1.4船舶电力系统相关标准
由于船舶电力系统工作的环境和供电用电设备的特殊性,为了能让船舶电力系统在相应的条件下安全工作,船舶电力系统要满足这些特殊的要求。换而言之,船舶电力系统必须满足当今船舶设计和建造的标准和规范要求。下列规范和法规都是对船舶能安全工作所需要满足的基础的要求和基础的规定:
《船舶与海上设施法定检验规则》(国际航行海船法定检验技术规则)
《船用交流低压配电板通用技术条件》(GB11634-89)
《船用主配电板基本环节线路》(GB*/Z342-81)
《船用配电控制设备制造工艺》 (GB*/2342-84)
《船用交流低压配电板结构及基本外形尺寸》(GB11803-89)国际电工委员会(简称IEC)
国际海上人命安全公约(简称SOLAS)[3]
1.5船舶电力系统基本参数
船舶电力系统有以下几个基本参数:电流的种类,额定电压,额定频率和线制。船舶电力系统担负着全船的电能提供和控制,因此正确的参数选择是整个船舶电站和供电用电设备功能能否正常实现的重要基础。基本参数的选取影响着船舶供电设备的电能供给,同时也影响着一些主要用电设备的工作状况。因此,决定着船舶电站的安全性和船舶运行的生命力。
1.5.1电流种类(电制)
船舶电力系统采用的交流和直流两种类别。也可以称为电制。上世纪前叶,由于造船技术不够先进,生产的船舶大多选用简单的直流种类;而后来,随着科技和经济的发展,技术不断进步,采用交流电力系统慢慢的成为船舶的主流。
在船舶实际应用中,大中型船舶均采用交流电力系统。因为交流电力系统结构简单,所占空间小,工作相对比较稳定,交流电制也有利于船舶电气自动化的改善。尤其是在船舶建造期间采用岸电供应时,使用交流电可以更方便的和岸电进行连接[4]。然而船舰能源类型或某种条件限制,有较高调速要求的电力推进电力系统往往采用直流电制,比如:采用蓄电池组为能源的常规潜艇,就很难推行交流电制。
1.5.2额定电压
额定电压是电力系统的重要参数之一[5]。由于现在大多数船舶的容量并不大,所以船舶电力系统基本采用的都是低压,额定电压相对都不高。我国发电设备具有230v(单相),400v(三相)的额定电压。目前大部分船舶住电站动力电网额定电压基本是采用380V或者440V的标准,照明电网额定电压基本是采用220V或者110V的标准。临时应急照明电网与弱点电网一般采用24V的标准。然而因为船舶容量根据其船舶运行的要求相变化,有一些大型的运输船舶和大工程的船舶以及舰船上电站容量已达到上万千瓦,这是仍要采用低压系统标准显然不合理,因此提高电压是必然的,这类船舶大多采用和陆地上相应的3300V或者6600V中压等级标准。
1.5.3额定频率
船舶交流电力系统现行额定频率有工频和中频两种。工频是船舶动力电气设备使用的频率,按照各国传统习惯,有50Hz和60Hz两种。我国船舶与陆用电源一致,使用的是50Hz标准频率(通讯导航设备除外)。美国,韩国等采用的是60Hz,巴西,日本等有些国家采用的是50Hz和60Hz两种。在一定范围内提高频率,可提高自动化系统动作的快速性。降低电气设备自动化元件的重量和尺寸。
采用中频有很多好处,比如:减少电气设备重量;用静止整流器对直流用电设备供电时,滤波要求低;可限制短路电流,改善设置安全工作条件;动态性能好;电动机在轻载时,功率因素高,因而消耗电能少。