船舶电力系统

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1、第六章船舶电力系统§6—1船舶电力系统概述一、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接的整体,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。其结构简图如图6—1所示。发电机回路保护[、IMCB馈电回路保护电动机回路保护•/蓄电池回路保护负戟]更要负載©ACT负负载G-主发电机;EG—应急发电机；M-电动机；ACB—空气断路器；MCB-装置式断路器；ABTS—汇流排转换接触器图6-1典型船舶系统简图1）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。2）配电装置

2、。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，也是电能的生产者（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分为动力电网、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）、电力推进设备（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

3、装置、伙食冷库和通风机等）、照明设备、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。船舶电站单机容量一般不超过1000kW,装机总功率不超过5000kW（电力推进船和特种船除外），相比陆上要小得多。船舶电力系统大多采用多台同容童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

4、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，各处短路电流人。短路电流所产生的电磁机械应力和热效应易使开关、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。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。1.电流种类（电制）早期船舶采用直流电制，主要基于直流发电机调压容易、直流配电装置简洁、直流电动机调速平滑等优点。但直流电制在可靠性、经济性、可维修性方面的缺陷甚多，而电力电子技

5、术的发展突破了交流电力系统的调压、调频、并联运行等一系列难点,使交流电制占据了主要地位。除了采用直流电力系统或交直流混合电力系统的特殊工程船舶外，几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。2.额定电压等级船舶电力系统额定电压等级的选用直接关系到电力系统中所有电气设备的重量和尺寸,提高电压利于减少导线中的电流、提高设备功率、减小舱容，利于提高经济性，随之对电气设备的绝缘和安全方面的要求也更高。世界各国对电压等级的选用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，而我国和前苏联等均采用400V、50Hz的电制。随着船舶发展大型化，目前采用电

6、力推进的商船、滚装船和一些工程船舶电站的容量都比较大（高达几万千瓦），出现了6kV、3.3kV以上中压等级的船舶电站。我国用电设备的额定电压有24V、110V、220V、380V、lkV、3kV、6kV、10kV等。根据电源电压的额定值比同级电力系统用电设备的额定电压高5%左右的原则，发电机的额定电压为115V、230V、400Vx1.05kV>3.15kV、6.3kV>10.5kV等。我国（钢质海船入级与建造规范》规定：非电力推进船舶的限制电压为500V,动力负载、具有固定敷设电缆的电热装置等的额定电压为380V,照明、生活居室的电热器限制电压为250V,额定电压为220V。3

7、.额定频率交流船舶电力系统的额定频率一般沿用各国陆地上的频率标准，我国采用50Hz,西欧、美国采用60Hz。这里不包括弱电设备所需的特殊频率以及海上平台等特殊设备的电源频率。三、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。因为船舶在不同运行工况下投入运行的用电设备不同，用电量也不同；即便在同一运行工