摘 要

随着船舶大型化、多功能化和节能化的发展,对船舶电站的要求越来越高。船舶电站设计是船舶总体设计的最重要内容之一,船舶电力系统的设计优劣直接关系到电站供电的连续性、经济性、电能质量,保证船舶电气设备的安全可靠地工作,进而确保船舶、船上货物和人员安全。

主配电板是船舶电力网中的一个重要环节，电能从主配电板通过电缆，经过中间分配电装置（区域配电板、分配电箱等），送往各电气用户，这就要求电网在发生故障或局部破损等情况下，仍能保证对负载的连续供电，并限制故障的发展和将故障的影响限于最小范围之内。

本文阐述了船舶电站设计过程和元器件优化选型，分析船舶电力系统的特点和基本参数，介绍配电板的功能、组成,从整体上对船舶电站原理进行分析，主要内容包括船舶电力系统配电装置设计及安装；配电板的电气原理图设计等。

设计中采用西门子S-200的PLC和PPU的组合,实现主配电板的分、合闸操纵以及必要的连锁和发电机的保护功能。监测仪表通过釆集电路中的电压、电流等实现配电板的监测功能。

关键词：船舶电站；配电板；PLC；船舶电力系统

Abstract

With the large-scale ship, multi-functional and energy-saving development of the ship power station requirements are getting higher and higher. Ship power plant design is one of the most important contents of the overall design of the ship. The design of the ship's power system is directly related to the continuity, economy and power quality of the power station to ensure the safe and reliable operation of the ship's electrical equipment, Cargo and personnel on board.

The main switchboard is an important part of the ship's power network. The electricity is sent from the main switchboard through the cable, through the intermediate distribution device (regional distribution board, distribution box, etc.), to the electrical users, which requires In the event of failure or local damage, the grid can guarantee continuous power supply to the load and limit the development of the fault and limit the impact of the fault to the minimum.

This paper describes the ship power plant design process and components optimization selection, analysis of ship power system characteristics and basic parameters, introduces the function and composition of the power distribution board, from the overall analysis of the principle of the ship power plant, the main contents include the ship power system Electrical device design and installation; distribution board electrical schematic design.

Siemens S-200 design of the combination of PLC and PPU to achieve the main distribution board points, closing control and the necessary chain and generator protection. The monitoring instrument realizes the monitoring function of the distribution board by collecting the voltage and current in the circuit.

Key Words： ship power station; distribution board; PLC; ship power system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 设计的主要内容 1

第2章 船舶电力系统的分析 3

2.1 电制 3

2.2 电压 3

2.3 频率 3

2.4 线制 4

2.5 防护等级 4

第3章 短路电流计算及元件选型 7

3.1 船舶电站短路电流的计算 7

3.1.1 短路点的选择 7

3.1.2 计算所需参数 9

3.2 船舶电站主要元器件选型 13

3.2.1 发电机断路器的选型 14

3.2.2 控制变压器和电流互感器的选型 16

3.2.3 测量仪表的选型 17

3.2.4 发电机并联运行自动控制单元选型 17

第4章 船舶电站配电板及其电路设计 19

4.1 配电板外型设计 19

4.2 主配电板电路设计 19

4.2.1 发电机屏控制电路 19

4.2.2 同步屏电路 21

4.2.3 组合起动屏与电力负载屏电路 22

4.3 应急配电板电路设计 24

4.3.1 应急电力系统 24

4.3.2 应急配电板 25

4.3.3 充放电板 26

第5章 基于的自动电站管理单元 27

5.1 硬件选型 27

5.2 自动电站管理流程 28

第6章 结论 30

致谢 31

参考文献 32

第1章 绪论

1.1选题的背景及意义

船舶电站是船上的。它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。为使船舶在各种不同工况下，如航行、作业、停泊、应急等情况下，都能连续、可靠、经济、合理地进行供电，船舶上常配置多种电站，如主电站、停泊电站、应急电站、特殊电站等^[1]。

船舶电站的组成：由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。发电机组是把化学能转化为电能的装置，通过配电板来进行控制及分配。船舶配电装置是对发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护、分配、转换、控制和检测的装置。