海洋工程船舶電氣系統(tǒng)和設(shè)備的現(xiàn)狀及展望

吳斐文

（中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所 上海200011）

0 引 言

我國海洋工程船舶（簡稱海工船）在過去10年中已形成了一個良好的開局，4 000 t全回轉(zhuǎn)起重船“華天龍”號和30萬噸浮式生產(chǎn)儲油輪“海洋石油117”號的建造可視為一個新的起點。這既是用戶對海洋工程市場寄以巨大期望而開發(fā)的具有現(xiàn)代高新技術(shù)的海工船，也是造船工業(yè)深化科技體制改革、加大自主創(chuàng)新能力投入產(chǎn)生的結(jié)果。

以開發(fā)海洋油氣資源為主要目標(biāo)任務(wù)的海洋工程裝備，是我國船舶工業(yè)新的亮點，已列入國務(wù)院振興船舶工業(yè)發(fā)展綱要的重點發(fā)展方向。加快海洋工程裝備制造業(yè)的發(fā)展，是船舶工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要方向。在推進(jìn)海洋工程裝備制造業(yè)發(fā)展的同時，還要著力提高我國海洋工程裝備的研發(fā)設(shè)計能力，總裝集成能力和海工配套能力。這一系列政策措施已從中央到地方各級政府、企業(yè)、事業(yè)及民營單位的規(guī)劃、計劃工作中逐步得到體現(xiàn)。

海洋油氣的開發(fā)是陸地石油開發(fā)的延續(xù)，經(jīng)歷了一個由淺水到深海、由簡易到復(fù)雜的發(fā)展過程。1887年，在美國加利福尼亞海岸數(shù)米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井，我國則在上世紀(jì)60年代在渤海灣拉開了海洋石油勘探的序幕。

據(jù)介紹，海洋石油資源約占全球石油資源總量的34%，而探明率只占到其30%左右，還處于早期階段。海洋油氣資源主要分布在大陸架，約占全球海洋油氣資源的60%，然后大陸坡的深水、超深水海域約占30%。水深小于500 m為淺水，大于500 m為深海，1 500 m以上為超深海。2000～2005年中，全球新增油氣探明儲量164億噸油當(dāng)量，其中深海占41%，淺海占31%，陸上占28%?？梢?，重點已在海上深海區(qū)。油氣分布主要在波斯灣、墨西哥灣和幾內(nèi)亞灣的三灣；北海及南海的兩海和黑海及馬拉開波湖的兩湖［1］。

根據(jù)各方面的信息，將目前現(xiàn)存的主要海洋工程船舶的數(shù)量列于表1中，提供大家一個宏觀印象來了解整個海洋工程市場的面貌，作為我們今后工作方向的參考。

表1 全球及我國主要海洋工程船舶的數(shù)量

1 海工船類型及特點

海洋工程裝備包括為海洋油氣資源開發(fā)生產(chǎn)提供的裝備和以海上工程作業(yè)及服務(wù)為使命的工程船舶及配套設(shè)備，范圍很廣，沒有一個權(quán)威的歸類。表2中列出了近10年中屬于國內(nèi)船東（個別除外）國內(nèi)建造的主要海工船的實例，特別標(biāo)明了其設(shè)計情況。其中，由國外公司做基本設(shè)計的有8項，占47%；合作設(shè)計的有2項，占12%；國內(nèi)獨立做的有7項，占41%。

其實，就船舶設(shè)計本身而言，并非說國內(nèi)沒有能力，水平也差不到那里去，主要是船東的觀念及心理在起作用或在對作業(yè)性能無把握時的決定，一般可以理解。七○八所獨立從基本設(shè)計尤其從概念設(shè)計做起的項目較多較突出，至今仍有項目在進(jìn)行。從振興綱要以及“十一五”期間安排的課題研究來看，我國對海洋工程裝備的要求（不僅對海工船）是“提升海洋工程裝備設(shè)計水平，為培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供全面技術(shù)支撐；加大船用設(shè)備科技創(chuàng)新力度，大幅提升配套自主化率和本土化率等?！本褪且岢凶灾髦R產(chǎn)權(quán)的獨立自主的開發(fā)和設(shè)計，逐步擺脫依賴國外公司的局面。這是研制模式的重大改變，對提高我國海洋工程裝備的現(xiàn)代化具有重要意義。

從表2中還可看出，中壓電站、電力推進(jìn)、動力定位是當(dāng)代海工船電氣系統(tǒng)的主要特征，表2中的17項船型采用中壓電站占到88%（15項），即使沒有推進(jìn)的7項中（其中1項是柴油機(jī)推進(jìn)），中壓電站也占到71%（5項）；采用電力推進(jìn)為100%，10項需要推進(jìn)的全是；采用動力定位的在電推中有7項，達(dá)70%；此外，這些海工船無一例外均為高度自動化的中央集中控制，往往通過網(wǎng)絡(luò)通信形式構(gòu)成全船自動化系統(tǒng)。對電氣專業(yè)而言，中壓電力系統(tǒng)、電力推進(jìn)系統(tǒng)、動力定位系統(tǒng)和全船自動化系統(tǒng)這4大系統(tǒng)在海工船研制中具有了舉足輕重的地位和責(zé)任。這是在常規(guī)船舶研制中很難出現(xiàn)的情況，也是歷史發(fā)展所賦于我們的使命，需要我們?nèi)w從業(yè)人員的不懈努力才能實現(xiàn)。

2 海工船的電氣系統(tǒng)

2.1 中壓電力系統(tǒng)

海工船無論是油氣勘探或生產(chǎn)裝置還是工程作業(yè)裝置都具有大量作業(yè)設(shè)備，是除常規(guī)船舶的機(jī)器輔助設(shè)備、保船設(shè)備和日用設(shè)備之外，獨有的不可或缺的特種設(shè)備。不僅用途各異，而且功率往往巨大，形成了一個重要的電力負(fù)荷群體。海工船的供電系統(tǒng)要滿足他們的不同工況下的用電負(fù)荷，在電力負(fù)荷計算中作特別考慮。而且要特別考慮他們可能特有的不同工況下的配電要求，例如多路供電或轉(zhuǎn)換供電的要求。表3列出了主要海工船特有的作業(yè)設(shè)備的規(guī)格，從中可見他們構(gòu)成了一個大功率的電力系統(tǒng)的需求。

大功率用電負(fù)荷必須要有一個大功率電站來供電，這個大功率電站在超過10 MW以后，必然會采用中壓發(fā)電機(jī)才能組成。中壓發(fā)電機(jī)按系統(tǒng)短路容量估算后，一般可按所有發(fā)電機(jī)電流之和乘上8倍即可估得在不同電壓等級下的短路容量，并按表4所列極限容量來決定斷路器的分?jǐn)嗄芰?。電壓等級越高，系統(tǒng)功率也越大。原則上發(fā)電機(jī)單機(jī)功率盡可能大些，負(fù)荷率也可比常規(guī)低壓有所提高，一般95%也可接受。中壓發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)采用中性點高電阻接地系統(tǒng)［10］。

表2 我國建造使用的主要海工船實例

大功率電力系統(tǒng)除了供電裝置外，還有較復(fù)雜的配電系統(tǒng)和配電網(wǎng)絡(luò)。配電系統(tǒng)包括配電板及匯流排的結(jié)構(gòu)和型式，這個問題的進(jìn)一步分析在具有DP-2/DP-3以上要求時可參閱參考文獻(xiàn)［11］的論述。配電網(wǎng)絡(luò)主要根據(jù)多路供電和轉(zhuǎn)換供電要求進(jìn)行分析，這在DP-2/DP-3以上要求時更有必要。

2.2 電力推進(jìn)系統(tǒng)

電力推進(jìn)是一個既古老又具有嶄新活力的船舶推進(jìn)型式。進(jìn)入21世紀(jì)以來，基于對提高船舶操縱性能的需要以及對動力裝置的綜合應(yīng)用的研究，船舶電力推進(jìn)獲得了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。這是由于當(dāng)代船舶的使命已經(jīng)從交通運輸這一狹隘的用途擴(kuò)展到了國民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域，海工船就是其中之一。

電力推進(jìn)系統(tǒng)是集船舶總體布置、推進(jìn)性能、機(jī)電設(shè)備配置總成的全船性的綜合系統(tǒng)。由于包括柴油機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，交流變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)和計算機(jī)自動化系統(tǒng)在內(nèi)的船舶動力、驅(qū)動、控制設(shè)備的成熟發(fā)展，產(chǎn)品可選范圍極大，也促進(jìn)了適合各種需要的電力推進(jìn)系統(tǒng)的開發(fā)。

表3 主要海工船作業(yè)設(shè)備及電站規(guī)格

表4 中壓電網(wǎng)短路容量/MVA

電力推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點越來越得到充分的認(rèn)識而被接受，海工船采用電力推進(jìn)的主要理由在于需要優(yōu)越的操縱性能（特別是長期低速，如表1中的“海油720”）甚至動力定位要求。在采用主推進(jìn)加上首、尾側(cè)向推進(jìn)以及可伸縮全回轉(zhuǎn)推力器的應(yīng)用后，操縱性能獲得全方位的保證；側(cè)推及可伸縮推力器的驅(qū)動采用電動必定是最合理方便的，而此時主推進(jìn)的驅(qū)動也只能采用電動才是一個具有相同機(jī)動性能的和諧的統(tǒng)一的系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代的動力定位無一不是采用電力推進(jìn)作為驅(qū)動裝置的系統(tǒng)。同時，由于海工船具有大功率的電力系統(tǒng)，當(dāng)不進(jìn)行作業(yè)而需要作船舶移位時，推進(jìn)裝置完全可利用這個大功率電站作為動力。所以某些即使不需要動力定位要求的海工船，也往往配置電動主推進(jìn)裝置進(jìn)行低速航行或移位，表1中“蘭疆”號和“華天龍”號兩艘起重船就是這種應(yīng)用。表5列出了表1中采用電推的推進(jìn)裝置規(guī)格。

從表5中可看到許多有趣的現(xiàn)象：

（1）所用推力器類型五花八門；

（2）大部分采用FPP，少數(shù)采用CPP；甚至個別如第10項主推CPP還用變頻驅(qū)動；

（3）主推進(jìn)器無論是否用于DP，采用常規(guī)尾軸式、Z推和POD的都有；

（4）最大單機(jī)功率≤5 500 kW；

（5）驅(qū)動型式多樣化，以虛擬24P最多，個別用真實24P以及循環(huán)型，沒有用6P或AFE；

（6）世界著名供應(yīng)商都參與，ABB有5項，西門子3項，羅賓康與Converteam各1項；

（7）推進(jìn)電動機(jī)（除 POD外）轉(zhuǎn)速最低的為750 r/min;

（8）主推進(jìn)兼DP作業(yè)的理論上應(yīng)具有恒動率調(diào)速性能，但并非全有。

是否能從表5這10種應(yīng)用中總結(jié)一種標(biāo)準(zhǔn)的最佳的驅(qū)動形式，現(xiàn)在看來還不具備條件。根據(jù)目前變頻器發(fā)展來看，電壓型變頻應(yīng)成主流，也有達(dá)到2～3萬千瓦大功率規(guī)格產(chǎn)品推出。因此過去用SCR構(gòu)成的電流型變頻器或循環(huán)型變頻器近來已不大見到應(yīng)用了。但是，電壓型變頻器中真實24P或多重迭加型（完美無諧波）還很少見到應(yīng)用，筆者認(rèn)為未來一定會出現(xiàn)，應(yīng)用在大功率的推進(jìn)系統(tǒng)中。隨著變頻器價格的下降，AFE會出現(xiàn)在中功率應(yīng)用中，而6P型在小功率應(yīng)用中不會消失。

表5 主要電力推進(jìn)海工船的推進(jìn)裝置規(guī)格

2.3 動力定位系統(tǒng)

動力定位（DP）技術(shù)誕生于上世紀(jì)60年代世界油氣開發(fā)快速時期，首先就用于鉆井船“尤勒卡”號。目前，其已成為一門成熟的技術(shù)，在海工船以及其他許多船上都有廣泛應(yīng)用。國際海事組織IMO在1994年出版一本DP系統(tǒng)船舶指南（113IMO/IMO MSC circ.645）,實際上這個指南的基本思想出自于國際海事承包商協(xié)會IMCA及其前身動力定位船舶船東協(xié)會DPVOA及海上潛水承包商協(xié)會AODC的一系列指導(dǎo)性文件中。1991年出版的103 DPVOA以及后來IMCA M103文件就是將有關(guān)DP船舶的規(guī)則、操作程序以及良好的實踐融為了一體，并且定期審閱和更新，目前M103文件已有2007.12的修訂版。這個文件的前言、目錄、術(shù)語及縮寫詞匯編及第一章、第六章、第八章已有譯文，發(fā)表在參考文獻(xiàn)［12］中。IMCA組織是有關(guān)動力定位一切事宜的最權(quán)威的機(jī)構(gòu)，其出版的一系列文件具有重要的指導(dǎo)作用和規(guī)范的意義，詳見參考文獻(xiàn)［13］。

DP船舶設(shè)計現(xiàn)在有一個誤區(qū)，船東似乎很在乎DP的設(shè)備等級，往往為入級DP-1還是DP-2或DP-3而考慮再三，而且把考慮的重點放在了DP供應(yīng)商上，好像DP供應(yīng)商能包辦一切。而對自己的DP船舶應(yīng)適合怎樣的環(huán)境條件和應(yīng)該如何進(jìn)行DP操作這之間的關(guān)系考慮較少，對不同的DP設(shè)備等級與船舶的環(huán)境條件、工作狀態(tài)乃至船舶的動力配置、總體布置以至將來運行時DP操作員的能力和經(jīng)驗之間非常復(fù)雜的相互影響的關(guān)系了解較少。因此，提出一個恰當(dāng)?shù)腄P設(shè)備等級必須非常慎重，在113IMO文件中的2.1節(jié)指出：對一特殊操作所要求的船舶的設(shè)備等級應(yīng)由船東和客戶 （一般指操作者-筆者）在位置喪失后果風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上認(rèn)可。另外，主管機(jī)關(guān)或沿岸國家可對該特殊操作決定這些設(shè)備的等級。IMCA M103文件中指出，作為基本決定，該風(fēng)險分析必須在早期進(jìn)行，并在工作的各個不同階段中重作考慮。并且指出DP-2級設(shè)備和DP-3級設(shè)備的船舶之間的差別不像操作員的培訓(xùn)和經(jīng)驗、船上的程序、船舶的動力和推力冗余以及控制系統(tǒng)是那么重要。因此，筆者認(rèn)為，DP船舶設(shè)計從一開始，船東必須就船舶的動力和推力冗余以及控制系統(tǒng)與船舶概念設(shè)計部門進(jìn)行充分的溝通和分析，而不應(yīng)該貿(mào)然先在設(shè)計任務(wù)書上定下某一設(shè)備等級要求更合理。

作為船舶總體設(shè)計者，在開發(fā)研制需要采用DP的新船型時，可參考圖1所示的DP船舶設(shè)計程序來進(jìn)行。這是經(jīng)過了多型DP船舶的開發(fā)研究后，初步摸索總結(jié)出來的一套程序和原則。這個過程主要由總體專業(yè)和電氣專業(yè)協(xié)調(diào)進(jìn)行，是DP中電氣系統(tǒng)設(shè)計的重點內(nèi)容［14］。

DP技術(shù)應(yīng)用已有50余年歷史了，而形成一個市場一種規(guī)范也有近20年了，直至近期，DP也還是一個新興的產(chǎn)業(yè)。DP供應(yīng)商主要負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)及基準(zhǔn)系統(tǒng)（傳感器），著名的有挪威KONGSBERG，法國 Converteam （前身 Alatom）.美國 L-3（前身Nautronix）,我國都有采用，另外芬蘭Navis也有采用。新加坡MT及加拿大AUTONAN也有推介。

圖1 動力定位船舶設(shè)計程序

目前，國內(nèi)剛開始起步應(yīng)用DP，對DP試驗、操作人員的培訓(xùn)，鉆井領(lǐng)班、起重機(jī)司機(jī)、ROV操作員都需要有關(guān)DP工作的能力和限制的基本操作須知，船舶設(shè)計、驗船、管理部門都需要對IMCA的相關(guān)文件進(jìn)行了解掌握，這些工作有待得到進(jìn)一步的加強落實。

2.4 全船自動化系統(tǒng)

海工船具有工程作業(yè)的特點，并且控制采用以中央集成的形式，所以海工船的自動化系統(tǒng)比較完整和強大。無論是鉆井作業(yè)、油氣處理、樁腿升降、升沉作業(yè)、調(diào)載平衡、鋪管作業(yè)、布纜作業(yè)、多點錨泊定位以及動力定位所含的對所有推力器的各種操作都是全船性各種設(shè)備的綜合遙控。海工船的自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)比常規(guī)船的主機(jī)遙控復(fù)雜得多，船舶自動化進(jìn)入到了一個更廣泛的領(lǐng)域和層次。

海工船的全船自動化系統(tǒng)不僅包含傳統(tǒng)的監(jiān)測報警系統(tǒng)，還包括功率管理系統(tǒng)、壓載系統(tǒng)檢測控制、液位（壓力、溫度、流量）檢測控制、輔助機(jī)器設(shè)備控制，甚至裝載和穩(wěn)性計算系統(tǒng)。并且和DP控制系統(tǒng)一起集成為一個無縫連接的自動化系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)各種信息自由流通，各種控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，提供各種次級系統(tǒng)按船舶操縱要求的功能集成的最佳方案。因此，可獲得一個自動化程度最高、技術(shù)通用，備件最少和較少培訓(xùn)的運行系統(tǒng)，并且安全可靠。

一般要求全船自動化系統(tǒng)在所有層面上，包括操作站、通信鏈、處理器、I/O模塊和供電單元上均有冗余，并有內(nèi)置的自診斷模塊（包括所有系統(tǒng)部件和內(nèi)部通信的監(jiān)測、現(xiàn)場電路延伸監(jiān)測、獨立的I/O模塊、接地故障檢測等），在系統(tǒng)或現(xiàn)場故障事件中，用預(yù)設(shè)系統(tǒng)響應(yīng)來達(dá)到故障安全運行。所有應(yīng)用軟件可在線編輯，控制系統(tǒng)在安裝和運行時可能發(fā)生的新的要求容易進(jìn)行調(diào)整。

自動化系統(tǒng)包括操作站、現(xiàn)場站（含系統(tǒng)接口，包括硬線I/O信號和串行I/O信號）、網(wǎng)絡(luò)分配單元（交換機(jī)）、延伸報警系統(tǒng)、打印機(jī)、UPS電源。自動化系統(tǒng)應(yīng)含有趨勢分析、報告系統(tǒng)和歷史數(shù)據(jù)庫，用圖形顯示和過程視圖作為監(jiān)測手段。

自動化系統(tǒng)通信一般采用屏蔽對絞電纜（STP）7類網(wǎng)絡(luò)線或光纜連接控制站和過程站，STP電纜一般不大于100 m,常用雙星形或環(huán)形通信組成冗余網(wǎng)絡(luò)［15］。

3 海工船的電氣設(shè)備

根據(jù)海工船電氣系統(tǒng)分析來看，海工船的電氣設(shè)備所不同于常規(guī)船舶的主要特點在于中壓電氣設(shè)備及變頻器的應(yīng)用。IEC標(biāo)準(zhǔn)及各國造船規(guī)范都對中壓電氣設(shè)備有所專門的規(guī)定，IEC已出版了新的高于1 kV直至15 kV電壓等級的交流供電系統(tǒng)的專輯 IEC60092-503：2007，CCS2009 版規(guī)范對高壓電氣裝置的特殊要求同2006版的一樣，沒有跟上IEC的變化。另外，IEC也出版了新的電力推進(jìn)裝置專輯 IEC60092-501：2007，CCS2009 版規(guī)范已有類似新要求的修訂。

中壓發(fā)電機(jī)除了同低壓一樣的要求外，特別強調(diào)重視內(nèi)部短路和接地故障的保護(hù)，中壓發(fā)電機(jī)必須設(shè)滅磁保護(hù)。中壓發(fā)電機(jī)功率大，其AVR裝置也大，一般散件供應(yīng)，中壓配電板內(nèi)也放不下，只能獨立安裝或安裝在集控臺內(nèi)。如果中壓電網(wǎng)中變頻器負(fù)載比例較大時，電網(wǎng)功率因數(shù)可能較高，發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)也可提高到0.85或0.9，有可能減少發(fā)電機(jī)的kVA容量，縮小機(jī)座號。中壓發(fā)電機(jī)常用風(fēng)一水冷卻方式。目前，國內(nèi)有引進(jìn)生產(chǎn)的西門子1FJ4系列和利萊森瑪LS系列，上海電機(jī)廠可供應(yīng)自主研制的大中型中壓發(fā)電機(jī)及中壓電動機(jī)。

中壓變壓器在海工船上大量應(yīng)用，甚至中壓配電板的每條饋電電路都連接一臺中壓變壓器，包括推進(jìn)移相變壓器、作業(yè)機(jī)械移相或降壓變壓器、日用負(fù)載降壓變壓器等。其中有些變壓器的容量可能很大，甚至接近或超過單臺發(fā)電機(jī)的容量。因此，大容量變壓器接通時的沖擊電流會造成發(fā)電機(jī)過流脫扣或過大的電壓跌落，一般用預(yù)充磁的方式來降低其沖擊電流。低壓預(yù)充磁變壓器可設(shè)置在中壓變壓器箱內(nèi)集成一體。變頻用移相變壓器一般為三繞組形式，常用△/△+Y接線。日用負(fù)載降壓變壓器有時容量也較大，低壓側(cè)電流將很大，一般采用△/△接線，則低壓繞組制造較方便。降壓變壓器不能用Y/Y接成，在發(fā)生接地故障時會有三次諧波電流流過影響溫升。中壓變壓器也常用風(fēng)一水冷卻方式。目前，國內(nèi)泰州海田和江蘇中電都能供應(yīng)風(fēng)一水冷中壓變壓器，與ABB、西門子供應(yīng)進(jìn)口的TRASFOR相當(dāng)。

中壓配電板與低壓配電板有著天壤之別，它是以分割封閉的結(jié)構(gòu)組成斷路器室、母線室、電纜室和低壓室而構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的每屏結(jié)構(gòu)。每屏只裝一臺斷路器饋電一個用戶，常用真空斷路器，另有SF6斷路器，小功率饋電也有真空接觸器+熔斷器式。斷路器和接觸器都不帶保護(hù)裝置，另配多功能保護(hù)繼電器進(jìn)行保護(hù)脫扣。中壓配電板的控制及操作均為直流電源，需另配24 V或110 V UPS。中壓配電板對安全要求特別高，靠部件的結(jié)構(gòu)本身及相互的聯(lián)鎖來保證，不會讓人接觸到高電壓部件。中壓配電板按電壓等級有7.2 kV、12 kV、17.5 kV等幾種最高使用電壓規(guī)格，按電流等級有 630 A、1 250 A、2 500 A、4 000 A等幾種，分?jǐn)嗄芰τ?25 kA、31.5 kA、40 kA、50 kA 等幾種。工頻耐壓標(biāo)準(zhǔn)在我國執(zhí)行兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是IEC71.1-1993，另一種是GB311.1-1997，后者比前者高，以 6 kV等級為例，IEC為 20 kV，GB為 30 kV；10 kV等級，IEC為28 kV，GB為42 kV。目前，國內(nèi)有引進(jìn)生產(chǎn)的西門子NXAIR系列和ABBZS1系列中壓配電板。

控制設(shè)備主要采用變頻器及軟起動器。變頻器目前均采用交-直-交電壓型結(jié)構(gòu)的形式，以二極管整流+逆變器構(gòu)成。而以有源前端AFE+逆變器具有無諧波及功率因數(shù)可達(dá)1的變頻器因價格較高而應(yīng)用較少，但前景似可看好。另外以大功率二極管整流+多臺逆變器構(gòu)成的多傳動變頻器因適用于同類型非同時工作的設(shè)備而獲得較多應(yīng)用，如起重機(jī)、定位錨絞車等。二極管整流是一種非線性元件，因此輸入電流中會產(chǎn)生諧波電流，引起電源（發(fā)電機(jī)）內(nèi)阻抗生成相應(yīng)的諧波電壓，惡化電網(wǎng)電能質(zhì)量。為了改善電網(wǎng)質(zhì)量，需采用多脈波整流，一般有12脈波、24脈波等，增設(shè)移相變壓器來實現(xiàn)。目前，國內(nèi)有引進(jìn)生產(chǎn)的ABB的ACS800系列，西門子的S120系列，偉肯的NX系列，均為低壓風(fēng)冷，而現(xiàn)在船上常用的低壓水冷均需進(jìn)口。另外，船上也常用的中壓水冷的如ABB的ACS6000系列，西門子的GM150系列，Converteam的MV7000系列 （另有低壓MV3000系列）則需進(jìn)口。軟起動器是以晶閘管組成的無觸點交流起動器，一般以升壓法、恒壓法、限流法來控制電動機(jī)的最大起動電流并自動進(jìn)行加速，起動結(jié)束可用接觸器短接或不短接。目前，國內(nèi)有引進(jìn)生產(chǎn)的施耐德的ATS48系列，西門子的3RW34系列等，均為低壓。另外，在中壓等級上船上常用進(jìn)口的以色列SOLCON的HRVS-DN系列。

4 展 望

前期有兩則海洋工程方面的重大新聞，一則是中國交通建設(shè)總公司出資1.25億美元收購美國的FRIEDE&GOLDMAN公司，F(xiàn)＆G是國際著名的海洋工程設(shè)計和項目管理公司，表2中有4艘平臺和船皆由他們作基本設(shè)計；另一則是大連中遠(yuǎn)船務(wù)公司開工承建第一艘DP3鉆井船“大連開拓者”號，不過遺憾的是該船是出口的，而非中國船東。包括2010年3月，南通中遠(yuǎn)船務(wù)公司交付了世界上首座圓筒型鉆探儲油平臺“Sevan Driller”號（SPAR）在內(nèi)。這些新聞?wù)f明了海洋工程是如此之熱，把屬于交通部業(yè)務(wù)范疇的單位都吸引到了第一線，我們集團(tuán)公司的人應(yīng)該感到重大的壓力和責(zé)任而更加有所作為。

從“十一五”開始，工信部、科技部已就海洋工程方面立項很多課題研究，包括鉆井船、半潛平臺、自升平臺、物探船、半潛船、起重/鋪管船、動力定位、深水應(yīng)急支持船及3萬方耙吸挖泥船等，目的在前面第1節(jié)中已經(jīng)挑明了。目前，船舶總體設(shè)計各專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計工作沒有特別難點，僅個別特種設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計或選型情況較復(fù)雜。有的可依靠國內(nèi)相關(guān)工業(yè)和研究部門協(xié)助完成，如鉆井機(jī)械已可提供系統(tǒng)配置及設(shè)備；有的只能提供系統(tǒng)分析，設(shè)備則需進(jìn)口，如鋪管張緊器；有的可能全需由國外公司提供系統(tǒng)配置及設(shè)備如J型鋪管系統(tǒng)；有的可能只能提供初級的系統(tǒng)和設(shè)備，高級的系統(tǒng)和設(shè)備則需進(jìn)口，如DP系統(tǒng)。船舶建造能力方面情況更好些，上述3個事例已證明了這一點。而從使用方面，特別是DP－2還是DP－3船舶，必須達(dá)到IMCA所要求的操作以及管理水平，對我國海洋工程船舶船東及船員都是一個極大的考驗。

對于海工船電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備，前面第2，第3節(jié)已詳細(xì)分析了，有些系統(tǒng)還未設(shè)計過，有些設(shè)備只能進(jìn)口。這需要我國的機(jī)電工業(yè)部門提供技術(shù)支撐，加大船用設(shè)備科技創(chuàng)新力度，大幅提升配套自主化率和本土化率，加強基礎(chǔ)技術(shù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，實施重大創(chuàng)新項目，共同為海洋工程裝備這個國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而努力。

［1］世界海洋工程資訊［Z］.2010年第16周.9.

［2］秦琦.世界鉆井船市場發(fā)展現(xiàn)狀［J］.船舶，2009（6）：8-12.

［3］船舶與近海工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息快報［Z］.七○八研究所，2010年第2期.3.

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［7］船舶與近海工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息快報［Z］.七○八研究所，2009年第14期.1.

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