船舶中压电力体系电气设施安装工艺的设计与实现

'　　船舶中压电力体系电气设施安装工艺的设计与实现第1章绪论1.1舰船电力推进的发展及其现状 船舶电力推进技术已发展了近100年，目前国外ABB、西门子等公司在该领域的研究处于世界领先地位。随着船舶技术的发展，船舶电力系统的容量在不断增加，受船舶上安装空间的限制及经济航行的需要，迫使某些大中型特殊船舶向中压电力推进方向发展，导致其电网的复杂程度也逐渐增加。传统的低压电力推进系统安装工艺己很难适应新型中压电力推进系统的要求。电力推进系统按照电制来划分，其主要有下列4种类型[1]~[6]：1.低压直流/直流型电力推进,釆用1000V以下直流电网和直流推进电机。2.低压直流/交流型电力推进,采用1000V以下直流电网和变频调速推进电机。3.低压交流/直流/交流型电力推进,采用690V以下低压交流电网和变频调速推进电机,推进功率一般在5MC)的要求，防止设备受谐波的影响。例如晶闹管控制装置造成的主电源瞬态压降和谐波损失，所有电气设备、仪器、仪表不受船上其他设备产生的感生电流或福射的干扰，灵敏的电子设备需装在变频器的安全距离之外(包括与变频器连接的电缆)，变频器应尽量靠近其所驱动的电机安装。此外电气设备的安装应保证船舶在倾斜时(按船级社和管理当局要求)也能正常操作。深潜水工作母船电站(包括发电机、电动机和控制器)应确保：当电动机起动产生很大的冲击电流时，电网电压的波动范围不超过额定电压的15%。电气设备的设计、制造和安装应能承受电压和频率的瞬态波动：交流电压±20%，频率±10%。电压波动时，恢复到稳定值所需时间应不超过1.5s。频率波动时，恢复到稳定值所需时间应不超过5s。2.2中压电力系统电气设备保护要点 在船舶上，安装电气设备之前我们必须认真核算以下提到的几个要点中的数据，如有不慎将会对船舶电气设备造成一定的影响。电力潮流计算和短路计算的目的，是为了确定在正常和应急情况下发电机、电缆、配电板和变压器等设备上的热应力和机械应力是否低于设计最大值。同时也给出变压器抽头和调压器的设定值，用来保证不同的汇流排的电压和负载末端上的电压都在允许的偏差范围内。电力潮流计算用来确定发电和配电网络中负载电流的稳定值，因为船上的电网一般是放射型的，因此求解相对容易。一般在短路电流计算以前完成该工作以提供短路电流计算所需的起始工作点。当相与相之间或相与地之间产生短路时，回路中的电流元大于额定电流，此时电气设备受到短路电流的冲击会出现绝缘损坏、元件损坏等现象。电流大，电压就低，使电设备受到影响。随着电流电压的变化，功率分配也会不均，影响电力系统的稳定性。短路计算的目的，是为了确保故障短路电流不超过断路器和其它设备的最高设定值。短路的情况下，汇流排和电缆上的机械应力比平常情况下要高出许多，船级社的规范规定了设备的设计限制值。第3章船舶中压电力系统电气设备保护..........143.1电力潮流计算[31]........163.2短路计算........163.3中压电力系统接地方式及仿真分析........173.4谐波失真........253.4.1船舶电站谐波控制........263.4.2深潜水工作母船谐波分析........283.5压降计算........293.6变压器差动保护........31第4章深潜水母船中压电气设备安装工艺的实现........36 4.1中压配电板安装工艺的技术要求........364.2电力系统短路保护器选择........34.3保护电器协调动作的分析........464.4变压器予页充磁........524.5电缆敷设的电磁兼容问题........544.6深潜水工作母船中压电缆接头工艺........56第5章总结与展望........625.1总结........625.2本文的不足及展望........62第4章深潜水母船中压电气设备安装工艺的实现4.1中压配电板安装工艺的技术要求 馈电线路采用塑壳式断路器进行过载保护和短路瞬动保护，电动机回路的塑壳式断路器应根据船级社的要求配置分励脱扣线圈或欠压释放线圈，以实现优先脱扣或紧急切断功能。所有塑壳式断路器(包括组合起动屏和分配电板内的断路器)应为插入式安装，可在不断电的情况下从板前抽出，小型的pactNS断路器可为固定式安装。所有配电板、分配电板和起动屏的门需打开至90°。在配电板间的配电板前应铺设耐油橡胶塾，厚度为10mm,耐压等级为10,000V。船舶中压电力系统的安装工艺包括接地、设备保护、电缆敷设及电路保护等方面，通过简单的、合理的方法来选择安装方式⑴。结论本文阐述了电力推进系统的一般构成，及船用中压配电板的优势，以深潜水工作母船为载体，务求实用化、标准化、安全性的原则，系统性的对中压配电板电力推进系统进行了各项说明及分析。着重研究了船上电气设备的各项安装工艺，主要做了如下几方面的工作：1.分析了船舶中压电力推进系统中关键设备的功能及意义。重点对全船中压电气设备的布局、电缆接头的接法及基于电磁兼容原则的电缆安装工艺进行了分析。2.利用谐波畸变分析法判定是否加装滤波器；利用短路电流计算法来确定交流电力系统中最大对称和非对称短路电流值，通过对预期故障短路电流和保护电器(如熔断器、断路器等)接通能力及分断能力的分析，选择合理的断路器满足安装点短路电流的要求。3.依据故障短路电流的理论时间-电流动作曲线和电流保护器自身的时间-电流动作曲线来制定系统短路保护的协调控制策略。 本文通过引用各项标准和理论与实践相结合的方式，将各项主要性的原则工艺形成文字并出图。解决深潜水工作母船上，中压配电板施工工艺上电磁兼容、电路保护等难题。目前实船己顺利交付并运营，由武汉CCS船检验证，对上述工艺进行了全面的形式实验考核。'