1、1毕业论文开题报告轮机工程船舶中压电力系统安全管理研究一、选题的背景与意义随着技术的进步和人类发展需求的不断变化,在目前被广泛采用船舶低压交流电力系统中,出现了如下一些问题1随着系统容量的增大,发生故障时系统的短路电流也逐步增加,对传统断路器与保护装置的分断能力的要求越来越高,实现难度越来越大2国际上一般将2000至2500KW确定为低压380V工频发电机组的容量上限因为在低压等级上设计制造25MW以上的发电机不仅技术上将很难实现,而且在经济上也不合理而现代大型船舶的容量很多已超过10MW国外采用电力推进的船舶早在上世纪九十年代就已达数十兆瓦,目前国内船用低压发电机的单机容量均不超过15MW特
2、殊船舶除外,在一艘船上安装七八套甚至更多的发电机组显然是不尽合理的3随着船舶电力系统容量的增加,低压系统的机组数量也不断增加,网络结构也日趋复杂要对大容量、多机组、复杂结构的系统进行高效的保护和控制也比较困难4船舶上空间有限,可供设备安装的空间非常狭小而低压系统由于容量的增大,使得发电机的额定电流不断增加,不仅电缆的发热量大,线路损耗严重,而且供电线路动则需要几十根电缆并联这对电缆的进出接线提出了很高的要求,不仅占用空间多,而且给安装及使用维护都带来极大的困难为此,提高供电系统的电压等级成为电站向大容量方向发展所必须考虑的问题,这也是船舶中压系统产生的原因近年来，6600V中压电力供电系统已成
3、了超大型集装箱船舶的标准配置。如何安全使用6600V中压电力供电系统，是船舶管理人员的又一个新课题。意义采用6600V中压交流电力系统，可有效地减小发电机体积和传输电缆截面积，在有限的机舱空间里理想的实施电力供应和传输，它可以大大降低短路电流2的等级，在大大降低配电板成本的同时，也节约了大量电缆，提高系统的安全可靠性。本文根据船舶中压电力系统的特点，研究其安全管理办法，为轮机员管理运行船舶电力系统提供智力支持。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题基本内容本人通过查找相关文献资料，了解中、低压电力系统区别，具体描述船舶中压电力系统发展和展望，并通过上述分析，发表个人观点如何安全管理船舶中压电力系
4、统。拟解决的问题1船舶中高压电力系统的供配电网络结构和原理2中高压系统的技术难点，中性点接地方式的选择以及系统保护3船舶中压、低压系统的安全操作管理及保养维护，如配电板、岸电系统的日常管理4船舶电力系统发展趋势和展望三、研究的方法与技术路线本课题主要研究方法为文献索引法、比较分析法。在指导老师的指导和帮组下，以网络信息,学术期刊,报纸文章以及学术论文等一系列资料为基础，采用观察、阅读、经验总结、对比分析等方法和手段，对船舶中压电力系统的安全管理的研究进行合理的综合分析。四、研究的总体安排与进度起止时间内容2010年12月7日下达毕业论文任务2011年1月23日完成中外文资料收集2011年2月1
5、3日完成外文翻译、文献综述2011年2月20日完成开题报告2011年3月20日完成论文初稿32011年4月20日完成论文定稿2011年4月30日完成论文第一次答辩2011年5月中旬完成论文第二次答辩2011年5月中旬所有材料上传到系统2011年9月完成论文第三次答辩五、主要参考文献1赵文利，陈新船舶6600V中压电力系统及其安全操作航海技术，2010年第1期2吴庚申船舶中压电力系统简介航海技术，2003年第4期3吴庚申，李成玉电力推进船舶的中压电力系统船电技术，2003年第6期4王鹏船舶中压电力系统中性点接地方式研究船舶，2007年第3期5于亮,王校峰等船用中压电力系统的发展，2003年6赵文
6、利，陈新船舶6600V中压电力系统及其安全操作，2010年第一期7肖振坤，邰能灵船舶电网中性点接地方式的研究，2009年2月第27卷第1期8于亮,王校峰等船用中压电力系统的发展，2008年第二期9陈定先，刘宗德船舶中压电力系统中性点运行方式的探讨，中国修船，1991年第2期10THOMASTAMOTATITS,PAULVILLENEUVEINTERRUPTIONMODELLINGINMEDIUMVOLTAGEELECTRICALNETWORKSDECEMBER2002,PAGES85986511CELALKOCATEPE,ASLANİNAN,VOLTAGECONTROLWITHONLOADTA
7、PCHANGERSINMEDIUMVOLTAGEFEEDERSINPRESENCEOFDISTRIBUTEDGENERATIONDECEMBER2009,PAGES255325614毕业论文文献综述轮机工程船舶中压电力系统安全管理研究近年来,随着船舶电气化水平的不断提高,船上用电设备日益增多,用电负荷快速上升,使得现代船舶电力系统的容量相对传统船舶产生了很大的变化目前很多大型船舶电力系统的总装机容量已达数十兆瓦,一些海洋工程船及专用船舶的系统容量甚至已达一百多兆瓦系统容量的增大给传统的低压交流供电系统带来了越来越多的挑战。研究现状为了解决系统容量需求不断增大的问题,人们逐步将中高压系统运用到了
8、船舶电力系统当中有关中压电力系统的定义,世界各处以及在不同领域的标准不是完全一致的IEEE标准100规定的中压交流电力系统的定义是指额定电压大于1000V,小于10000V的电力系统其中常用的有3300V/3000V、6600V/6300V、11000V/10000V等三个等级,上述等级中分子、分母分别表示频率为60HZ和50HZ时的额定电压值。中高压供配电系统的配电网络结构的基本设计思想可分两种放射形网络RADIAL2MAINNETWORKS和环形网络RING2MAINNETWORKS,传统低压供配电系统由于系统容量小,电网结构比较简单,用电负荷也相对较少,一般采用放射形的网络结构；现代新型
9、船舶依据自身容量及对供电能力要求的不同,两种网络结构都有采用,它们各有利弊。对中压电力系统,如果采用放射式的供电网络,则其保护措施相对简单如果采用环形网络供电,则其保护方案要复杂得多由于环形电网实际运行时电流的路径很难确定,并且在开环和闭环时其电网结构会有很大的变化,这些都给系统的选择性保护方案的制定带来了极大的困难就所需保护的故障类型而言,中压系统的保护除了短路、过载、欠压、过压、逆功率等与低压系统相同外,还有中压电力系统需要的纵差、零序、零序纵差等保护零序电流保护实质上就是单相接地保护,是中性点接地系统所必需的电力系统中性点的接地方式是一个综合性技术问题,必须考虑供电的安全性、连续性和可靠
10、性配电网和线路结构过电压5保护和绝缘配合继电保护构成和跳闸方式设备安全和人身安全等电力系统常用的接地方式有四种中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻器接地、中性点不接地其中,中性点经电阻接地,按接地电流大小又分为高阻接地和低阻接地就目前国外的使用经验及研究成果来说,采用高阻接地的方式基本已是业界的共识。对具有超大功率用电负荷的全电气化船舶的电力系统,采用不同的电压等级将会对其经济性产生极大的影响而对电压等级的选取又是一个技术性极强的工作,它需要对采用不同的电压等级进行全面的技术经济分析,按分析结果进行电压等级的选取是唯一正确的方法对电压等级选择的论证重点考查以下几个方面1电力系统短
11、路电流的计算2主发电机规格及主开关规格的确定和估价3主配电板数量的确定和估价4大功率电机传动结构的确定5主发电机电缆及主要供电负载电缆规格的确定和估价6主要配电变压器规格的确定和估价7汇总不同电压等级主配电板、主电缆及主配电变压器的数量、重量和估价8技术经济性能综合分析后作出结论对中压电力系统,其建造的一次费用有时候是超过低压系统的但对大型船舶来说,采用中压系统其运行成本将相对低廉,特别是综合全电力推进系统的出现和使用使得系统的长期运行成本得到了极大的降低对未来大型船舶及海洋工程设备来说,采用中高压系统供电将是电力系统的不二选择船舶中压电力系统现状6000TEU以上的超大型集装箱船，主机功率达
12、到60O00KW以上，发电机功率也高于4X2800KVA，传统的440V船舶电力系统已经不能满足，6600V中压电力供电系统成了超大型集装箱船舶的标准配置。船舶6600V中压电力系统，由6600V发电机、MM中压配电板、LM低压6配电板、主变压器、AMP中压岸电系统等组成发电机提供6600V的中压电力，经过两块MM中压配电板主开关并人汇流排，然后再经过两台6600440V主变压器将40V动力电分别提供给两块44OVLM低压配电板拖动负载。6600V中压岸电系统。还可将岸上提供的6600V中压电接入MM中压配电板。传统的40V低压岸电箱并没有免去，同样可以将岸上提供的440V岸电直接接人LM低压
13、配电板。船舶中压电力系统行业展望对于目前新建的大型船舶,如汽车运输专用滚装船、半潜船、客滚船、豪华游轮等,由于系统容量非常大,它们大多都采用中高压系统,而几乎所有的海洋平台及海洋工程船都无一例外地采用了中高压系统国内外此类新型船舶的设计、施工及营运等实践证明,中压电网应用到现代船舶上取得了很好的效果,体现了未来船舶电力系统电制的发展方向,它必将成为未来大型船舶电力系统主干网络的主流电制/A参考文献1赵文利，陈新船舶6600V中压电力系统及其安全操作航海技术，2010年第1期2吴庚申船舶中压电力系统简介航海技术，2003年第4期3吴庚申，李成玉电力推进船舶的中压电力系统船电技术，2003年第6期
14、4王鹏船舶中压电力系统中性点接地方式研究船舶，2007年第3期5于亮,王校峰等船用中压电力系统的发展，2003年6赵文利，陈新船舶6600V中压电力系统及其安全操作，2010年第一期7肖振坤，邰能灵船舶电网中性点接地方式的研究，2009年2月第27卷第1期8于亮,王校峰等船用中压电力系统的发展，2008年第二期9陈定先，刘宗德船舶中压电力系统中性点运行方式的探讨，中国修船，1991年第2期710THOMASTAMOTATITS,PAULVILLENEUVEINTERRUPTIONMODELLINGINMEDIUMVOLTAGEELECTRICALNETWORKSDECEMBER2002,PAG
15、ES85986511CELALKOCATEPE,ASLANİNAN,VOLTAGECONTROLWITHONLOADTAPCHANGERSINMEDIUMVOLTAGEFEEDERSINPRESENCEOFDISTRIBUTEDGENERATIONDECEMBER2009,PAGES255325618本科毕业论文（20届）船舶中压电力系统安全管理研究摘要本文对船舶中压电力系统安全管理进行相关研究。首先简单介绍了船舶中低压电力系统的区别，其次重点研究如何安全操作管理船舶中高压电力系统，通过具体实例对船舶中高压电力系统的供配电网络9结构和原理及如何实现安全操作管理进行详细说明。通过分析比较，得出正
16、确操作管理船舶中高压电力系统对改善船舶电网安全、保证船舶电力系统正常运行的重要意义。同时对船舶中压电力系统管理中容易出现的问题进行了有效的预防。最后还简述了船舶中压电力系统的前景。关键词船舶；中压电力系统；安全管理。ABSTRACTTHISARTICLEWILLFOCUSRESEARCHONTHESECURITYANDMANAGEMENTOFSHIPMEDIUMVOLTAGESYSTEMSDESCRIBESTHEDIFFERENCEBETWEENMEDIUMVOLTAGEONBOARDANDLOWVOLTAGEPOWERSYSTEMANDTHEMETHODSFORHOWTOMANAGETHEM
17、EDIUMVOLTAGEONBOARDPOWERSYSTEMSECURITILYANDTHEAPPLICATIONINSEVERALOCCASIONSOFDISTRIBUTIONNETWORKSTRUCTUREANDPRINCIPLESABOUTMEDIUMVOLTAGEONBOARDPOWERSYSTEMTHROUGHANALYSISANDCOMPARISON，WECANGETTHEADVANTAGESTHATTHESECURITYANDMANAGEMENTOFSHIPMEDIUMVOLTAGESYSTEMSINTHEPROCESSOFDISTRIBUTIONNETWORKSTRUCTURE
18、ANDPRINCIPLESABOUTMEDIUMVOLTAGEONBOARDPOWERSYSTEM，ANDTHEREASONABLEMANAGEMENTTECHNOLOGYTOIMPROVETHESAFETYOFTHESHIPPOWERGRIDTOENSURETHENORMALOPERATIONOFTHESHIPELECTRICDRIVESYSTEM，THEIMPORTANCEOFATTHESAMETIME，GIVETHEEFFECTIVEMETHODSTOSOLUTETHEFAULTOFSOFTSTARTERINMEDIUMVOLTAGEONBOARDPOWERSYSTEMFINALLY，T
19、HINKINGTHEFOREGROUNDOFTHEMEDIUMVOLTAGEONBOARDPOWERSYSTEMKEYWORDSONBOARD；MEDIUMVOLTAGESYSTEM；SECURITYANDMANAGEMENT10目录0引言111船舶电力系统的概述1111船舶中压电力系统的定义11126600V中压电力系统概况121216600V发电机DG12122JRCS6600V中压电配电板MVMSB12123中压电主变压器HMTR13124JRCS440V低压电配电板LVMSB13125中压岸电系统AMP1313船用中高压电力系统的供配电网络结构14131放射形网络14132环形供电网络
20、142船舶中压电力系统的安全管理1621中高压系统的技术难点16211中性点接地方式的选择16212系统保护16213经济性问题17226600V中压电力系统的安全操作17221MM中压电配电板的安全操作17222HMTR中压主变压器的安全操作18223AMP岸电系统的安全操作1923系统的日常管理20231检修中的接地放电程序20232中压发电机的管理20233机舱6600V中压电缆的安全保护21234中压电主变压器HMTR的跳闸处理21235AMP岸电系统的日常管理21236管理和操作的监护213船舶中压电力系统的发展和展望224结束语22致谢错误未定义书签。参考文献23附录错误未定义书签
21、。110引言随着集装箱船载箱量的不断提升，船舶动力系统和电力拖动系统的功率也节节攀升，6000TEU以上的超大型集装箱船，主机功率达到60O00KW以上，发电机功率也高于4X2800KVA，传统的440V船舶电力系统已经不能满足，6600V中压电力供电系统成了超大型集装箱船舶的标准配置。安全使用6600V中压电力供电系统，是船舶管理人员的又一个新课题。随着技术的进步与人类发展需求的变化，在目前被广泛采用船舶低压交流电力系统中，出现了如下问题1随着系统容量的不断增大，发生故障时系统短路电流也逐步增加，对传统断路器和保护装置的分断能力的要求也越来越高，实现难度越来越大。2国际上一般将2000至25
22、00KW定为低压380V工频发电机组容量上限。因为在低压等级上设计25MW以上发电机不仅技术上很难实现，而且在经济上也不太合理。而现代大型船舶的容量很多已超过10MW国外采用电力推进的船舶早在上世纪九十年代就已达数十兆瓦，目前国内船用低压发电机的单机容量均不超过15MW特殊船舶除外，在一艘船上安装七八套甚至更多的发电机组显然是不尽合理的3随着船舶电力系统容量的增加，低压系统的机组数量也不断增加，网络结构也日趋复杂要对大容量、多机组、复杂结构的系统进行高效的保护和控制也比较困难。4船舶上空间有限，可供设备安装的空间非常狭小。而低压系统由于容量的增大，使得发电机的额定电流不断增加，不仅电缆的发热量
23、大，线路损耗严重，而且供电线路有时需要几十根电缆并联。这对电缆的进出接线提出了很高的要求，不仅占用空间多，而且给安装及使用维护都带来极大的困难。为此，提高供电系统的电压等级成为电站向大容量方向发展所必须考虑的问题，这也是船舶中压系统产生的原因近年来，6600V中压电力供电系统已成了超大型集装箱船舶的标准配置。随着船舶电力系统的结构日趋复杂，发生接地故障的可能性也越来越大，而且电力系统中还必须考虑供电的安全性、连续性和可靠性配电网和线路结构过电压保护和绝缘配合继电保护构成和跳闸方式设备安全和人身安全等。以上种种因素使得船舶中压电力系统的安全管理的研究成为必然。1船舶电力系统的概述11船舶中压电力
24、系统的定义关于船舶中压电力系统的定义，世界各处以及在不同领域的标准不是完全一致的。IEEE标准100规定的中压交流电力系统定义是指额定电压大于1000V，小于10000V的电力系统；在中压之上，还有高压和超高压。对于额定频率为60HZ的电力系统，中压的额定值有23、416、66KV等等级；而额定频率为50HZ的电力系统，中压的额定值有33、60、10KV等级。我们日常生活和动力用电中，常见的是额定电压为380V50HZ或440V60HZ的低压电力系12统。低压电气设备的造价低，防止人身触电的安全性比中压电力系统高得多。但是当用电设备的功率很大时，作为低压系统，电流数值会很大，对于常用的电动机负
25、载，起动时的电流更将大得惊人。因为决定绕组导体截面积的因素是I2R，大的电流要求大的导体截面积，而绕组的极大截面将使大功率的低压电机无法制作。同时，极大的线路传输电流会使线路的功率损耗很大，以及在发生短路时产生巨大的短路电流，使与之相配的导线和断路器等设备的设计制作将变得难以实现。为此，在电网中，除了为了避免长距离输电损耗而采用了高电压及超高电压输电技术之外，对于大功率的用电设备和供配电网还采用了中压标准。选择电机是否采用中压标准的传统功率值分界点是450KW，但是这不是死规定，考虑具体条件和设计要求，会有更合理的不同数值。目前国内外建造的大多数交流船舶电网的额定电压是440V，或者380V，
26、这是属于低压交流电力系统。但是随着船舶用电量的增加，发电机容量的增加，特别是一些特种用途船舶所装备的大功率中压用电设备，使中压开始进入船舶电力系统和供配电装置领域。例如，一些大型集装箱船舶侧推器的中压电动机、变频控制装置和配电网络，电力推进船舶的中压发电、配电、用电设备和网络。6600V中压电力供电系统成了超大型集装箱船舶的标准配置1。126600V中压电力系统概况船舶6600V中压电力系统，由6600V发电机、MM中压配电板、LM低压配电板、主变压器、AMP中压岸电系统等组成发电机提供6600V的中压电力，经过两块MM中压配电板主开关并入汇流排，然后再经过两台66004400V主变压器将44
27、0V动力电分别提供给两块44OVLM低压配电板拖动负载。6600V中压岸电系统，还可将岸上提供的6600V中压电接入MM中压配电板。传统的440V低压岸电箱并没有免去，同样可以将岸上提供的440V岸电直接接人LM低压配电板。1216600V发电机DG超大型集装箱船发电机功率均大于2800KVA。6600V中压发电机可有效地减小发电机体积和传输电缆截面积，在有限的机舱空间里理想的实施电力供应和传输。与常规的440V发电机相比，6600V发电机电枢温升相对较高传统的风冷型式难以满足需要，因而发电机均采用冷却效果较好的水冷型式发电机顶部设有一个低温淡水冷却器，利用淡水和空气对流交换热量，有效降低发电
28、机电枢温度，并设有漏水监测报警装置。如图1所示122JRCS6600V中压电配电板MVMSBJRCS的中压配电板MM，由MM1和MM2两块中压配电板组成，各连接两台发电机，分别对两个主变压器供电；两块中压配电板之间设有“隔离”联络开关HBT，相当于传统主配电板的控制屏与传统主配电板控制屏一样，设有多台发电机的控制屏和并车屏，具有欠频、失压、过载、逆功率等全部保护功能以及自动、手动同步并车功能。设有2个6600V负载单元，一是艏侧推器。由MM中压配电板直接提供6600V中压电力，是船舶整个6600V中压电力系统唯一的直接负载设备。免去了传统的440V660V的升压变压器；二是两个冷藏箱变压器HR
29、TR，将6600V降压至4400V，为冷藏集装箱提供电源，且设有独立的13绝缘监测和报警装置，通过空气开关连接，具有隔离功能，避免冷箱电气故障对MM配电板造成影响和冲击。任何打开屏门的检查操作均需严格执行安全接地放电程序否则中压配电板的任何一个屏门均无法打开，因为中压配电板与传统主配电板控制屏不同，承载着6600V的高电压，必须保证人员安全。图16600V中压电力系统原理图123中压电主变压器HMTR主变压器是船舶6600V中压电力系统的核心设备，将MM中压配电板的6600V降压成440V动力电，进入全船的电力拖动系统。主变压器输入输出功率大4200KVA，温升高报警值120左右，降压比大，因
30、此体积硕大。日常管理的主要内容是，两台主变压器交替互换使用，以及监控温度和有效降温。124JRCS440V低压电配电板LVMSB440VLM低压配电板，如同传统的负载屏，承载着船舶的全部负载；不同之处在于，低压配电板供电控制屏设有3个主空气开关其中2个分别将对应的1、2主变压器输出的440V低压动力电并入低压配电板另一个设在两个LM低压配电板之间，用以连接断开两个LM低压配电板；设有一个小控制面板，汇集同步指示器、同步选择开关、供电选择开关、隔离开关合分闸按钮等，便于供电开关和隔离开关的常规操作。125中压岸电系统AMP该岸电系统的功能，是将岸上提供的6600V中压332A电经检测同步后接人M
31、M中压配电板，然后经主变压器向LM，低压配电板供电。中压岸电系统，是船舶中压电力系统的专业配置，由设置在船尾两舷岸电箱内的660OV中压电缆专用收放装置、岸电连接屏和MM中压配电14板上的岸电控制屏组成2。13船用中高压电力系统的供配电网络结构中高压供配电系统的配电网络结构的基本设计思想可分两种放射形网络和环形网络，传统低压供配电系统由于系统容量小，电网结构比较简单，用电负荷也相对较少，一般采用放射形的网络结构。现代新型船舶依据自身容量及对供电能力要求的不同，两种网络结构都有采用，它们各有利弊。131放射形网络典型的放射形供电网络如图2所示，由图可见其电力成发散形传输，故操作较为简单，并且其控
32、制相对容易，能达到很高的自动化程度由于断路器成串联结构，因此在负载端发生故障时，可进行选择性断开，在系统结构比较简单时保护方案相对容易制定并且具有较好的选择性此外，它还具有容易扩充的特点，通过简单的插槽连接即可增加新的配电板，可以扩充多个负载接入点。但是随着现代船舶电力系统容量的不断增大，使得船舶电力系统的结构日趋复杂，此时放射形网络越来越多地暴露出了其自身的弱点一是对复杂供电网络要制定高效的选择性保护方案比较困难，二是放射形供电网络的结构缺乏冗余，一旦某馈电支路发生故障，则其后所有负载将失去供电。图2典型放射形供电网络单线图132环形供电网络GMMGGG低压配电板低压配电板安全开关15典型的
33、环形供电网络如图3所示，由图可见其电力通过分配电板连接成环形输送，所有重要负载至少有两条供电路径，可很好地保证系统供电的可靠性对系统保护来说，如果故障发生在负载端，则只需将输出端电路切断如果分站发生故障，则将该分站从系统切除，其余分站将继续运行，环形打开。从理论上讲此结构能以最经济的运行方式向系统内的所有负荷供电，在任何工况下都能很好地保证各负荷供电的连续性和可靠性因为在任何情况下，只需改变在网发电机组的数量就能保证系统所有负荷的供电，因此只要能制定适当的控制策略，总能以最少的发电机组满足系统运行的要求此外，对系统内的任一负荷，环形网络至少能提供两条不同的供电路径，能保证供电的连续性和可靠性因
34、此环形供电网络相对放射形网络在供电的经济性、连续性及可靠性方面具有非常明显的优势但由于环形供电网络的系统结构往往过于复杂，实际运行时电流的路径很难确定，给系统保护方案的制定带来了极大的困难由于技术上的限制，对环形结构供电网络的应用目前国内还鲜有实例国外发达国家及行业内顶尖的公司在这方面处于领先地位，其应用的供电网络已构成双环、多环甚至网型结构3。图3典型环形供电网络单线图低压配电板（重要负载）GMMGGG中压配电板中压配电板分配电板低压配电板（重要负载）6600V6600V低压配电板低压配电板162船舶中压电力系统的安全管理21中高压系统的技术难点由于现代船舶电力系统容量的逐步增大，使得中高压
35、电力系统得到了越来越广泛的应用，并且取得了很好的效果，但有很多问题是在设计和使用过程中必须考虑的这些问题主要包含以下几个方面211中性点接地方式的选择由于中高压发电机对绝缘的要求非常高，出于对绝缘成本、人身和设备安全等方面的考虑，采用中高压电力系统的船舶其中性点是要求接地的同时，随着船舶电力系统的结构日趋复杂，发生接地故障的可能性也越来越大，如何可靠地检测接地故障，准确地实现接地选择性保护成为船舶设计所必须考虑的问题电力系统中性点的接地方式是一个综合性技术问题，必须考虑供电的安全性、连续性和可靠性配电网和线路结构过电压保护和绝缘配合继电保护构成和跳闸方式设备安全和人身安全等。电力系统中性点接地
36、方式的选择原则如下1单相接地故障对连续供电影响最小，设备能持续运行；2单相故障接地时，健全相的过电压倍数较低，不致破坏系统绝缘水平；3发生单相接地故障时能将故障电流对电机和电缆的危害限制到最低程度，同时又利于实现灵敏而又有选择性的接地保护；4尽量减少设备间的影响；5接地设备易于订货，接地保护简单，投资少。除这些要求外，电气设备的对地电容电流是决定采用何种接地方式的关键因素。根据上述原则及仿真计算结果，对船舶电力系统，安全第一，从经济性考虑，不接地方式为较理想的方案。但当全船中压系统对地电容电流的值达到一定时，不接地系统在克服过电压能力不足的缺陷就较突出。单相接地故障产生的弧光接地过电压或谐振过
37、电压极高，对设备绝缘造成威胁，时间越长，发展成两相甚至多相短路的可能性越大。当前很多船舶采用中性点绝缘系统。由于船体全部为钢质结构，本身是一个良好的导体，船舶的接地实际就是连接到船体，以船体作回路就具有一定风险性，不仅损害设备还易危及人身安全。目前，船舶中压电力系统普遍采用三相绝缘和中性点经高电阻接地方式，后者使用最为广泛。若系统较大，较大的电容电流将产生较高电弧过电压，便可采用中性点经高阻接地系统。大接地电流系统由于单相接地故障的危害性，已很少应用在船舶中压电力系统。消弧线圈接地在陆上中压电力系统广泛使用，但在接地故障继电保护、单相接地故障发展为多相接地故障的可能性和中性点接地系统所需费用等
38、尚处于劣势。因此，在船舶和海洋工程的中压电力系统中经消弧线圈接地尚无工程应用的实例，明显不如中性点经高阻接地系统。212系统保护对中压电力系统，如果采用放射式的供电网络，则其保护措施相对简单如果采用环形17网络供电，则其保护方案要复杂得多由于环形电网实际运行时电流的路径很难确定，并且在开环和闭环时其电网结构会有很大的变化，这些都给系统的选择性保护方案的制定带来了极大的困难就所需保护的故障类型而言，中压系统的保护除了短路、过载、欠压、过压、逆功率等与低压系统相同外，还有中压电力系统需要的纵差、零序、零序纵差等保护零序电流保护实质上就是单相接地保护，是中性点接地系统所必需的213经济性问题对具有超
39、大功率用电负荷的全电气化船舶的电力系统，采用不同的电压等级将会对其经济性产生极大的影响而对电压等级的选取又是一个技术性极强的工作，它需要对采用不同的电压等级进行全面的技术经济分析，按分析结果进行电压等级的选取是唯一正确的方法对电压等级选择的论证重点考查以下几个方面1电力系统短路电流的计算2主发电机规格及主开关规格的确定和估价3主配电板数量的确定和估价4大功率电机传动结构的确定5主发电机电缆及主要供电负载电缆规格的确定和估价6主要配电变压器规格的确定和估价7汇总不同电压等级主配电板、主电缆及主配电变压器的数量、重量和估价8技术经济性能综合分析后作出结论对中压电力系统，其建造的一次费用有时候是超过
40、低压系统的。但对大型船舶来说，采用中压系统其运行成本将相对低廉，特别是综合全电力推进系统的出现和使用使得系统的长期运行成本得到了极大的降低对未来大型船舶及海洋工程设备来说，采用中高压系统供电将是电力系统的不二选择。除以上所述问题之外，中压系统的中压供电原则、中压配电板及其控制、中压电动机软起动、中压变压器预充磁及中压电缆的选择等问题也是中压电力系统与传统低压电力系统有很大区别的地方，在系统设计过程中都必须很好地解决才能保证全船电力系统良好的性能4。226600V中压电力系统的安全操作221MM中压电配电板的安全操作1发电机同步并电操作发电机同步并电，是主要的常规操作。JRCS技术人员建议在集控
41、台使用电脑中的自同步并电模式操作，当然也应熟练在配电板上操作。26600V艏侧推器操作集控室要做到驾驶台准备使用艏侧推器前，启动备用副机，满足三台机并网供电后，才能在艏侧推器控制屏上合闸供电；监控驾驶台操作程序若有不符，及时指导纠正；必要时及时分闸断电，避免事故。3MM中压配电板的养护、检查、管理重点同样在于落实安全保护程序。18JRCS中压配电板，设置有效地的安全连锁保护。可有效地防止误操作。例如只能在摇出主空气开关至TEST位置、合上接地开关放电、关闭连锁滑盖后，才能打开前屏门否则屏门始终被连锁而不能被打开。前一代JRCS中压电配电板接地放电前没有抽出主开关的步骤，容易造成在没有打开接地开
42、关的情况下误将主开关合闸使汇流排6600V电压直接接地后果不堪想象。打开任何一个屏门前，必须严格履行安全操作程序，有效地接地放电。最好验证确认。MM中压配电板的整个操作、检查过程，必须有两个具有一定资质和经验的专业人员在场。一个人实施具体操作一个人作为监护人，监督操作的正确性和完整性，发现问题及时提出并有效制止。曾发生过监护人员及时制止操作人员的误操作，有效避免一场特大操作事故的案例。某一步操作不能进行，必定是上一步操作不到位或条件不具备，应返回上一步解决，绝不能设法超越。此外JRCS中压配电板的后屏门每块都有22个M10的内六角上紧螺丝。颇为坚固，不仅有良好的保护功能，更有一定的防爆功能，一
43、旦内部发生电击爆炸，可起到相当的屏蔽作用，使爆炸冲击波向上突破，避免伤害周围人员。虽然没有任何连锁保护，用存放在前屏门内的钥匙即可打开。但按照程序，应该先完成前屏门打开的安全程序然后才能从前屏门内取得钥匙打开后屏门。因而绝不可能超过接地放电程序直接用钥匙开后屏门。内有足够的空间，可保证操作人员像传统配电板一样安全地检修、保养。222HMTR中压主变压器的安全操作1定期交换使用定期交换使用很重要。重要设备，定期互换使用有利于保持两台设备均处于良好状态。规范规定该主变压器持续使用不超过六个月。一般每季度互换一次，轮机长要监督执行。2通风降温使用中注意检查主变压器绕组温度和温度变化，夏季更要注意通风
44、降温。3备用主变压器初级与中压配电板合闸连接根据GL船级社规范，某副机跳电后，备用副机将全部自动启动、同步、合闸供电；两块低压配电板跳电后中间的隔离开关跳闸，供电后LM1LM2的两个主开关自动合闸，分别向两块低压配电板供电。备用主变压器初级最好保持与中压配电板合闸连接状态，虽然消耗部分电能耗量很小，电流不到LA，可以忽略不计，却能够保持主变压器的良好绝缘；保持主变压器处于良好的备用状态。一旦机舱跳电能够及时向低压配电板供电。4维修保养前接地放电维修保养备用中压主变压器前，应该严格履行接地放电的安全操作程序，特别注意，接地放电应该是“双边”的，即初级6600V和次级440V两边均需接地放电，以确
45、保检修安19全。LM低压电配电板安全操作440VLM低压配电板，负载拖动部分与传统的负载屏没有大的区别。传统的操作、养护、管理程序即能满足要求；操作的区别在于主变压器的互换使用。主变压器的互换使用，主要是三种状态的转换两台主变压器分别向两块LVMSB供电，转换为一台主变压器向两块LVMSB供电。一台主变压器向两块IJVMSB供电转换为两台主变压器分别向两块LVMSB供电。一台主变压器向两块LVMSB供电，转换为另一台主变压器向两块LVMSB供电。这三种状态的转换操作，涉及及时处理机舱跳电后恢复常规供电，不仅电机员要熟练掌握，值班轮机员也应能够按照操作规程正确操作。223AMP岸电系统的安全操作
46、整个操作过程必须有两名以上专业人员参加，最好是轮机长现场指挥，电机员具体操作，一名轮机员协助；现场人员配备对讲机保持船舶内部指挥协调以及与岸上人员的沟通联络，确保操作安全顺利进行。这项操作共分六个步骤1船舶AMP岸电系统接地放电接岸电前，岸上专业人员上船接洽，并要求船舶AMP岸电系统进行接地放电。在岸电专业人员见证下，船员在SC连接屏上完成接地放电程序。2电缆的送岸连接电缆绞车有自动张紧功能类似自动绞缆机，能够保持电缆在设定张力下的一定伸出长度。间隔一定时间自动收绞一次。可有效保护电缆不受外力损坏。必要时可适当调节电缆绞车自动力矩和设定的绞缆时间。调定后电缆应该是不吃紧也不松弛外溜，十分钟左右
47、自动绞缆3秒钟。若原设定的自动力矩偏大或时间偏长等，均有必要调小和调短。船员操纵船舶尾部两舷AMP岸电箱内的6600V中压电缆专用收放装置，依次放出液压电缆导缆托架，操作电缆绞车，将两根6600V中压电缆顺着导缆托架逐步送出，岸上人员接到电缆后，将其连接妥岸上电源。3连接、试验AMP应急停止控制线路AMP应急断电线路的原理，是将连接电缆中的应急停止控制回路接入岸上AMP高压真空开关合闸线圈串联，电压110V，当船上按下任何一个应急按钮或船上AMP电缆绞车送出到仅存最后一圈电缆时，自动断开岸上岸电高压开关，起到应急保护作用。岸上人员接妥电缆接口后，连接应急断电线路。船员配合，在艉岸电箱、SC岸电
48、连接屏、MM中压配电板上的岸电控制屏等三处，按照岸上人员指挥操作应急断电按钮，做应急断电试验。岸上人员确认试验成功，就完成了6600V中压电AMP的全部供电准备工作，随时可通知岸上供电部门合闸供电。4同步检验20船员在SC连接屏上检验相序，确认后合闸，向中压配电板MM1群送电。5中压配电板合闸送电中压配电板MMI上的合闸送电有多种方法和模式船舶供电的断电和不断电合闸；船舶供电不断电合闸中又分自动同步合闸和手动同步合闸。船舶断电合闸，需检测相序后，发电机分闸，全船失电，接着按下AMP的合闸开关，恢复船舶供电。船舶供电不断电合闸。则是选用自动同步模式，只要按下AMP的合闸按钮，自动同步并电后供电发
49、电机自动负载转移分闸，机舱在不断电的情况下完成岸电供应转换类似船上发电机闸转换操作。为了安全，岸方一般要求船舶断电合闸。然后记下电表的读数，以便结算。6岸电供电结束的恢复程序先启动一台副机。选定并电方法和模式，合闸。可以选择中断或不中断船舶供电；不中断船舶供电合闸中又分自动同步合闸和手动同步合闸。若选用不断电自动同步模式，只要按下待并发电机合闸按钮；自动同步并电后岸电负荷自动转移到船舶发电机；岸电分闸；机舱在不断电的情况下完成岸电供应转换类似船上发电机闸转换操作。船舶断电合闸则是启动船舶发电机后，先岸电分闸，全船失电，接着按下发电机的合闸开关，恢复船舶供电。记下电表的读数。以便结算。接下来，在SC连接屏上分闸，依次通知岸上人员停止供电此时船舶也可按下应急断电按钮，遥控岸上分闸断电；配合岸上人员脱开电缆连接操纵6600V中压电缆专用收放装置逐步收起电缆；操纵收起液压导缆托架，关上舷门5。23系统的日常管理231检修中的接地放电程序中压电系统的日常管理，最重要的是。检修前必须严格执行接地放电程序。不严格执行接地放电程序，危害极大，酿成重大事故的案例相当多。检修完毕，也必须严格执行恢复程序。检修完毕恢复程序出错也有险些酿成重大事故的案例。232中压发电机的管理与传统440V发电机的区别主要是三个方面。1严格的接地放电
