船舶电力系统

发布时间：2025-11-02 15:37

不要在饮酒后驾驶私人飞机或船舶。 #生活技巧# #驾驶安全技巧# #酒后驾车防范#

由一个或几个在统一监控之下运行的船舶电源及与之相连接的船舶电网组成的，以向负载供电的整体。

简介

由船舶电源、配电装置，配电网和负载，即从电能生产，分配至消费所有环节组成的整体。船舶电源包括主发电机组、应急发电机组和蓄电池。配电装置包括发电机、电站控制装置及开关设备。按电流种类，船舶电力系统可分为直流电力系统，交流电力系统和交直流混合电力系统。目前大多数船舶采用交流电力系统，只有小艇、工程船和采用直流电力推进的特种船舶才采用直流电力系统。对消耗功率较大、又采用电力推进的船舶，如挖泥船、破冰船，则采用交直流混合电力系统。船舶交流电力系统都采用三相绝缘系统，常用的电压等级有：380V(50Hz)或440V(60Hz)。直流电力系统常用的电压为220V、110V和24V。与陆用电力系统相比，船帕电力系统容量较小，输电距离短，电力系统状态参数变化剧烈，因此发电机运行受负荷变化影响较大，这对电力系统的控制与保护提出了更高的要求。目前船舶电力系统的容量不断增大，自动化水平和供电质量及可靠性要求不断提高，产生了新的问题：系统容量加大必使短路故障电流加大，使低压断路器断流能力难以满足要求；发电机单机容量和电力负荷单机容量不断加大，给电机制造带来困难，导线截面加大，铜使用量、经费增加、施工困难。因此，出现了采用中压(交流1000～ 6000V) 船舶电力系统的新趋向。

船舶电力系统包括船舶电站和船舶电力网两大部分，担负着将不同形式的能量转换成电能，并将电能输送分配给各用电设备的任务。包括：

（1）原动机和发电机组成的发电机组；

（2）有各种控制、监视和保护电器的配电设备（总配电板）；

（3）导线和电缆等组成的电网。

船舶电力系统有一些主要的参数，决定着船上主要电气设备的品种和规格。这些参数是：电制（交流或直），电压，频率。

组成

船舶电力系统简图

船舶电力系统主要是由电源、配电装置、电网与负载四部分组成。

1) 电源。电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。船上常用的电源装置是柴油发电机组和蓄电池组。

2) 配电装置。配电装置是对电源和负荷进行分配、监视、测量、保护、转换、控制的装置。配电装置主要可分为主配电板、应急配电板、分配电板(动力、照明)、充放电板等。

船舶电力系统示意图

3) 电网。电网是输电部分，它是全船电缆电线的总称。电网是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷间的中间环节，是将电源的电能输送到负荷端的媒体。电力网按其供电范围可分为主电网、应急电网和小应急电网等；按电力网电压等级又可分为动力电网、照明电网和低压电网等。

4) 负载。负载即通常所说的电能用户。船舶负载通常分如下几类：

(1)船舶机械的电力拖动；

(2)船舶电气照明；

(3)船舶通信和导航设备；

(4)其他用电设备。

特点及对其基本要求

由于船舶是一个孤立的活动于海洋上的独立体，使得船舶电力系统与陆上电力系统相比有很大差异，主要有以下几个方面。

1、船舶电站容量较小

陆上电网容量一般在几百万至几千万千瓦，单机容量大多在数十万千瓦，而船舶发电机单机容量较小，一般不超过l000kW。

由于船舶电站容量较小，而某些大负载容量可与单台发电机容量相比，所以当这样的负载起动时对电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大)，因而对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求。如船用发电机调压器的动态特性与陆上发电机相比具有较高的指标要求，有强行励磁的能力，发电机应具有能承受较大的过载能力。另外，由于船舶工况变动也较频繁，因此对自动控制装置的可靠性也提出了较高的要求。

2、船舶电网输电线路短

与陆上数千千米高压输电网络相比，船舶发电机端电压、电网电压、负荷电压是同一个电压等级，所以输配电装置较陆上系统简单。由于船舶容积的限制，电气设备比较集中，电网长度不大并都采用电缆，所以对发电机和电网的保护比陆上系统要简单，一般只设置有发电机过载及外部短路的保护，电网的保护和发电机的保护通常共用一套装置。

3、船舶电气设备工作环境恶劣

船舶电气设备工作条件比陆地恶劣得多，环境条件对电气设备的运行性能和工作寿命有严重影响。当环境温度高时，会造成电机出力不足，绝缘老化加速。相对湿度高则会使电气设备绝缘受潮、发胀、分层及变形等，使绝缘性能降低，并且会使金属部件加速腐蚀，镀层剥落。盐雾的存在、霉菌的生长和油雾及灰尘私结都能使电气设备绝缘下降、工作性能受到影响。当船舶受到严重的冲击和振动时，也会造成电气设备损坏、接触不良或误动作。由此可见，船用电气设备必须满足“船用条件”的要求。

基本参数

船舶电力系统的基本参数是指电流种类(电制)、额定电压和额定频率的等级。它们决定了电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。

1、电制的选择

由于电源有直流电源与交流电源之分，因此船舶电力系统也相应有直流电力系统船舶与交流电力系统船舶，习惯上把它们称为直流船与交流船。在20世纪50年代以前所建造的船舶，极大部分是直流船；而后随着科学技术的发展，在60年代以后建造的船舶主要是交流船；70年代后除特种工程船舶外，几乎都采用交流电力系统。

交流船舶的电气设备在维护、保养等方面工作量比直流船要少得多，且交流电机结构简单、体积小、重量轻、运行可靠，其相应控制设备也简单。当采用三相三线绝缘系统时，照明网络与动力网络没有电的直接联系，因此对地绝缘电阻低的照明网络基本上不影响动力网络。采用交流电制后，船舶的造价和维修费用也有明显的降低。

船舶电气设备额定电压表

2、额定电压的选择

船舶电力系统额定电压的大小直接影响到电力系统中所有电气设备的重量、尺寸、价格等技术经济指标以及人身安全问题。提高电压主要是使电缆网络的重量和外形尺寸减少，对电力系统中的其他元件的重量、尺寸特性影响并不大。可是电压的提高对电气设备的绝缘和安全方面也提出了更高的要求，因此船舶建造时选择额定电压主要考虑是与本国陆上低压电网额定电压相一致。

我国交流船舶主电网额定电压为380V；照明负载为220V；直流船舶的额定电压有220V或 110V。电源额定电压约比电网电压高5%，如发电机为400V，照明变压器为230V。国外建造的交流船舶电网电压有440V的。

随着船舶用电量的增加，船舶发电机的总装机容量和单机容量也大大增加，低压电压等级已不能满足要求，因此，出现了中压电力系统，如某些商船上已采用了3.3kV的电力系统。

3、额定频率的选择

交流船舶电力系统的额定频率选用陆上的标准等级，有50Hz与60Hz两种标准。我国采用的频率为50Hz，一些国家如日本、美国等采用60Hz的频率标准。