船舶中压电力系统电气设备安装工艺的设计与实现
时间：2020-12-14 20:02:31 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：随着经济的不断发展，运输交通向着更加效率的方向发展。船舶的发展方向也越来越向着大型化的方向发展，船舶电力系统的容量与之前相比较而言也有了较大的增加，由于船舶自身原因，导致其的电力系统安装空间受到极大的限制，也使得了电网的复杂程度不断加深。面对这样一种情况，传统的低压电力推进系统的安装工艺已经不足需求。本文主要就船舶中压电力系统电气系统电气设备安装工艺的设计与实现进行了探究，最终得出总结。
关键词：船舶中压电力系统；电力推进；安装工艺；设计与实现
船舶电力系统的发展已经有近百年的历史，当前，国际上很多公司也正在对该领域进行研究，其中以西门子、ABB等公司的研究成果较为突出。船舶技术的不断发展也促进了船舶电力系统容量的增加，但是由于船舶自身安装空间的限制以及航行的经济要求，大中型的船舶逐渐向着电力推进的方向发展，这也使得电网的复杂性不断加高，传统的电力推进系统的电气设备安装工艺已经不能满足设备的发展需求，需要有一套新的工艺设计出现。
一、当前船舶中压电力系统电气设备安装工艺的要点
（一）船舶电气系统。船舶在具体的设计与制造中需要考虑的问题有很多，例如其的可靠性、灵活性等，当然，最重要的就是安全性，这是设计的核心所在。其次，在设计中还应当遵循电磁兼容性的规律要求，这是预防谐波干扰的前提。深潜水工作母舰电站应当确保在电网电压稳定，一般来说，电动机在产生较大的冲击波时，电网电压的波动范围也不能过大，尽量保持在额定电压的15%以内。电气设备的设计以及之后的制造和安装的过程中应当能够承受电压和频率的波动。在深潜水工作母舰中有几个重要的组成部分，首先是供电系统，一般情况下，深潜水工作母舰在工作时有4台主发电机以及应急发电机和停泊发电机或者是岸电。再有就是配电系统，使压器的安装场所一般在潮度湿度影响不大的地方，器通风收不到其他设备和船体结构的影响。电力和照明变压器一般采用3相变压器，其的绝缘等级最好是F，升温等级为F，而且变压器的安装场所应当干燥洁净，而且通风条件良好，这对于其的正常工作是十分重要的。
（二）中压电力系统电气设备的保护要点。在船舶上安装电气设备之前应当着重考虑一下以下的几个数据，首先是潮流计算，电力潮流计算和短路计算的目的就是为了在极端的状况下还能使得整个系统处于比较正常的工作状态，比如，应急状态之下的电机和电缆以及配电板和变压器等设备上的机械应力以及设备自身产生的热效应处于安全的范围之内；其次，短路电流的危害也应当明确，短路计算可以确保故障短路电流处于安全的范围之内，在任何工作的状态之下都小于最高的设定值；另外，接地故障也应当计算清楚，若一相短接到地面就会产生接地故障电流，接地故障电流的大小还与其具体的系统接地方式有关。另外，降压处理也应当计算清楚，一般分为电缆降压和设备降压。最后，船舶中压电力系统谐波也应当考虑清楚，一般来说，中压船舶电站的容量都较大，在推进方式上采用电力推进系统和其他大型电气设备，这句会使得其产生较大量的谐波，对船舶电站的品质造成一定的影响，应当采取适当的措施来保证电气设备的正常运行，避免其引发严重的电气事故。
二、船舶中压电力系统电气设备安装工艺的设计及实现
（一）中压配电板安装工艺的技术要求。馈电线路采用的是塑壳式断路器进行电路的保护，即过载保护和短路瞬时保护，电动机回路的塑壳式短路器应当能够实现优先脱扣或者是紧急切断的功能。大多数的塑壳式断路器为插入式的安装，其抽出的时候可以在不断电的情况下操作。所有的配电板和分配电板需要打开至90度，在配电板之间的配电板之前应当铺设有厚度大致为10毫米的耐油橡胶垫，其的耐压等级为10000伏特。船舶中压电力系统的安装工艺以及相关的电路保护工作应当通过合适合理的方式进行安操作。
（二）电力系统短路保护器的选择。在选择电力系统短路保护器的时候，应当注意从输入参数以及工况计算等方面具体分析。例如，在计算工况时，最大工况一般是由四台主发电机并联运行，而在最小工况之时则是由一台停泊发电机运行即可，在极端情况之下由相应的应急发电机运行，根据此来选择恰当的配电电器。
（三）保护电路协调动作的相关分析。一般情况下，主发电机与主发电机之间的短路选择性保护主要是通过瞬时动作的发电机差动保护继电器来实现的，这种继电器工作的具体方式是通过检测发电机内部的电流与配电板电流之间的差值，当这个差值高于发电机额定电流值的10%时，保护继电器就会正常的工作，在极短的时间内脱扣发生短路的主发电机，起到一个保护的作用；主发电机与其下一级之间的保护则是按照时间的原则进行的；中亚变压器原边与副边之间的短路保护是通过电力变压器或者是甲板设备变压器实现的；而照明变压器初级开关与下一级之间的保护性选择一般是按照时间原则进行。
（四）变压器的预充磁。对船舶来说，较大容量变压器空载在合闸的时候由于瞬时电流较大，从而会引起电气保护装置失效或者是产生误动作等一系列的问题，而利用预充磁对于变压器的副边进行充磁可以有效的避免这些问题的出现，从而达到一个保护设备和电网的目的。变压器内部磁通量突变会造成空载合闸时磁通量发生相应的变化，这种变化最大能够达到稳态磁通量的2倍以上。而预充磁变压器的容量是主变压器容量的1%，两者之间的变化是相同的。在预充磁变压器正常工作之后，主变压器可以看做是预充磁变压器的一个荷载，这样一来，主变压器的内部通过预充磁技术就会变成一个相对稳定的交变磁通，从而可有有效的避免冲击电流的产生。
（五）电缆敷设的电磁兼容。在电缆敷设的电磁兼容问题上，由于电缆的铺设应当避免潮气凝结和油水等的影响，在船舱壁上进行铺设时应当使其与电缆之间保持50毫米的间隙。另外，电力电缆与信号电缆的敷设应当控制在两束电缆中，并且保持一定的距离。
三、结语
总而言之，船舶向着大型化发展已经成为时代的潮流的必然要求，而随之而来的一些列问题也是当前船舶技术研究中的重点，尤其是针对于船舶中压电气系统电气设备的工艺设计，原有的工艺已经不能满足船舶发展的需求，因此，我们必须重视这一问题，这是推动船舶向着效率化、先进化发展的必经之路。
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