船舶中壓電力系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝工藝的設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，運輸交通向著更加效率的方向發(fā)展。船舶的發(fā)展方向也越來越向著大型化的方向發(fā)展，船舶電力系統(tǒng)的容量與之前相比較而言也有了較大的增加，由于船舶自身原因，導(dǎo)致其的電力系統(tǒng)安裝空間受到極大的限制，也使得了電網(wǎng)的復(fù)雜程度不斷加深。面對這樣一種情況，傳統(tǒng)的低壓電力推進系統(tǒng)的安裝工藝已經(jīng)不足需求。本文主要就船舶中壓電力系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝工藝的設(shè)計與實現(xiàn)進行了探究，最終得出總結(jié)。

關(guān)鍵詞：船舶中壓電力系統(tǒng)；電力推進；安裝工藝；設(shè)計與實現(xiàn)

船舶電力系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)有近百年的歷史，當前，國際上很多公司也正在對該領(lǐng)域進行研究，其中以西門子、ABB等公司的研究成果較為突出。船舶技術(shù)的不斷發(fā)展也促進了船舶電力系統(tǒng)容量的增加，但是由于船舶自身安裝空間的限制以及航行的經(jīng)濟要求，大中型的船舶逐漸向著電力推進的方向發(fā)展，這也使得電網(wǎng)的復(fù)雜性不斷加高，傳統(tǒng)的電力推進系統(tǒng)的電氣設(shè)備安裝工藝已經(jīng)不能滿足設(shè)備的發(fā)展需求，需要有一套新的工藝設(shè)計出現(xiàn)。

一、當前船舶中壓電力系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝工藝的要點

（一）船舶電氣系統(tǒng)。船舶在具體的設(shè)計與制造中需要考慮的問題有很多，例如其的可靠性、靈活性等，當然，最重要的就是安全性，這是設(shè)計的核心所在。其次，在設(shè)計中還應(yīng)當遵循電磁兼容性的規(guī)律要求，這是預(yù)防諧波干擾的前提。深潛水工作母艦電站應(yīng)當確保在電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，一般來說，電動機在產(chǎn)生較大的沖擊波時，電網(wǎng)電壓的波動范圍也不能過大，盡量保持在額定電壓的15%以內(nèi)。電氣設(shè)備的設(shè)計以及之后的制造和安裝的過程中應(yīng)當能夠承受電壓和頻率的波動。在深潛水工作母艦中有幾個重要的組成部分，首先是供電系統(tǒng)，一般情況下，深潛水工作母艦在工作時有4臺主發(fā)電機以及應(yīng)急發(fā)電機和停泊發(fā)電機或者是岸電。再有就是配電系統(tǒng)，使壓器的安裝場所一般在潮度濕度影響不大的地方，器通風收不到其他設(shè)備和船體結(jié)構(gòu)的影響。電力和照明變壓器一般采用3相變壓器，其的絕緣等級最好是F，升溫等級為F，而且變壓器的安裝場所應(yīng)當干燥潔凈，而且通風條件良好，這對于其的正常工作是十分重要的。

（二）中壓電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的保護要點。在船舶上安裝電氣設(shè)備之前應(yīng)當著重考慮一下以下的幾個數(shù)據(jù)，首先是潮流計算，電力潮流計算和短路計算的目的就是為了在極端的狀況下還能使得整個系統(tǒng)處于比較正常的工作狀態(tài)，比如，應(yīng)急狀態(tài)之下的電機和電纜以及配電板和變壓器等設(shè)備上的機械應(yīng)力以及設(shè)備自身產(chǎn)生的熱效應(yīng)處于安全的范圍之內(nèi)；其次，短路電流的危害也應(yīng)當明確，短路計算可以確保故障短路電流處于安全的范圍之內(nèi)，在任何工作的狀態(tài)之下都小于最高的設(shè)定值；另外，接地故障也應(yīng)當計算清楚，若一相短接到地面就會產(chǎn)生接地故障電流，接地故障電流的大小還與其具體的系統(tǒng)接地方式有關(guān)。另外，降壓處理也應(yīng)當計算清楚，一般分為電纜降壓和設(shè)備降壓。最后，船舶中壓電力系統(tǒng)諧波也應(yīng)當考慮清楚，一般來說，中壓船舶電站的容量都較大，在推進方式上采用電力推進系統(tǒng)和其他大型電氣設(shè)備，這句會使得其產(chǎn)生較大量的諧波，對船舶電站的品質(zhì)造成一定的影響，應(yīng)當采取適當?shù)拇胧﹣肀ＷC電氣設(shè)備的正常運行，避免其引發(fā)嚴重的電氣事故。

二、船舶中壓電力系統(tǒng)電氣設(shè)備安裝工藝的設(shè)計及實現(xiàn)

（一）中壓配電板安裝工藝的技術(shù)要求。饋電線路采用的是塑殼式斷路器進行電路的保護，即過載保護和短路瞬時保護，電動機回路的塑殼式短路器應(yīng)當能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)先脫扣或者是緊急切斷的功能。大多數(shù)的塑殼式斷路器為插入式的安裝，其抽出的時候可以在不斷電的情況下操作。所有的配電板和分配電板需要打開至90度，在配電板之間的配電板之前應(yīng)當鋪設(shè)有厚度大致為10毫米的耐油橡膠墊，其的耐壓等級為10000伏特。船舶中壓電力系統(tǒng)的安裝工藝以及相關(guān)的電路保護工作應(yīng)當通過合適合理的方式進行安操作。

（二）電力系統(tǒng)短路保護器的選擇。在選擇電力系統(tǒng)短路保護器的時候，應(yīng)當注意從輸入?yún)?shù)以及工況計算等方面具體分析。例如，在計算工況時，最大工況一般是由四臺主發(fā)電機并聯(lián)運行，而在最小工況之時則是由一臺停泊發(fā)電機運行即可，在極端情況之下由相應(yīng)的應(yīng)急發(fā)電機運行，根據(jù)此來選擇恰當?shù)呐潆婋娖鳌?/p>

（三）保護電路協(xié)調(diào)動作的相關(guān)分析。一般情況下，主發(fā)電機與主發(fā)電機之間的短路選擇性保護主要是通過瞬時動作的發(fā)電機差動保護繼電器來實現(xiàn)的，這種繼電器工作的具體方式是通過檢測發(fā)電機內(nèi)部的電流與配電板電流之間的差值，當這個差值高于發(fā)電機額定電流值的10%時，保護繼電器就會正常的工作，在極短的時間內(nèi)脫扣發(fā)生短路的主發(fā)電機，起到一個保護的作用；主發(fā)電機與其下一級之間的保護則是按照時間的原則進行的；中亞變壓器原邊與副邊之間的短路保護是通過電力變壓器或者是甲板設(shè)備變壓器實現(xiàn)的；而照明變壓器初級開關(guān)與下一級之間的保護性選擇一般是按照時間原則進行。

（四）變壓器的預(yù)充磁。對船舶來說，較大容量變壓器空載在合閘的時候由于瞬時電流較大，從而會引起電氣保護裝置失效或者是產(chǎn)生誤動作等一系列的問題，而利用預(yù)充磁對于變壓器的副邊進行充磁可以有效的避免這些問題的出現(xiàn)，從而達到一個保護設(shè)備和電網(wǎng)的目的。變壓器內(nèi)部磁通量突變會造成空載合閘時磁通量發(fā)生相應(yīng)的變化，這種變化最大能夠達到穩(wěn)態(tài)磁通量的2倍以上。而預(yù)充磁變壓器的容量是主變壓器容量的1%，兩者之間的變化是相同的。在預(yù)充磁變壓器正常工作之后，主變壓器可以看做是預(yù)充磁變壓器的一個荷載，這樣一來，主變壓器的內(nèi)部通過預(yù)充磁技術(shù)就會變成一個相對穩(wěn)定的交變磁通，從而可有有效的避免沖擊電流的產(chǎn)生。

（五）電纜敷設(shè)的電磁兼容。在電纜敷設(shè)的電磁兼容問題上，由于電纜的鋪設(shè)應(yīng)當避免潮氣凝結(jié)和油水等的影響，在船艙壁上進行鋪設(shè)時應(yīng)當使其與電纜之間保持50毫米的間隙。另外，電力電纜與信號電纜的敷設(shè)應(yīng)當控制在兩束電纜中，并且保持一定的距離。

三、結(jié)語

總而言之，船舶向著大型化發(fā)展已經(jīng)成為時代的潮流的必然要求，而隨之而來的一些列問題也是當前船舶技術(shù)研究中的重點，尤其是針對于船舶中壓電氣系統(tǒng)電氣設(shè)備的工藝設(shè)計，原有的工藝已經(jīng)不能滿足船舶發(fā)展的需求，因此，我們必須重視這一問題，這是推動船舶向著效率化、先進化發(fā)展的必經(jīng)之路。

參考文獻：

[1]陳路，袁建國，馬春生等.中壓長線路低電壓問題的綜合治理方法研究[J].中國電力教育，2014，（15）：253-254.

[2]吳桂峰，朱菲菲，王軒等.配電網(wǎng)小電流接地故障分析[J].電氣技術(shù)，2013，（1）：70-74.

[3]王雋.中壓開關(guān)柜絕緣方式和絕緣標準的探討[J].電力系統(tǒng)裝備，2014，（3）：66-68，69.