摘 要

本文主要针对于一艘××船的电力系统设计。通过研究船舶舾装设备的原始数据、结合内河钢制船的设计规范，通过使用三类负荷法计算出船舶电站容量的基本数据，并以此为依据确定电站的选型。从设计角度介绍了本船的配电原理以及设备布置，详细讲解了低压配电系统在本船的实际应用形式。

关键词：电力系统；三类负荷法；船舶电站；电气说明书；电力负荷计算书；低压配电系统；设备布置

Abstract

This paper mainly focuses on the design of the power system of a XX ship. By studying the original data of ship outfitting equipment and combining with the design code of inland steel ship, the basic data of ship power station capacity is calculated by using three kinds of load method, and the selection of power station is determined based on this. From the design point of view, this paper introduces the power distribution principle and equipment layout of the ship, and explains in detail the practical application form of the low-voltage power distribution system in the ship.

Key words: power system; class III load method; ship power station; electrical specification; power load calculation; low voltage distribution system; equipment layout

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2船舶电力系统发展历程及现状 1

1.2.1船舶电力系统的发展历程 2

1.2.2船舶电力系统的发展现状 3

1.3研究内容 4

第2章电力电力负荷计算 5

2.1计算依据的原则和规范 5

2.2常用的电力负荷计算的方法并各自优缺点 5

2.3三类负荷法计算电力负荷 5

2.3.1计算步骤及编制负荷表 6

2.4电站选型 8

2.5本章小结 8

第三章电力系统设计 9

3.1电力系统设计依据的原则和规范 9

3.1.1 安全可靠性原则 9

3.1.2 灵活便捷性原则 9

3.1.3 成本经济性原则 9

3.2设计应包含的内容 10

3.3 电力系统图纸设计 10

第四章电气说明书 13

4.1.总则 13

4.2电制及基本参数 13

4.3电源设备 13

4.4机舱辅机及生活设备 14

4.5配电设备 15

4.6电力设备 16

4.7照明设备 17

4.8船内通讯设备 18

4.9船舶与乘员安全设备 18

4.10航行设备 20

4.11无线电设备 20

4.12机舱自动化 20

4.13渔政执法设备 21

4.14电缆及避雷 21

4.14本章小结 22

第五章 结论与展望 23

致 谢 24

参考文献 25

附录A：电力负荷计算书 25

附录B：电力设备布置图 25

附录C：电力系统一次图 25

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

船舶设计是造船过程中的重要环节，其设计内容在根本上影响了船舶的尺寸、结构、成船的具体形式、同时决定了生产成本的高低以及建造周期的长短。而随着船舶行业的迅猛发展，现代船舶的种类、复杂程度日新月异，在设计上要满足船东方面提出的性能要求以及一些功能的构想，加大了船舶的设计难度。同时设计者提供了船舶生产建造的详细信息，其业务能力的水平高低直接决定了船舶的性能、质量，甚至对船舶投入运营后的经济性都有至关重要的影响^[1]。

1.1.2研究意义

船舶在水上的功能繁多，其重要性也是无可替代的，全球贸易经济的良好发展不仅刺激了船舶投入生产建造的数量，也加剧的行业内的竞争。因此加大对船舶设计的研究不论是在当下还是长远的未来都是极有意义的。优秀的船舶设计可以生产建造出性能优良的船舶，提高本身在同行业中的竞争力，同时对船舶设计的研究有利于船舶未来的发展。如今的绝大多数船舶在技术层面上承接着上个世纪末期或者说上一个十年的历史，当新型技术或者新型材料的技术壁垒被打破，新型船舶的设计建造需求将会呈现一个井喷的状态。所以船舶设计的研究保证了自己在同行业中的竞争力，是新技术的突破口。除此之外，网络信息技术的飞速发展逐渐消融了各行各业的研究边界，在未来的大数据时代，船舶设计可能走向智能建造^[2]的时代，依托大数据与人工智能，实现设计—制造一体化进程。无需参照传统的设计流程，从设计到生产一步到位，减少传统环节中的不必要消耗，使整个生产建造流程更加流畅迅捷。所以，对船舶设计进行研究是有必要的，且其必然能对行业的发展产生深远的影响。

1.2船舶电力系统发展历程及现状

1.2.1船舶电力系统的发展历程

1800年，伏特第一次发明电池，电能首次以不同于自然界的形式出现在世界上。电池的出现以及不断改进优化为电能的实际应用提供了前提，人类可以第一次使用这种在历史中令人生畏的能源。而电能在船舶上的首次应用出现在1830年，德国科学家莫里茨·赫尔曼·雅克比在小型实验船上安装了直流电动机，虽然受制于当时的技术问题，电能在船舶上的应用并未得到良好的推广与发展，但是这只是船舶电力发展的一个小小的瓶颈。1880年，哥伦比亚号安装了第一个船用直流电力系统；1896年美国海军“布鲁克林”号配备了80V直流电力系统，用于操作甲板机械和枪支支架等^[3]；1916 年“新墨西哥”号潜艇采用了涡轮机为原动机的交流电力推进装置；1960 年“堪培拉”号成为英国第一艘使用交流电力系统的客船^[4]。因为交流电力系统在实船中的应用更为复杂，早期的船舶多采用直流电力系统，同时电力系统的应用也存在使用效率低下，电能的生成模式单一，在船舶上的应用不广泛等等问题。但这并不妨碍其突破性与重要性，人们在认识到了电能在船舶应用上的广大前景以后，便持续不断的进行研究突破，希望可以尽可能开发电能在船舶方面的应用潜力。下图是从1830年到20015年船舶电力系统发展的相关节点。