船舶电气设计概论

SWS设计部电装室熊勇船舶电气设计概论一、概述•船上所有需要电的地方都是船舶电气的工作范围•分类强电部分：-船舶电力系统-电力拖动系统-照明系统-自动化系统弱电部分：-导航系统-船内通信系统（有线通信）-无线电通讯系统-生活娱乐系统•工作范围和分类•标准、规范、规则和公约-IEC（国际电工协会）-SOLAS（海上人命安全公约）-各国政府关于海事方面的规定-船级社（CCS、LR、GL、DNV…）•国内外发展情况-日趋复杂-更新换代迅速-新颖的电气系统层出不穷-新船型不断涌现•设计阶段-方案设计-初步设计-技术设计-施工设计或：-基本设计-详细设计-生产设计二、电气系统1、电力系统主电源应急电源输配电系统电源系统主电源：-主发电系统-变电系统-岸电系统应急电源：-应急发电系统-应急变压系统-和/或蓄电池系统主电源失效时，应急发电机45秒自动起动并承接额定负载；对于货船，在设有临时应急蓄电池组时，可不要求应急发电机自动起动电力负荷计算将船舶运行状态分类-自由航行、机动航行、作业航行、停泊和应急等每个状态中分别列出电力设备使用情况-连续使用、间断使用、不使用按连续使用和间断使用进行分类计算并汇总考虑一定数量的备用功率考虑船级社规范对发电机功率和数量的要求-通常要求任何状态均至少有一台备用主发电机确定发电机的单机功率和发电机的数量各专业要会签输配电系统短路电流计算-校验各个配电装置上的开关分断、接通能力电压降计算-校验电网电压的动态和静态波动是否符合要求系统保护的协调（选择性保护）-仅切断故障回路而不影响其它回路和上级电网的正常工作，以确保供电的连续性输配电系统2、电力拖动约占电网负荷的70~90%电动机的选择-根据机械特性的要求，首先选择的电动机型式，然后确定其功率、电压、转速、工作制、绝缘等级、防护形式和冷却形式考虑电网容量和电动机功率的比例关系，以及机械的工作是否需要调速3、照明系统包括航行安全和人员安全照明、工作场所照明及生活区域照明航行安全照明：航行灯和信号灯-桅灯-左舷灯（红色）-右舷灯（绿色）-尾灯-各种颜色的环照灯-通信闪光灯-其它规定人员安全照明-应急照明：集合区、逃生路线、公共处所等工作场所照明及生活区域照明-舱室照明、室外照明、探照灯和投光灯3、照明系统按供电方式分为正常照明及应急照明，应急照明又分为应急发电机供电和蓄电池供电。对于客船和应急发电机无自动起动的货船，还须设置临时应急照明，由蓄电池供电3、照明系统4、导航系统导航系统是保证船舶航行安全并准确地引导船舶按预定航线到达目的地的一整套综合系统标准磁罗径（反射式）陀螺罗径（电罗径）自动操舵仪测向仪（从1999年起民船已可免装）导航雷达（两套，一套为S波段，一套为X波段）自动雷达标绘仪（ARPA）全球定位系统（GPS）测深仪子母钟船舶气象仪航迹仪航行数据记录器（VDR）—“黑匣子”船舶自动识别系统（AIS）电子海图（ECDIS）4、导航系统5、船内通信系统船内通信系统是一个综合的包罗范围很广的信息系统，包含语音、指令、信号及公用服务等内容电话系统（直通声力电话、指挥电话、自动电话）广播系统机舱传令钟系统主机转速指示系统螺距角指示系统舵角指示系统雾笛信号通用紧急报警系统探火报警系统灭火剂施放报警系统呼叫系统（轮机员值班呼叫、轮机员安全呼叫、冷库误锁呼叫、病室呼叫、驾驶员安全呼叫）水密门关闭报警5、船内通信系统6、无线电通讯系统无线电通讯系统是一套改善海上遇险与安全通讯，建立新的快速搜索救助通讯程序的全球统一标准的系统，即由国际海事组织IMO提出、制订和实施的全球海上遇险与安全系统GMDSS（GlobalMaritimeDistressandSafetySystem）GMDSS包括的内容：船舶遇险时船对岸、船对船以报警为目的单向通信；岸对船的指令或请求前去援助救护的单向通信援助协调和现场救助的指挥通信，这是一种双向通信向众多船舶播发服务性的多种航行警告和气象预报的集群性报文搜索救助场合的示位信息和各种遇险船舶的位置测量6、无线电通讯系统IMO对海区的划分A1海区——由甚高频VHF岸台的无线电话所覆盖的区域，一般是以25nmile为半径的海域A2海区——由中频MF岸台的无线电话所覆盖的区域，一般是以100nmile~150nmile为半径的海域A3海区——由国际海事卫星所覆盖的区域，一般是指南纬和北纬70o以内的海域A4海区——由A1、A2和A3海区以外的区域，一般指南纬和北纬以70o外至两极之间的海域IMO对不同航区的船舶提出了不同的配备定额6、无线电通讯系统GMDSS的组成甚高频无线电话（VHF）奈伏泰斯接收机（NAVTEX）中频无线电装置（MF）中/高频无线电装置（MF/HF）船舶地球站（SES），分为INMARSAT卫星A、B、C、M、F站甚高频紧急无线电示位标（VHF-EPIRB）极轨道卫星紧急无线电示位标（406MHz-EPIRB）6、无线电通讯系统•静止轨道卫星紧急无线电示位标（1.6GHz-EPIRB）•加强群呼接收机（EGC），在未能提供NAVTEX业务的海域航行时配备•救生艇筏双向甚高频电话（TWO-WAYVHF）•搜救雷达应答器（SART）无线电通讯设备天线特别多，应按EMC电磁兼容要求进行布局6、无线电通讯系统7、应急系统应急电源、用电设备的应急供电、应急控制、应急照明等应急蓄电池组及其充放电板、应急发电机等应安装在最高一层连续甲板以上易于从露天甲板到达之处8、自动化系统对机电设备和装置进行控制的自动控制与/或遥控系统均统称为自动化系统，它包括控制系统、安全系统和报警系统（包括显示）机舱检测、报警和控制系统是现在大多数船舶都采用的一种自动化系统，多采用以微处理器技术为基础的系统，系统由计算机主机、采集单元（分站）、显示器、打印机、延伸报警装置、轮机员报警装置等组成，其计算机主机可用工业控制计算机（工控机）也可用可编程控制器PLC机舱检测、报警和控制系统CCS规范自动化等级的附加标志AUT-0—推进装置由驾驶室控制站遥控，机器处所包括机舵集控站（室）周期无人值班MCC—机舱集控站（室）有人值班对机电设备进行监控BRC—推进装置由驾驶室控制站遥控，机器处所有人值班任何设备应有措施保证在自动化系统失效时能在机旁对机电设备进行有效的人工操作。8、自动化系统各个船级社对于需附加自动化入级标志的船舶都有相应的具体要求，并且都有详细的自动化监控项目一览表轮机、电气专业应按该表要求逐项对照设置必要的传感器、控制装置、显示仪表、报警触点，最后进行汇总统计—监测报警表，并据此进行系统设计8、自动化系统综合自动化系统过程控制系统（PCS）应急关断系统（ESD）F&GWHP.….…FPSO中控系统9、电缆系统电气系统和设备均需通过电缆连接来实现功能，各种用途的电缆组成了一个电缆系统。按电缆载流量、用途、工作温度、敷设环境、屏蔽要求选用不同截面、芯数、绝缘材料、护套材料的电缆全船电缆的重量及价格（含桥架的重量）在全船电气设备（通常不包含电机）中占到不小的比例，不容忽视各类电缆三、其他专业协调配合1、总体专业驾驶室布置天线布置电气专用舱室设置电缆通道防火区域划分危险区划分总布置图2、轮机专业辅机功率与使用要求辅机控制发电机功率与数量主机遥控机舱布置图自动化/监测报警项目管系与主干电缆协调3、舾装专业甲板机械功率与使用要求甲板机械控制生活设施功率与使用要求自动化雷达桅布置磁罗经布置航行灯、信号灯及号笛的配置4、空调冷藏及通风专业HVAC设备功率与使用要求上层建筑内防火风闸布置及控制生活设施功率与使用要求风管与主干电缆协调5、内装专业厨房设备功率与使用要求房间布置图与电气的照明和船内通信系统协调6、结构专业计程仪、测深仪的安装谢谢大家!