规的柴油机机械推进.对一些有多种运行模式或有特殊作业要求的船舶，比如需要有足够大的功率进行其它操作（控位等）、高机动性、高冗余度、低噪声以及低振动等，采用电力推进系统就比较合适.

3.1 邮轮和渡轮

客轮使用电力推进，是基于客轮通常对船上舒适性有非常高的要求，如船体不能有太大的噪声和振动等.另外可靠性和可用性对确保客轮和乘客的安全非常重要.使用（吊舱式）电力推进显著提高客轮机动性和降低燃料费用，并且能够将船舶的推进效率提高近10%.

客轮使用电力推进，也体现人们对于环境问题的日益更加关注.进一步减少（碳氧、氮氧和硫氧化物）排放、减少燃油泄露并减免锚泊对珊瑚礁等自然生态的旅游资源的破坏等.

3.2 钻井装置、采油船和油轮

随着人们向深海区域钻探和开采石油，动力定位或推进器辅助定位锚泊技术在钻井装置（船舶）和采油船上得到应用.而用于控位（即动力定位操纵）的推进器通常也是用于船舶行驶操作和机动操作的主推进系统的一个组成部分（包括全部推进装置或指定部分推进装置）.这类船舶一般采用同一电站，供电电力推进、动力定位、钻井、采油及生活

谢家纯，电力推进在船舶上的应用及系统设计研究

设施等负荷，从而保证操作灵活、能源效率高、可用性强.

穿梭油轮主要用于将石油从海上设施（平台、FPSO等）运输到岸上石油加工或转运码头.穿梭油轮一般都配备了动力定位系统，以保障在不同环境条件下，能够将船身准确地保持在某个固定位置即控位，进行装卸油.相应地，这些穿梭油轮，一般也都同时装备了电力推进系统.

3.3 海上工程支援船和海上施工船

以动力定位作为主要操作模式的船舶，如潜水支援船、起重船以及管道敷设船等，很早就开始采用电力推进系统.

对于多操作模式的船舶来说，与采用传统机械式推进系统相比，采用柴油电力推进系统可显著减少船舶的燃油消耗和废物排放.据船主报告，采用柴油电力推进系统每年可节省燃油消耗约30%~40%.

3.4 挖泥船和施工船

以挖泥船、施工船和风车安装船为代表的浅水作业船舶中，电力推进系统和控位系统也得到应用.

在对船舶机动性和燃油效率要求比较高以及需要经常改变工作地点的应用场合，十分适宜采用电力推进系统.

3.5 快艇和休闲艇

对快艇和休闲艇类小而专的船舶来说，舒适性和环境友好性是最重要的设计准则，高效率、低振动、低噪声的电力推进系统在这类船舶中日益普及.

3.6 破冰船和冰区航行船

破冰船和冰区航行船的推进负荷随时可能发生急剧变化，因此破冰船和冰区航行船的推进系统必须具有非常好的动力性能，以免发生过载或出现意外.自从上世纪80年代开始，绝大部分新建破冰船和冰区航行船都采用了电力推进系统.

3.7 军用舰艇

在潜艇上，由柴油机发电和蓄电池储能设备、燃料电池或核电站等提供动力的电力推进系统也已得到应用.

从概念上讲，军用舰艇与商用船舶的电力推进系统并没有太大的区别，但由于军用舰艇对电力推进系统可用性和冗余性的要求通常更加严格，应用于二者的解决方案定会有所不同.另外，电力推进装置主要部件（变频器）在军用舰艇上使用的必要前提就是必须具有很好的抗冲击性能和低噪声特征.

3.8 科学考察船

地质考察船、海洋考察船、渔业考察船等都对水下噪声有非常严格的要求，其允许噪声通常比其它船舶的正常噪声低几十分贝.

这些船舶降低水下噪声的常用措施包括采用直流电机直接推进以及采用特殊措施对振动和转矩波动进行过滤和消减等.

通过使用先进的变频器和噪声过滤技术，目前交流电机也已能够用于这种对水下噪声要求非常严格的场合，并在实际船舶设计中得到了应用.

3.9 其他类船

关于在其他类新船种中使用电力推进系统，人们一直都在积极地进行探索和评估.由于采用电力推进系统会增加投资成本，目前尚未在液化天然气、化学品运输船、滚装船、集装箱船及渔船等一些主要船种中投入应用.然而，即使是船舶设计标准和操作标准发生微小改变，如降低燃油费用、减少排放、出台新管理规定以及降低设备成本等，都有可能极大地推动电力推进技术在新领域中的应用.

4 当前的几类船舶电力推进方式

20世纪70年代以前，主要采用直流电力推进方式，充分应用直流电机转速调整范围宽广和平滑、过载起动和制动转矩大、逆转运行特性好的特点.而交流电机尽管具有输出功率大、极限转速高、结构简单、成本低、体积小、运行可靠等优点，但限于当时的技术限制，调速困难，应用较少.

随现代控制理论和数字控制、直接转矩控制、矢量控制等电力电子技术的发展，交流调速系统的性能已经可以与直流调速系统相媲美.交流电力推进方式的应用，已经成为船舶电力推进发展的主流，呈现出蓬勃发展的态势.水面船只，交流电力推进占主导地位，所选用的交流电动机，以交流异步电机、交流同步电机、永磁同步电机等形式并存.只有潜艇，仍是直流推进占主导地位.

当前，船舶上应用的电力推进方式多种多样，但归纳起来基本可分为五类[2]：1）可控硅整流器+直流电动机；2）可调螺距螺旋桨+交流异步电动机；3）电流型变频器+交流同步电动机；4）交-交变频器+交流同步电动机；5）电压型变频器+交流异步电动机.

5 电力推进系统的一般设计

5.1 电力推进装置（器）的配置

根据船体外形、尺寸、重量及不同工况下航速等综合因素决定对推进功率的要求，配置合适功率和数量的电力推进器（装置）.电力推进装置主要有轴系推进、全方位Z型推进、吊舱式推进等3种形

船舶动力装置和辅助机械

式[3].具体选用哪种形式装置还要结合船体线型（做船模性能试验）、结构（强度）和安装位置（考虑各舱的分布）等来进行.

5.2 电力推进方式的选择

根据船舶类型选择较为合适的电力推进方式（见第4部分）.选择电力推进方式时，主要关注价格、功率范围、推进效率、起动电流、起动转矩、动态响应、转矩波动、功率因数、功率损耗、谐波等指标.

5.3 电站、电制及功率管理

电力推进船的电站一般是综合电站，即为包括电力推进装置在内的全船用电设备的公用电站.电站容量取决于船舶在电力推进和控位等各工况下最大的负荷需求.一般大功率电力电子器件，如变压器、变频器等，其发热功率也会较大，在做容量估算时需注意考虑进去[4].

电力推进船的电站容量一般都比较大，当电站容量大到系统短路电流值超过低压保护电器的最大分断能力时，以“发电机+主配电板+大功率传动装置+电力推进装置”为主要构成形式的电力推进系统就必须改采用中压电制，而船上其他一般配电系统仍可采用低压电制.这种“综合电站+区别配电电制”的形式在电力推进船舶中较为常见.

电力推进船的电站功率管理，除一般船的自动电站功能外，另外附加了“推进功率限制”功能[5]，即在电站（发电机）过载时，降低推进电机的输出功率，从而既保护发电机不过载，又保证了船上设备的正常运行.

5.4 谐波控制

电力推进系统大都采用了非线性特性的大功率电力电子元器件，难免对电站带来谐波的污染.谐波即畸变的正弦电压、电流波形，将会导致：增大功率耗散加速电力设备绝缘材料的老化；增大电子设备负荷电流，致使电子设备过热和功能失常；产生电磁干扰，影响监测和保护装置正常功能等.所以相关规范中对限制船用电网的谐波畸变也作了具体的规定或要求.

进行系统设计时，必须对各工况下的谐波畸变进行分析、计算和评估，采取适当措施，如提高配置：增加脉波数和滤波器或改用有源前端AFE[6]变频器、调节发电机和电源变压器的阻抗等，来限制电压（谐波）畸变，从而确保设备在整个寿命周期内不会出现功能故障.必要时另外配有纯净电源向无线电等“娇贵”用电设备供电.

5.5 电力推进系统的操纵及与有关系统的接口[5]

电力推进系统的操纵符合一般机动船的操纵功能要求，在驾驶室、集控室和机旁的三个操纵位置，分别在取得操纵权（或应急）的情况下，能各自实现对船舶推进的基本操作，包括电力推进器的起停和速度控制.如果是全回转的推进器，在各操纵位置还能同时具有推进方向的控制.一般各操纵位置会有电站容量的信息，以方便船员对电力推进系统的操纵.

一般电力推进船的电力推进系统会和动力定位、自动舵和监测报警等系统具有控制信号接口.在操船模式设为动力定位选项时，电力推进器统一由动力定位系统来操纵，当然这时紧急停止的操作功能在电力推进系统的各操纵位置还继续保留.对于全回转电力推进系统，在船舶选择自动航行时，自动舵会控制电力推进器的推进方向.电力推进系统涉及到的所有设备的运行状态及有关报警信号将被集中送到监测报警系统，以得到实时监测.

5.6 其他等事项

有关规范或标准对中（高）压电气系统及电力推进装置的要求、中压电缆及变频设备用电缆的选用、电站选用的发电机品牌和各参数尽量一致，至少保证调速器和执行器一致[4]、必要时对全船电力系统进行仿真分析等等.

6 结束语

电力推进在船舶上的应用，是一个综合多个专业和多门学科知识的复杂的系统工程.不但历史已久，而且随着每次科学技术进步都得到迅猛发展.在倡导低碳环保和科学发展提高能效理念的今天，必将被更加高度重视，得到新一轮的大发展.

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大型船舶电站系统的组成及应用设计

模块七船舶电站教学目标： 1、具备根据图纸说明书等资料看懂电站各电力系统的组成、制定维护计划能力。 2、具备船舶电力系统操作、故障分析、故障判断和排除的能力。第一单元船舶电力系统一、船舶电力系统的组成船舶电力系统是指由一个或几个在统一监控之下运行的船舶电源及与之相连接的船舶电网组成并向负载供电的整体。换句话说，船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载按照一定方式连接的整体，是船舶上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。其电力系统单线图如图7—1所示。 1．船舶电源装置电源装置是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。船舶常用的电源装置是发电机组和蓄电池组。 2船舶配电装置配电装置是对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护、分配、转换、控制和检测的装置。根据供电范围和对象的不同，它可分为主配电板、应急配电板、动力分配电板、照明分配电板和蓄电池充放电板等。 3船舶电力网它是全船电缆和电线的总称。其作用是将各种电源与各种负载接一定关系连

接起来。船舶电力网根据其所连接负载的性质，可分为动力电网、照明电网、应急电网和小应急电网等。 4负载船舶电力负载即用电设备，按系统大体可分为以下几类： (1)动力装置用辅机：为主机和主锅炉等服务的辅机，如滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等。 (2)甲板机械：包括锚机、绞缆机、舵机、起货机、舷梯机和起艇机等。 (3)舱室辅机：包括生活用水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等。 (4)机修机械：包括车床、钻床、电焊机和盘车机等。 (5)冷藏通风：包括空调装置、伙食冷库等用的辅机和通风机等。 (6)厨房设备：包括电灶、电烤炉等厨房机械用辅机和电茶炉等。（7）照明设备：包括机舱照明、住舱照明、甲板照明等照明设备和航行灯、信号灯以及电风扇等。（8）弱电设备：包括无线电通信、导航和船内通信设备等。（9）自动化设备及其他：例如，自动化装置、蓄电池充放电设备、冷藏集装箱和艏侧推装置、电力推进船舶或特种工程船舶使用的推进电动机、生产机械和专用设备等。由上述不难看出，船舶电力系统的核心（电站）主要是主发电机和主配电板。这是因为船舶主发电机的控制和监测等功能均由主配电板完成的，这是船舶电站的特征之一。因为船舶配电的主要功能也是由主配电完成的，所以主配电板是电力系统的主要组成部分，是保证供电质量的关键。配电装置与电力网是密切相连的，其主要任务是根据各用电设备（负载）的性质和容量便是的选择供电方式、电缆和开关。电力系统必须合理选择保护装置，对电源（发电机）和用电设备（负载）加以保护，提高电力系统的供电连续性。二、船舶电力系统的基本参数船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。选择合适的电气参数，可以保证船舶电力系统的可靠性和稳定性。

大型船舶电力系统设计论文

摘要：为了保证船舶电力系统的供电连续性，及最大可能的缩短船舶停电时间，在分析了船舶电力系统故障特点的基础上阐述了基于继电保护信息的船舶电力系统故障诊断专家系统的设计)根据故障现象的不同将整个诊断系统划分为输电线路诊断和其他设备诊断两个模快)在知识表示上根据船舶电力系统的特点采用了框架与产生式相结合的方式，同时为了处理故障识别过程中的不确定问题，引入了模糊规则)本系统在对哈尔滨工程大学的船舶电力系统仿真装置诊断时，能够正确、快速的得出诊断结论)因此这种船舶电力系统的故障诊断方法是行之有效和值得推广的一．船舶电力系统的组成 1.1船舶电力系统的组成及特点 1）船舶电力系统的组成船舶电力系统是由电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连续的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称。其单线图如图1所示。

（1）电源装置。将机械能、化学能等能源转化为电能的装置。船舶电源主要是指发电机和蓄电池。（2）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。（3）船舶电力网。是全船电缆电线的总称，也是电能的产生者（各种电源）和电能的消耗者（各类用电设备）的中间传递环节。船舶电力网根据其所连接的负载性质和类别可以动力电网、照明电网、应急电网、低压电网和弱电电网等。（4）负载。即用电设备。船舶负载有：甲板机械、船舶舵机、动力装置用辅机（为主机和主锅炉等服务的辅机，如主机滑油泵、海水冷却泵、淡水冷却泵和鼓风机等）、舱室辅机（生活水泵、消防泵、舱底泵以及为辅锅炉服务的辅机等）、电力推进装置（主电力推进装置、首尾侧推装置等）、机修机械（车床、钻床、电焊机等）、冷藏通风（冷藏集装箱、空调装置、伙食冷库和通风机等）、照明装置、船舶通信导航设备（无线电通信设备、导航和船内通信设备）等。 2）船舶电力系统的特点根据船用负载的特点，船舶电力系统的电站容量、连接方式、电压等级、配电装置等与陆上电力系统有着很大的差别。从驱动发电机的原动机形式分类，船舶发电机组有柴油发电机组、蒸汽发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组等。船舶电站的单机容量一般不超过1000kw，装机总功率也不超过5000kw，相比陆上要小的多。船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶安全运行。船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。短路电流所产生的电磁机械应力和热效应应易使开关、汇流排等设备遭受损伤和破坏。因此，船舶输电电缆采用沿舱壁或舱顶走线，电缆的分支和转接均在配电板(箱)或专设的分线盒内完成，不允许外部有连接点。 1.2船舶电力系统的基本参数船舶电力系统的基本参数是指电流种类（电制）、额定电压和额定频率的等级。

船舶电力推进系统优势

船舶电力推进系统优势随着国际海事组织在船舶排放方面制定越来越严格的标准，加上石油资源逐渐耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，绿色环保的电力推进系统将成为未来船舶动力发展的方向。国外已经开发了多种类型电力推进系统，并在多型船舶上应用。我国在此领域的研究则刚刚起步，应加速对相关技术的研究和开发应用，积极参与到这一领域的国际竞争，在市场上占有一席之地。 “与传统的船舶动力系统相比，电力推进系统具有调速范围广、驱动力大、易于正反转、体积小、布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。电力推进作为船舶的新型推进动力，世界各国都在进行深入的研究” 中国工程院院土、中国船舶轮机专家闻雪友表示，作为船舶主动力系统的电力推进系统，由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护，正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。目前，发达国家新造船舶的30％已采用电力推进系统。船舶电力推进新技术的研发及应用，将大大减轻船舶污染和海洋环境污染，充分体现了“绿色航运”和“绿色船舶”的环保节能理念，这将是今后船舶动力领域的一个发展方向。 “相对于传统的柴油机推进系统，电力推进系统可谓优势多多。”据上海海事大学教授汤天浩介绍，一是电力推进具有良好的经济性。在一艘船上多台中速柴油机用于发电，可根据用电负荷选择发电机运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。与同功率的船舶相比，采用电力推进要比内燃机推进耗油减少10%左右，减少船体阻力5％-10％，提高运输效率15％，航速可提高0.5节。二是电力推进系统操纵性好。采用电力推进系统后，操纵控制方便，起动加速性好，制动快，正反车速度切换快，可推进电机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。二是电力推进系统具有良好的安全性。对于柴油机推进的船舶来说，一旦主机重要部件或舵机、轴系出现故障往往导致瘫船。而电力推进则使用多台原动机，个别机组故障不致丧失动力。电力推进系统多采用两套以上互为备用，同步电动机定子有两组相互独立的绕组，一组出了故障仍可减载运行。四是电力推进系统节省空间。采用传统推进系统的船舶轴系长度往往占到船长的40％左右，采用电力推进系统的船舶省去了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布局结构，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。五是电力推进系统噪音低。采用电力推进后，主要振动源——发动机安装在弹性底座上，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，工作区整洁，提高了乘船的舒适程度。六是采用电力推进系统有利于船舶控制环境污染，降低排放。对同一功率船舶而言，电力推进中的中速柴油机可以始终在最佳工作区工作，燃油燃烧质量好，燃烧产物中的氮氧化物含量少，减少了废气排放，使机舱内空气新鲜，环境质量得到改善。

电力系统及其自动化毕业论文

东北电力学院毕业设计论文 220kV变电所电气部分一次系统设计设计计算书专业：电力系统及其自动化姓名：学校：东北电力学院

设计计算书短路电流计算 1、计算电路图和等值电路图 TS900/296-32QFS300-2 SSP-360/220 SSPSL-240/220 100KM 150KM I II III III I II 230KV 115KV KV KV d1 d2 d3 X1 X4X2X3X7X8X9X10 X5X6X11X12X13X14 X15 X19 X20X16X17X18 X22 X23 d1 d2 d3 230KV 10.5KV 115KV X21X24 系统阻抗标幺值：设：SJ=100MVA X1=X2=X3=0.2 X4=X5=X6=(Ud／100 )*(S j/S e)=(14.1/100)*(100/240)=0.59 X7=X8=X9=X10=X d*”*(S j/S e)=0.167*(100/300/0.85)=0.0473 X7=X8=X9=X10= ( Ud% / 100 )*(S j/S e)=(14.6/100)*(100/360) =0.0406 X15=X16=X* S j / U p2= 0.4*150*( 100 / 2302) = 0.1134 X17=X18=X* S j / U p2= 0.4*100*( 100 / 2302) = 0.0756

根据主变的选择SFPSLO-240000型变压器，可查出： U dI-II % =14.6、U dI-III % =6.2、U dII-III % =9.84 X 19=X 22=1/200*( U dI-II %+ U dI-III %- U dII-III %)*(S j /S e ) =1/200*(14.6+6.2-9.84)*(100/240)=0.0228 X 20=X 23=1/200*( U dI-II %+ U dII-III %- U dI-III %)*(S j /S e ) =1/200*(14.6+9.84-6.2)*(100/240)=0.0379 X 20=X 23=1/200*( U dI-III %+ U dII-III %- U dI-II %)*(S j /S e ) =1/200*(6.2+9.84-14.6)*(100/240)=0.003 (1)、d 1点短路电流的计算： d1 X28 X26X27 X25X29 X30 d1 230KV 230KV X 25=（X 1+X 4）/3=0.0863 X 26=（X 7+X 11）/4=0.02198 X 27=X 15/2=0.0567 X 28=X 17/2=0.0378 X 29=X 25+ X 27=0.143 X 30=X 26+ X 28=0.05978 用个别法求短路电流 ① 水电厂 S –1: X jss –1= X 29*( S N ∑1/ S j )=0.143 * ( 3*200/0.875/100 ) = 0.98

船舶电力推进系统优势多多

船舶电力推进系统优势多多随着国际海事组织在船舶排放方面制定越来越严格的标准，加上石油资源逐渐耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，绿色环保的电力推进系统将成为未来船舶动力发展的方向。国外已经开发了多种类型电力推进系统，并在多型船舶上应用。我国在此领域的研究则刚刚起步，应加速对相关技术的研究和开发应用，积极参与到这一领域的国际竞争，在市场上占有一席之地。 “与传统的船舶动力系统相比，电力推进系统具有调速范围广、驱动力大、易于正反转、体积小、布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。电力推进作为船舶的新型推进动力，世界各国都在进行深入的研究”中国工程院院土、中国船舶轮机专家闻雪友表示，作为船舶主动力系统的电力推进系统，由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护，正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。目前，发达国家新造船舶的30％已采用电力推进系统。船舶电力推进新技术的研发及应用，将大大减轻船舶污染和海洋环境污染，充分体现了“绿色航运”和“绿色船舶”的环保节能理念，这将是今后船舶动力领域的一个发展方向。 “相对于传统的柴油机推进系统，电力推进系统可谓优势多多。”据上海海事大学教授汤天浩介绍，一是电力推进具有良好的经济性。在一艘船上多台中速柴油机用于发电，可根据用电负荷选择发电机运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。与同功率的船舶相比，采用电力推进要比内燃机推进耗油减少10%左右，减少船体阻力5％-10％，提高运输效率15％，航速可提高0.5节。二是电力推进系统操纵性好。采用电力推进系统后，操纵控制方便，起动加速性好，制动快，正反车速度切换快，可推进电机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因此能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。二是电力推进系统具有良好的安全性。对于柴油机推进的船舶来说，一旦主机重要部件或舵机、轴系出现故障往往导致瘫船。而电力推进则使用多台原动机，个别机组故障不致丧失动力。电力推进系统多采用两套以上互为备用，同步电动机定子有两组相互独立的绕组，一组出了故障仍可减载运行。四是电力推进系统节省空间。采用传统推进系统的船舶轴系长度往往占到船长的40％左右，采用电力推进系统的船舶省去了传动轴系、减速齿轮箱，改善了机舱布局结构，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。五是电力推进系统噪音低。采用电力推进后，主要振动源——发动机安装在弹性底座上，以恒定转速运行，与轴系和船体也无直接联结，大大减少了振动和噪声，工作区整洁，提高了乘船的舒适程度。六是采用电力推进系统有利于船舶控制环境污染，降低排放。对同一功率船舶而言，电力推进中的中速柴油机可以始终在最佳工作区工作，燃油燃烧质量好，燃烧产物中的氮氧化物含量少，减少了废气排放，使机舱内空气新鲜，环境质量得到改善。专家表示，船舶采用电力推进系统后，有利于进行计算机网络管理，有助于实现系统的自动控制，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准。因此，船舶电力推进系统应用范围不断扩大，将成为未来绿色船舶前进的动力。

发电厂及电力系统专业的毕业论文

大学毕业论文电力系统短期负荷预测姓名：学号：专年级：指导教师：目录中文摘要: (1)

英文摘要: (2) 1绪论 (3) 1.1 短期负荷预测的目的和意义 (3) 1.2电力系统负荷预测的特点和基本原理 (4) 1.2.1电力负荷预测的特点 (4) 1.2.2电力负荷预测的基本原理 (4) 1.3 国内外研究的现状 (5) 1.3.1 传统负荷预测方法 (6) 1.3.2 现代负荷预测方法 (6) 1.4 神经网络应用于短期负荷预报的现状 (8) 1.5 本文的主要工作 (8) 2最小二乘法 (10) 2.1 最小二乘法原理 (10) 2.2 多项式拟合具体算法 (10) 2.3多项式拟合的步骤 (11) 2.4 电力系统短期负荷预测误差 (12) 2.4.1 误差产生的原因 (12) 2.4.2 误差表示和分析方法 (12) 2.4.3 拟合精度分析 (13) 3基于神经网络的短期负荷预测 (15) 3.1 人工神经网络 (15) 3.1.1 人工神经网络的基本特点 (15) 3.2 BP网络的原理、结构 (15) 3.2.1网络基本原理 (15) 3.2.2 BP神经网络的模型和结构 (16) 3.2.3 BP网络的学习规则 (16) 3.3 BP算法的数学描述 (17) 3.3.1信息的正向传递 (17) 3.3.2 利用梯度下降法求权值变化及误差的反向传播 (17) 3.4 BP网络学习具体步骤 (18) 3.5 标准BP神经网络模型的建立 (19) 3.5.1 输入输出变量 (19) 3.5.2 网络结构的确定 (19) 3.5.3 传输函数 (20) 3.5.4 初始权值的选取 (21) 3.5.5 学习数率 (22) 3.5.6 预测前、后数据的归一化处理 (22)

船舶电力系统概述

船舶电站第一节舰船电力系统一、船舶电力系统的组成由发电、变配电、输电和用电四部分设备构成的统一整体称为电力系统.船舶电力系统也可分为船舶电站、船舶电网和用电设备。船舶电力系统的示意图如图1-1所示。船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成。船舶电网是全船电缆电线和配电装置以一定方式连接起来各种用(和电能的消费者)各种电源(的组合体，是联系电能的生产者．

电设备)的中间环节，担负分配和输送电能的任务。船舶电网按其所联系的负载性质分为动力电网、照明电网、应急电网、弱电电网等。配电装置是用来接收和分配电能，并对电力系统进行保护、监视、测量、指示、调整、变换和控制等工作的设备。配电装置可以分为属于船舶电站的主配电板(Main Switch Board,简写为MSB )，船舶电网中间的分配电板(Section Switch Board，简写为SSB)；属于应急电力系统的应急配电板(Emergency Switch Board,简写为ESB)，蓄电池充放电板(Charging and Discharging Panel，简写为CDP )。分配电板又可分为动力配电板和照明配电板。船舶用电设备即负载，分为四类： (1)船舶各种机械的电力拖动，包括甲板机械(舵机、锚机、绞缆机、起货机等)、舱室机械(各类油泵、水泵、空压机、通风机、空调设备等)、电力推进和工作船舶用的生产机械. (2)船舶照明设备，包括工作场所、生活舱室的各种照明灯具和航行、信号灯具等。 (3)船舶通讯和导航设备 (4)舰船上生活所需的其它用电设备，如电热器、冰箱、电视机等。总之，船舶电站是船舶电力系统的核心，它在船舶整体设计中占有很重要的位置，特别是在现代自动化船舶上万显得尤为突出。二、船舶电力系统特点变配电装船舶电力系统由发电设备、和陆上电力系统一样，置、输电网络、用电设备等，按一定的联接方式组成。但由于负荷特

船舶综合电力系统资料讲解

船舶综合电力系统

精品资料浅析船舶综合电力系统 1.引言船舶综合电力系统是船舶动力的发展方向，是造船技术发展史上的又一个革命性的跨越，其主要特点是将推进动力与电站动力合二为一。该项技术正在逐步成熟、完善。以美、英、法为代表的发达国家率先引入综合电力系统这一概念，并积极开展研究、试验和应用到船艇。 2.综合电力系统概述综合电力系统的思想基础是降低未来船舶的总成本，优化船舶总体、系统和设备的组成。其设计理念是突出系统化、集成化和模块化。在船舶平台上的具体实现途径是将全船所需的能源以电力的形式集中提供，统一调度、分配和管理。美国海军提出的综合电力系统主要包括发电、配电、电力变换、电力控制、平台负载、推进电机、能量储存等七个模块。其中，发电模块将其它形式的能量转化为电能，经全船环形电网向各区域配电系统供电；电力控制模块对配电模块实行电能分配和监控；配电模块将电力输送到电力负荷中心，再分配到各用电设备；电力变换模块将一种形式的配电模块转化为另一种形式的配电模块；推进电机模块用于船舶推进；平台负载模块是一个或多个配电模块的用户；能量储存模块用于储存电能，维持整个供电系统的稳定。采用综合电力系统的船舶与传统船舶比较，具有的主要优势为：便于采用分段和模块化建造，使用维护费用低，经济性好；噪音低，可提高船舶的安静性和舒适性，提高舰艇的战斗力和生命力；调速性能好，控制方便，倒车简便、迅速，提高船舶的机动性；布置灵活、设计方便、可靠性高，可维修性好、生命力强；便于实现自动化，减少船员；适用性强，可广泛采用各种电子设备和先进的推进技术，对于舰艇而言，可以使用诸如激光武器、电磁炮等高能武器。 3.综合电力系统的发展现状近十来年，船舶的电力推进技术已进入应用阶段。目前，不同类型的船舶，如一些科考船、破冰船以及邮轮采用了电力推进系统。推进电机采用直流、交流同步电动机或交流感应电动机。研究报告显示，虽然商船的综合电力推进系统提高了船的建造费用，但其运行和支持费用，及其生命周期里的整个费用却降低了。上世纪九十年代，一些商船业公司，如ALSTOM、ABB、SIEMENS等，已形成了企业内部的商船业电力推进标准。有人统计，八十年代后期建造的1000吨以上的商船中采用柴－电推进的约占25％，到九十年代中期，此类船舶中有35％以上采用电力推进，且该比例正在呈逐年上升的趋势。据统计，到2000年，全世界商船电力推进的装机总容量约为4200MW。美国海军于1980年建立了综合电力驱动计划，希望通过将船舶日用电力系统和推进电力系统合而为一，进一步提高战船的性能。1990年后，美国海军将注意力转到提高船舶的能购性上，研究计划转为综合电力系统(IPS：Integrated Power System)项目。针对当时水面战斗舰艇(SC-21，现转型为DD（X）)的概念设计，美海军完成了费用和效能评估。2002年4月29日，美国海军宣布英格尔斯造船公司、诺斯罗普格鲁曼船舶系统公司为DD(X)的设计主承包商，设计承包合同总价款为28亿多美元，执行期至2005财政年度。DD(X)设计合同的签署意味着美国海军水面舰艇革命性变革的开始。综合电力系统强调的主要技术目标为增加可操作性和支持柔性设计。美海军计划2003年开始，用3年多时间完成11个工程仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2

电力系统分析毕业论文

电力系统分析毕业论文目录摘要 ......................................................................... I Abstract .................................................................... II 目录 ....................................................................... III 第1章绪论.. (1) 1.1 选题背景与意义 (1) 1.1.1 选题背景 (1) 1.1.2 研究意义 (1) 1.2 国外发展现状 (2) 1.3 本人所做工作 (2) 第2章系统开发技术分析 (3) 2.1 框架、构架及设计模式概述 (3) 2.2 Struts框架分析 (3) 2.2.1 Struts设计模式 (3) 2.2.2 Struts工作流程 (5) 2.2.3 Struts标签库 (5) 2.3 JSP技术分析 (6) 2.3.1 JSP技术特点 (6) 2.3.2 JSP实现原理 (8) 2.4 开发工具分析 (8) 2.4.1 Eclipse简介 (8) 2.4.2 CVS（Concurrent Version System） (8) 2.4.3 JDK（Java Development Kit） (9) 2.5 技术可行性 (9) 第3章系统分析 (10) 3.1 需求总述 (10) 3.2 用例描述 (10) 3.2.1 报修受理 (10)

3.2.2 抢修调度 (14) 3.2.3 报修处理 (15) 3.2.4 报修回访 (16) 3.2.5 报修归档 (16) 3.3 动态模型设计 (17) 3.3.1 受理工单类对象动态模型 (17) 3.3.2 抢修车辆类对象动态模型 (17) 3.4 序列图 (18) 3.5 组件图 (18) 第4章系统设计 (19) 4.1 设计指导思想和原则 (19) 4.1.1 指导思想 (19) 4.1.2 软件设计原则 (19) 4.2 系统构架设计总体描述 (20) 4.3 系统流程分析 (21) 4.4 功能设计 (21) 4.4.1 故障受理 (23) 4.4.2 抢修调度 (24) 4.4.3 报修处理 (24) 4.4.4 报修回访 (24) 4.4.5 报修归档 (24) 4.4.6 用户管理 (24) 4.4.7 报修人员管理 (24) 4.4.8 报修车辆管理 (24) 4.4.9 报修查询 (24) 4.5 数据库设计 (25) 4.5.1 数据库表简介 (25) 4.5.2 数据库表结构 (26) 4.6 系统开发工具及运行环境 (32) 4.6.1 开发工具及开发调试环境 (32) 4.6.2 运行环境 (32)

电力系统毕业论文

电力系统毕业论文 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

摘要电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一，它的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用。我国电力系统发展很快，电网及变电站运行的自动化水平也有了大幅度提高，一些变电站实现了无人值班运行但是变电运行的管理水平还基本停留在传统的模式上。如何使变电生产管理与变电运行紧密结合，使变电管理自动化水平与变电运行自动化发展相适应，已经成为电网发展的重要内容。本文阐述了电力系统的组成、规模、发展历程以及它对各个生产领域所产生的重大意义及其各个状态的分析；同时对君正热电发电厂的电气部分、动力部分、电气设备的基本原理与构造进行了详细介绍。从中我们可以看出，在目前世界大发展的前提下，我电力行业面向国际，面向未来的发展要求越发明确。我电力行业迫切需要就“改善发电系统结构，提高输电效率，保证用电质量，加速发展水，风，核电的建设等方面”展开发展。中国能源结构以煤为主体，清洁能源的比重偏低。大力发展新能源，不仅可以优化能源供应结构，促进能源资源节约，提高能源转化效率，而且能够带动产业结构的优化，有利于国民经济的可持续发展。关键词：电力系统，安全运行，状态分析，动力部分，电气部分，电气设备。目录

第一章绪论本文对电力系统的发展历程及各组成部分的功能进行了详述，主要以君正热电的电力系统为例展开描述。电力系统发展历程电力系统的出现推动了社会各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力是当今世界最为广泛、地位最为重要的能源。初期，由小容量发电机单独供电的供电系统称为住户式供电系统。白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统。到19世纪90年代，三项交流系统研制成功。20世纪以后，电力系统规模迅速增长。电力系统状态分析 1.2.1 稳态分析主要研究电力系统稳定运行的性能，主要包括有功和无功功率的平衡，网络节点电压和支路功率的分布等。潮流计算可以安全可靠的运行方式，给出电力网的功率损耗，也可以用于电力网事故预想等。 1.2.2 其它状态分析电力系统故障分析、暂态分析，电磁暂态过程分析及机电暂态过程的分析等。这些状态分析促进了电力系统的安全可靠、经济合理的运行。

船舶电力系统论文.doc

系统在运行的过程中，极易发生各类安全事故，且在任何条件下都可能出现故障，其中，短路问题最为突出。通常情况下，短路主要表现为两相短路、三相短路、单相接地短路、两相接地短路与发电机短路等[2]。导致短路问题出现的主要原因有机械设备被严重损伤、绝缘层被破坏与基本操作不科学等。电力系统多种故障的发生，过负荷问题较为突出，此类故障一旦出现问题，会让绝缘的温度逐步升高，也会加速绝缘层的老化，也会让设备受到严重破坏，最终会引发火灾问题。1.2继电保护的基本任务在各设备间，电与磁存在着密切的联系，不正常情况与故障问题的发生，会让电力系统出现一系列的事故，最终会严重威胁电力企业的实际发展。在继电保护时的主要任务为：若主配电板、输电线路、变压器、发电机等出现短路或过量负载问题时，应在最短时间内将存在

故障的设备借助断路器予以断开，以脱离电力系统，能保证不存在故障的部分正常运行，进而降低故障设备损坏度，还可降低对邻近设备供电系统所构成的影响，进而保证电力系统高效、稳定的运行。 1.3继电保护的基本组成继电保护主要是由测量元件、执行回路与逻辑环节三个部分所组成的。若物理量出现突变，通过测量之后，及时确定好故障范围与基本类型，从逻辑判断来判断断路器跳开的次数与时间，然后让执行回路发出一定的信号与跳闸脉冲。 1.4继电保护的运行原理电力系统继电保护装置的运行，其原理为借助被保护设备前期与后期一些物理量的突变情况，一旦突变量达到一定参数值，借助逻辑判断，能及时发出信号与跳闸脉冲。例如，借助被保护设备故障发生后期电流的不断增大，以达到电流保护的效果;借助降低电压来达到低电压保护效果;借助不对称短路发生负序电流与电压，以形成负序保护效果。 2船舶电力系统继电保护措施 2.1发电机继电保护在发电机继电保护方面，所要保护的内容主要包括短路、

基于MATLABsimulink的船舶电力系统建模与故障仿真【文献综述】

文献综述电气工程及其自动化基于MATLAB/simulink的船舶电力系统建模与故障仿真前言船舶电力系统是一个独立的、小型的完整电力系统，主要由电源设备、配电系统和负载组成。船舶电站是船上重要的辅助动力装置，供给辅助机械及全船所需电力。它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。船舶电站运行的可靠性、经济性及其自动化程度对保证船舶的安全运营具有极其重要的意义。船舶电力系统，作为一个独立的综合供电网络，既与陆上的大型供电网络有本质区别，又与由独立推进电站向推进电动机供电的情况不同。首先，船舶电力系统的电源和负载具有可比性，一般来说，船舶推进功率通常占供电网络总功率的60%-70%甚至更大，这对负载和电源的管理、系统组成、配置以及运行控制和调度提出了更高的要求。其次，在船舶电力系统中，以电力变换器与交流推进电动机的技术组合为核心的交流化技术得到了广泛的应用，而由此带来的电力谐波污染间题、变换器与电源以及传动系统之间的相互作用等问题，目前还缺乏有效的评估手段[1]。船舶电力系统的建模方法有物理建模，数学建模，模块化建模。常用的建模软件有matlab、lingo、Mathematica和SAS等。MATLAB已经成为国际上最流行的科学计算与工程计算的软件工具，有人称它为“第四代”计算机语言，MATLAB 软件主要是由主包、Simulink和工具箱三大部分组成。船舶电力系统的故障类型有短路，断路等故障。船舶电力系统建模方法文献[2]采用了数学建模方法,根据柴油发电机组的动态特性,研究了船舶电力系统模型的结构和原理,建立了船舶电力系统模型,该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程,对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。文献[3]采用模块化建模方法，对船舶电力系统短路电流进行计算，船舶电力系统配电方式和保护装置选择，并对施耐德MerlinGerin品牌CompactNS系列塑壳式断路器的选型作了论述。

电力系统及其自动化专业毕业论文参考选题大全(158个)

电力系统及其自动化专业毕业论文参考选题大全(158个) 1、110KVXX(箕山)变电站电气设备在线监测方案 2、110KV变电所电气部分设计 3、110KV变电所电气一次部分初步设计 4、110KV变电站电气一次部分设计 5、110KV变电站综合自动化系统设计 6、110KV常规变电站改无人值班站的技术方案研究 7、110KV电力网规划 8、110KV线路保护在XX(郴电国际)公司的应用 9、110KV线路微机保护设计 10、110KV线路微机保护装置设计 11、220KV变电所电气部分技术设计 12、220KV变电所电气部分设计 13、220KV变电所电气一次部分初步设计 14、220KV变电所电气一次部分主接线设计 15、220KV变电站设计 16、220KV地区变电站设计 17、220KV电气主接线设计 18、220KV线路继电保护设计 19、2X300MW火电机组电气一次部分设计 20、300MV汽轮发电机继电保护（一） 21、300MV汽轮发电机继电保护设计（一） 22、300MW机组节能改进研究 23、300MW机组优化设计 24、300MW凝汽式汽轮机组热力设计 25、300MW汽轮发电机继电保护 26、300MW汽轮发电机继电保护设计 27、50MVA变压器主保护设计 28、SCADA系统的设计 29、SDH光纤技术在电力系统通信网络中的应用 30、XX电厂电气一次部分设计 31、XX电厂水轮发电机组保护二次设计 32、XX水电厂计算机监控系统的设计与实现 33、XX水电站电气一次初步设计 34、XX县电网高度自动化系统初步设计 35、XX小城市热电厂电气部分设计 36、变电气绕阻直流电阻检测 37、变电站电压智能监测系统 38、变电站设备状态检修研究 39、变电站数据采集系统设计 40、变电站数据采集系统设计—数据采集终端 41、变电站微机监控系统 42、变电站微机检测与控制系统设计

船舶电力系统设计

32,500DWT散货船电力系统的设计简介李熙群（广东省江门南洋船舶工程有限公司）摘要：船舶电气设计的核心部分是电力系统的设计，主要包括：电站的负荷计算，发电机台数和容量选择，船舶电制的确定，电力一次单线图的绘制，短路电流的计算以及保护开关的选用等。关健词：设计电力系统32,500DWT散货船 32,500 DWT Bulk Carrier Design in Power Systems Xi QUN Li (Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co., Ltd. Guangdong province) Abstract:The main part of electrical design is the design of power system in ship, including: Power load calculation, select the number of set and rated output of the generators, decide power system for shipping, mapping the primary power single-circuit, calculated short circuit current and selected protection Switch, etc.. Key words: design power system 32,500 DWT bulk carrier 前言船舶电力系统是船舶动力和控制的核心部分，随着船舶日趋向大型化、电气化、电子化发展，电力系统担负着给船舶推力、控制、通讯导航等设备提供电源的任务，其电源的质量和选配的数量直接关系到船舶操纵性、节能、排污等方面，所以船舶电力系统的设计是船舶电气详细设计的主要部分，本文以江门南洋船舶工程有限公司建造的3,5000DWT灵便型散货船的电力系统为例，介绍船舶电力系统的设计过程。一、船舶电站的设计 1、选配发电机的台数和容量通常用采用三类负荷法对全船电气设备进行分类估算，并据此选配发电机的台数和容量。（1）收集轮机、舾装专业提供的船舶辅机的功率、功率因数和机械负载系数、同时系数等，统计电气设备、通导设备的功率、功率因数。（2）将全船的电气设备按使用的频率分类，一般地说，连续运行的设备为一类负荷，间歇使用的设备为二类负荷，偶尔使用的设备为三类负荷。（3）按船舶设计手册的程序和公式进行计算，计算结果如下表：

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

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