第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件

第七章船舶高壓電力系統(tǒng)7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求7．2“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船中的高壓電力系統(tǒng)7．3高壓電力系統(tǒng)的主要電器7．4船舶高壓保護(hù)7．5船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理第七章船舶高壓電力系統(tǒng)7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求STCW公約規(guī)定高壓交流電力系統(tǒng)的定義是指額定電壓大于1KV，小于10KV等級的電力系統(tǒng)。對于額定頻率為60Hz的電力系統(tǒng)，額定值有2.3、4.16、6.6kV等；對于額定頻率為50Hz的電力系統(tǒng)，額定值有3.3、6.0、10kV等。7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求STCW公約規(guī)定高壓交流電力促使船舶采用高壓電力系統(tǒng)的主要原因是：（1）船舶低壓工頻發(fā)電機(jī)的設(shè)計容量上限為2MW至2.5MW。很多大型船舶的電站容量已達(dá)到10MW以上，（2）低壓短路器所能開斷的極限容量約為125kA，匯流排所能承受的瞬間最大峰值短路電流約為330KA；系統(tǒng)容量的增大，短路電流增加過大，超過目前所能生產(chǎn)出的開關(guān)電器與保護(hù)裝置的短路分?jǐn)嗄芰?。?）低電壓等級大功率船舶電纜的截面會很粗，并需多股并聯(lián)，造成電纜的發(fā)熱量增大、線路傳輸損耗嚴(yán)重，布線與安裝上更加困難。（4）隨著船舶電力系統(tǒng)容量的增加，低壓系統(tǒng)的機(jī)組數(shù)量也不斷增加，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜；對大容量、多機(jī)組、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行高效的保護(hù)和控制也比較困難。一般而言，選擇電動機(jī)是否采用高壓電力標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)功率值分界點是450kW。促使船舶采用高壓電力系統(tǒng)的主要原因是：7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求1．高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）放射形網(wǎng)絡(luò)（2）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)7．1高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與要求1．高壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2．高壓電力系統(tǒng)的要求（1）電壓等級的要求：系統(tǒng)額定電壓應(yīng)不超過15kV（2）防護(hù)等級的要求：IP23、IP44、IP54（3）電氣間隙和爬電距離的要求：最小爬電距離應(yīng)至少25mm/kV，在限流設(shè)備后16mm/kV。（4）高壓配電的要求：（5）高壓電力系統(tǒng)的保護(hù)要求（6）旋轉(zhuǎn)電機(jī)的要求（7）安裝要求（8）高壓電纜的敷設(shè)的要求2．高壓電力系統(tǒng)的要求（1）電壓等級的要求：系統(tǒng)額定電壓應(yīng)不第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件7．2“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船中的高壓電力系統(tǒng)7．2．1“泰安口”高壓電力系統(tǒng)簡介7．2“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船中的高壓電力系統(tǒng)7．2．1中國“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船，裝卸大型浮貨物時可以下潛19米，裝載平臺沒入水深9米。泰安口輪總長156米，型寬32.2米，型深10米，載重量18000噸中國“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船，裝卸大型浮貨物時可以下潛19“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船中壓電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)“泰安口”半潛船載重量18000噸，總長156米，可以裝載海洋鉆井平臺。船上安裝了先進(jìn)的衛(wèi)星動態(tài)定位系統(tǒng)（DP），船尾左舷和右舷安裝了SIEMENS公司和SCHOTTEL公司聯(lián)合生產(chǎn)的吊艙式電力推進(jìn)系統(tǒng)（SiemensSchottelPropeller,簡稱SSP），其螺旋槳可以360度回轉(zhuǎn)，船舶在行駛時可以在極小的范圍內(nèi)靈活活動。電網(wǎng)由三個層次組成：一是6.6KV的中壓主系統(tǒng)，二是450V的輔助低壓系統(tǒng)三是450V的應(yīng)急系統(tǒng)?！疤┌部凇卑霛摯d重量18000噸，總長156米，可以裝載6.6KV中壓主電力系統(tǒng)的組成電源:3臺5200KVA，720rpm，60Hz的主發(fā)電機(jī)組，柴油機(jī)為Warsila9L32，可以單獨或者并聯(lián)向中壓電網(wǎng)供電。No.1主發(fā)電機(jī)在裝載需要50Hz中壓電源供應(yīng)的貨物時，可以切換為2030KVA，600rpm，50Hz的模式運(yùn)轉(zhuǎn)，單獨為50Hz的貨物負(fù)載電源供電負(fù)載：船尾左右舷各一臺吊艙式電力推進(jìn)器SSP的4.7MW永磁同步電動機(jī)及為其變頻調(diào)速服務(wù)的變壓器組、晶閘管裝置；左右舷各一臺側(cè)推器的800KW電動機(jī)及為其變頻調(diào)速服務(wù)的變壓器組、晶閘管裝置；可以為450V的輔助低壓系統(tǒng)供電的2臺900KVA、將電壓從6.6KV轉(zhuǎn)變?yōu)?50V的旋轉(zhuǎn)變流器6.6KV中壓主電力系統(tǒng)的組成450V/60Hz低壓輔助電力系統(tǒng)航行時，電源來自中壓系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)變流器（機(jī)組）當(dāng)旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組發(fā)生故障或檢修時，以及在碼頭沒有載貨物時，電源來自1臺1125KVA，900rpm，60Hz的輔助發(fā)電機(jī)組，柴油機(jī)是Warsila6L20，在港內(nèi)還可以連接岸電低壓輔助電力系統(tǒng)的負(fù)載包括：常規(guī)船舶運(yùn)行時需要供電的各種設(shè)備450V/60Hz低壓輔助電力系統(tǒng)450V/60Hz應(yīng)急電力系統(tǒng)電源：通常，電源來自450V的輔助供配電系統(tǒng)應(yīng)急時，電源來自1臺250KVA（300KVA），900rpm，60Hz應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。負(fù)載包括：常規(guī)船舶應(yīng)急時需要供電的各種設(shè)備配電裝置：在應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制室共有3屏低壓配電板分別用于應(yīng)急發(fā)電機(jī)的控制，與450V輔助供配電系統(tǒng)的連接，電動機(jī)起動和輸出負(fù)載的分配。

450V/60Hz應(yīng)急電力系統(tǒng)7．2．2“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式根據(jù)船舶不同運(yùn)行狀態(tài)對功率的不同需求，提供經(jīng)濟(jì)可靠的供電.航行模式裝載50Hz貨物的模式機(jī)動操縱模式動態(tài)定位模式1動態(tài)定位模式2港內(nèi)停泊模式1（不需要50Hz中壓貨物電源）港內(nèi)停泊模式2（需要50Hz中壓貨物電源）

應(yīng)急工況港內(nèi)停泊模式3(功率回饋模式)7．2．2“泰安口”半潛式電力推進(jìn)船電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式不同運(yùn)行模式的設(shè)置，是靠電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組、匯流排的不同連接組合實現(xiàn)的。中、低壓斷路器帶有滅弧裝置，是實施電氣設(shè)備帶負(fù)載分合閘，并能對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的開關(guān)設(shè)備。不同運(yùn)行模式的設(shè)置，是靠電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組、匯流排的不同連接7．3高壓電力系統(tǒng)的主要電器7．3．1船舶高壓斷路器7．3．2高壓隔離開關(guān)7．3．3船舶高壓熔斷器7．3．4船舶高壓電力系統(tǒng)主變壓及其預(yù)充磁7．3高壓電力系統(tǒng)的主要電器7．3．1船舶高壓斷路器7．3．1船舶高壓斷路器通常，船舶高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)必須同時具備電動和手動操作的功能。高壓斷路器本體不像低壓斷路器那樣自身帶有保護(hù)裝置，而是通過綜保裝置綜合所有的保護(hù)功能來控制斷路器，實現(xiàn)對船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)。1．船舶高壓斷路器的特點2．船舶高壓斷路器的分類7．3．1船舶高壓斷路器通常，船舶高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)必須1．船舶高壓斷路器的特點1）一般電氣性能電壓：1min工頻耐受電壓、雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓。電流：額定電流、額定峰值耐受電流、額定短時耐受電流和額定短路持續(xù)時間2）分閘、合閘動作分?jǐn)喽搪饭收峡焖俜謹(jǐn)喽搪饭收蠒r合閘1．船舶高壓斷路器的特點1）一般電氣性能2．船舶高壓斷路器的分類按其采用的滅弧介質(zhì)分為油斷路器、六氟化硫（SF6）斷路器、真空斷路器，以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。1）真空斷路器真空斷路器結(jié)構(gòu)主要由操動機(jī)構(gòu)、支撐用的絕緣子和真空滅弧室組成。真空滅弧室的絕緣性能好，觸頭開距小；機(jī)械壽命和電氣壽命都很高。2．船舶高壓斷路器的分類按其采用的滅弧介質(zhì)分為油斷路器、六氟第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件2）六氟化硫斷路器：罐式結(jié)構(gòu)的六氟化硫斷路器：將斷路器與互感器裝在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，三相分裝式。滅弧室充有額定氣壓表壓為6bar的SF6氣體(20℃)。2）六氟化硫斷路器：第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件7．3．2高壓隔離開關(guān)1．高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)支持底座、導(dǎo)電部分、絕緣子、傳動機(jī)構(gòu)、操動機(jī)構(gòu)。2．高壓隔離開關(guān)的作用保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，起隔離電壓的作用。3．高壓接地開關(guān)7．3．2高壓隔離開關(guān)1．高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件7．3．3船舶高壓熔斷器高壓熔斷器由金屬熔體（熔絲）、觸頭、滅弧裝置（熔管）、絕緣底座組成。（1）熔斷器的額定電壓（2）熔斷器的額定電流（3）熔體的額定電流（4）熔斷器的開斷電流7．3．3船舶高壓熔斷器高壓熔斷器由金屬熔體（熔絲）、觸頭7.3.4船舶高壓電力系統(tǒng)主變壓及其預(yù)充磁船舶高壓變壓器預(yù)充磁通常有兩種方式：高壓變壓器初級繞組先通過電阻接至高壓配電盤母線，經(jīng)延時后高壓變壓器主斷路器接通，電阻被旁路切換，然后再斷開電阻電路。從低壓電網(wǎng)接通一臺等壓變比的小型變壓器與高壓變壓器的次級繞組相聯(lián)，高壓變壓器的初級繞組會感應(yīng)出一個相應(yīng)的高電壓，經(jīng)延時后，高壓變壓器主斷路器合閘，然后再斷開小型變壓器。7.3.4船舶高壓電力系統(tǒng)主變壓及其預(yù)充磁船舶高壓變壓器預(yù)第7章-船舶高壓電力系統(tǒng)課件高壓變壓器直接合閘供電，會產(chǎn)生很大的勵磁涌流，其幅值可達(dá)到其額定電流的數(shù)倍。另外，高壓電力系統(tǒng)中的高壓變壓器容量較大，可能與船舶高壓發(fā)電機(jī)容量相當(dāng)，所以其合閘沖擊電流可能會引起船舶高壓發(fā)電機(jī)跳閘。高壓變壓器直接合閘供電，會產(chǎn)生很大的勵磁涌流，其幅值可達(dá)到其7．4船舶高壓保護(hù)1）發(fā)電機(jī)保護(hù)控制2）匯流排和傳輸饋線的保護(hù)控制3）變壓器饋線的保護(hù)控制4）電動機(jī)饋線的保護(hù)控制5）報警7．4船舶高壓保護(hù)1）發(fā)電機(jī)保護(hù)控制7．5船舶高壓電力系統(tǒng)的安全操作和管理1．船舶高壓電力系統(tǒng)一般安全操作規(guī)程1）船舶高壓發(fā)電機(jī)檢修操作規(guī)程：絕緣手套，絕緣鞋2）船舶高壓斷路器檢修操作規(guī)程3）船舶高壓隔離開關(guān)操作規(guī)程4）高壓接地