500t運輸船電力系統電源裝置的設計

秦富貞

【摘 要】船舶電力系統作為船舶重要的組成部分，是船舶技術發展水平的重要標志。船舶電力系統主要由電源、配電裝置、電力網和負載組成，它為船舶上的動力輔機負荷、電子設備負荷、甲板機械與裝置負荷、武器特種設備負荷、照明與其他日常設備負荷等提供電源。本文以500噸運輸船為例分析了船舶電力系統的組成、主要參數及基本特征，介紹了船舶電源力裝置的設計，包括電力負荷的計算，對發電機組數量和容量的選擇。

【關鍵詞】船舶電力系統；電源裝置；設計

0 引言

電源是船舶電力系統的重要組成部分。供電裝置的選擇是合理的，它直接影響到船舶的安全與經濟運行。因此，在進行船舶電站裝置的設計時，要全面、認真、謹慎。在電源裝置設計過程中，首先要通過電力負荷的計算確定船舶在各個工況下電力負載所需總功率，然后根據計算結果確定電站的總功率以及發電機組的臺數和單機功率。

根據不同的工作條件，對船舶電力負荷進行計算，不同的船舶，運行工況的劃分也不完全一樣，根據具體情況確定運行工況，但是必須要計算決定船舶電站總容量的最大運行工況和確定最小臺發電機功率的最小運行工況。

1 電力負荷統計

電力負荷的計算方法有很多種，但是三類負荷法是應用最普遍的一種。三類負荷法把全船電力負荷按使用時間長短分三類，并參考實際情況后進行計算。因為充分的數據，可以準確地計算出電氣設備的負荷系數，因此，三類負荷法可以得到更準確的結果。

1.4 發電機組容量和臺數的選擇

在船舶設計階段，對于全船所使用的設備型號和數量等不是很清楚，一般根據主機容量或船舶噸位來估算船舶電站的總容量。發電機組的單機容量和機組數量應根據負荷計算結果來確定。

1.5 電站容量

通過負荷計算，可以得到船舶在各種運行狀態下需要發電機供給的總功率。在決定電站的總發電量時，還要考慮到船舶的安全航行、維護保養、短時出現的峰值負荷、今后可能增加設備等情況，因此，要把通過負荷計算得到的PΣ適當放大，求得電站所提供的功率P，即：P =（1.2～1.5）PΣ 。

根據船舶的運行情況，在1.2～1.5的區間內選取合適的數值。對于以后有可能改裝的船舶，選取的數值要相對大一些。

2 發電機組容量和臺數選擇原則

電站的總容量應作為發電機組的單機容量和數量的主要依據，通常由以下原則確定：

1）每臺發電機的最大負荷為75%至90%的額定負載，并保留一定的儲備能力。

2）選定了船舶發電機組的數量及容量，即使是任何一組停止工作，仍可以確保船舶推進系統的重要設備的正常運作，以及船舶的安全。

3）在發電機的并聯運行中，應使用同類型的發電機組，以確保發電機組并聯運行時穩定運行。

4）使用的發電機臺數要適當，一般為2～4臺。

5）在船舶上設置應急電站以滿足緊急情況的需要。

根據以上原則，通常民用船舶電站設置2～4臺型號相同、容量相同的主發電機組。表1為500t運輸船電站發電機組的選擇結果。

在確定了電站基本參數及發電機組容量和臺數之后，就需要對發電機組進行選型。表2為500t運輸船電站選用的發電機組組成。

該500t運輸船電站選用的發電機，由德州奧力機械有限公司生產，經中華人民共和國船舶檢驗局檢驗合格認可。型號：T2H2XV-90-4，額定容量為90KW，額定電壓為400V，額定頻率為50Hz；額定轉速為1500r/min；功率因數為0.8（滯后）；電樞繞組為帶有中性點引出線的星形聯結；工作方式為連續（S1）。

3 結語

本文主要對船舶電力系統中的供電裝置進行設計。首先對船舶的運行工況及用電負荷的分類做了簡單的介紹，其次說明了三類負荷法進行電力負荷計算的步驟和流程，最后在闡述了船舶電源裝置選擇原則的基礎上，進行了發電機組臺數和功率的選擇，以及對發電機進行選型等。

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[責任編輯：楊玉潔]