船舶高压电力系统概述课件.ppt

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1、第七章船舶高压电力系统随着船舶电气设备自动化程度的不断提高以及船员生活、工作条件的逐步改善，船舶电气负荷急速增加，相应的船舶发电机的功率也随之大幅度增加。目前大型船舶电力系统容量设计值已高达15MVA～20MVA，大型豪华游轮更高达７0MVA。已经被广泛采用近半个多世纪的船舶低压电力系统已无法满足现代化大型船舶电力系统容量的要求，船舶高压电力系统有不断增加的趋势，这将给船舶电力系统带来一系列新的变化。促使船舶采用高压电力系统的主要原因1)目前，船舶低压工频发电机的设计容量上限为2.5MW，超过这个极限的发电机在设计技术上是困难的，在经济上也不合

2、算。如今很多大型船舶的电站容量已达到十几MW甚至几十MW，按此条件采用常规船用低压发电机，一艘船上将安装十几台甚至更多的发电机组，这显然是不合理的，实船上也无法实现。2)随着船舶电站容量的增大，当船舶电力系统发生短路故障时,短路电流也大幅度增加。如果采用低电压等级的船舶电力系统，大幅度增加的短路电流已使目前所能生产出的开关电器与保护装置的断流容量无法满足要求。3）如果输送大功率电能仍采用低电压等级，船舶电缆的截面会很粗，并需多股并联，造成电缆的发热量增大、线路传输损耗严重，布线与安装上更加困难。随着电压等级的提高，输送同一功率采用的电缆规格与数

3、量都可大幅下降。在船舶电缆的选择上，采用高电压等级的优越性最为显著。采用船舶高压电力系统后，保护装置、接地、高压变压器、变配电方式、主开关型式、电缆端头的构造及处理方法都与低压船舶电力系统有很大差别，特别是船舶高压电力系统往往采用中性点接地方式，与低压电力系统普遍采用中性点绝缘方式有着明显的区别，中性点采用何种接地方式也是船舶高压电力系统需要解决的关键技术。目前，从国内外应用来看，船舶高压电力系统普遍采用高电阻接地方式。船舶高压电力系统给船舶电气系统带来一系列新的变化，船舶设计、使用、管理者必须特别注意。1船舶高压电力系统电压等级世界各国以及在

4、不同应用领域关于电力系统电压等级的标准并不完全一致。美国电气和电子工程师协会IEEE标准规定，额定电压大于1KV，小于10KV的电力系统为中压交流电力系统。其中常用的有3．3KV/3．0KV、6．6KV/6．0KV、11KV/10．0KV三个等级，上述等级中分子、分母分别表示额定频率为60HZ、50Hz的电力系统所对应的额定电压。在中压电压等级之上，IEEE标准还有高压和超高压电压等级。中国船级社CCS《钢质海船入级规范2009》（第四分册）对交流高压电气装置特殊要求中指出：交流高压电气装置适用于额定电压(相间电压)超过1kV的交流三相电气装置

5、。除另有明文规定外，低压电气设备的构造和安装一般也适用于交流高压电气装置。系统额定电压应不超过15kV。但如有特殊需要，经CCS同意可以采用更高的电压等级。可见，中国船级社规定，超过低压电压等级的船舶电力系统就称为船舶高压电力系统，这样，船舶高压电力系统的电压等级在1KV至15KV之间。2船舶高压电力系统防护要求船舶高压电气设备的外壳防护等级均应与其安装场所相适应，除至少应符合外壳防护等级的最低要求外，还应满足下列要求：(1)旋转电机的外壳防护等级至少应为IP23，其接线盒的防护等级至少应为IP44。安装在非专职人员可以到达处所的电动机，其外壳

6、防护等级至少为IP4X，以防止人员接近或触及电机的带电或转动部分；(2)变压器的外壳防护等级至少应为IP23，如安装在非专职人员可以到达的处所时，则其外壳防护等级至少为IP4X。(3)具有金属外壳的控制设备、配电设备组件和静止变换器的外壳防护等级至少应为IP32，如安装在非专职人员可以到达的处所时，则其外壳防护等级至少为IP4X。(4)由于功率大，损耗的绝对值也大，加上机舱压力水雾灭火系统对船舶发电机防护性能的要求，所以船舶高压发电机绝大多数采用空气一水冷却方式，其防护等级一般为IP54以上，可满足IP44的最低要求。至于冷却水用淡水还是海水视

7、具体船舶设计而定，但不论何种水质，空气一水冷却器均应做成双管式，具有泄漏传感器报警装置。3船舶高压电力系统中性点接地方式目前,船舶高压电力系统在国内尚处于起步阶段。特别是随着船舶高压电力系统的推广使用，中性点接地技术越来越引起船舶设计者的广泛重视。中性点采用何种接地方式是船舶高压电力系统需要解决的关键技术、热点问题。3.1电力系统中性点运行方式电力系统的中性点（neutralpoint）运行方式是指电源或变压器中性点采用什么方式接地。3.2中性点运行方式分类通常中性点运行方式分为以下几种：（1）不接地方式，又称中性点绝缘；（2）直接接地方式，中

8、性点直接与接地装置连接；（3）消弧线圈接地方式，中性点经电抗器（称消弧线圈）与接地装置连接。（4）电阻接地方式，中性点经过电阻与接地装置连接；3.3中