豪华游轮船舶电站自动化系统设计及实现

论文摘要

船舶电站是现代船舶的重要设备之一,船舶电站作为船舶自动化一个非常重要的组成部分,为船舶电力系统的核心。船舶电站是产生并连续供给辅助机械及全船所需电能的设备,它由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电装置组成。船舶运行中的经济指标、技术指标和续航能力被船舶电站供电的连续性、可靠性和供电品质直接影响着,船舶运行中的安全性以及运行过程中的经济效益都与船舶电站有着非常重要的关系。船舶电站性能的好坏,将直接影响船舶的运行情况。船舶电站自动化是组成机舱自动化的重要部分,同时也是船舶现代化程度提高的重要标志。在船舶运行中船舶电站自动化最主要的功能就是保证船舶供电的连续性、可靠性和供电品质。为了实现船舶电站自动化,必须满足以下两个方面的要求:第一是各单元的自动化,即船舶发电机组的起动、并联运行、频率调节、负荷分配与转移、解列和停机以及各种保护功能的自动实现;第二是在各个单元自动功能的基础上,进行总体规划,让各单元自动功能按所设定的逻辑关系联系起来,形成一个有机的整体系统。本文的主要任务是对豪华游轮船舶电站自动化系统进行设计,论文是在重庆东风船舶设计研究院所承接的DCS-457豪华游轮船舶电站自动化系统设计项目的基础上提炼总结写出的。本文详细论述了船舶电站自动化系统的设计过程,首先对船舶电站的系统功能进行简要说明,结合到船东的实际要求,对船舶电站进行初步分析;其次是对船舶电站的电站容量和短路电流进行计算,对船舶电站的容量进行确定;最后对船舶电站所需要使用的产品进行选型。在选型过程中充分考虑经济性和实用性,选定了具体产品之后,紧接着设计出船舶电站自动化系统中的控制环节,包括同步并车、自动调频调载、逆功率保护等等。论文的最后,按照内河船舶规范要求将船舶电站交由验船师检验,并对船舶电站进行模拟运行以及运行数据的采集,对船舶电站的可靠性和安全性进行验收。模拟运行表明,各项数据完全满足规范要求,并且最后成功交船,完成了豪华游轮船舶电站自动化系统的设计任务。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 船舶电站自动化国内外现状
• 1.3 课题的研究目的和意义
• 1.4 本文主要的研究内容
• 1.4.1 论文的主要研究内容
• 1.4.2 文章的组织结构
• 2 豪华游轮船舶电站系统功能及基本要求
• 2.1 豪华游轮船舶电站系统简述
• 2.1.1 电站系统的组成
• 2.1.2 电站系统的功能
• 2.1.3 船舶电站系统的特点
• 2.1.4 船舶电站系统的自动化控制系统
• 2.2 DCS-457 豪华游轮的技术要求
• 2.2.1 重庆长航东风船舶设计研究院简介
• 2.2.2 豪华游轮船舶电站具体要求
• 3 豪华游轮船舶电站自动化系统设计的前期基础工作
• 3.1 船舶电站电站容量及负荷计算
• 3.1.1 船舶电站容量确定的目的及计算方法
• 3.1.2 船舶运行状态和用电设备分类
• 3.1.3 电力负荷计算-三类负荷法
• 3.1.4 负荷表的编制
• 3.2 船舶电站短路电流计算
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 短路电流计算的目的
• 3.2.3 短路电流计算
• 3.3 船舶电站同步并车的原理
• 3.3.1 同步发电机的并车条件
• 3.3.2 准同步并车条件的实现
• 3.4 豪华游轮船舶电站电气配置
• 3.4.1 主配电板AC380V 配电屏
• 3.4.2 主配电板220V 配电板
• 4 豪华游轮船舶电站自动化系统主要产品选型
• 4.1 空气主开关
• 4.1.1 施耐德开关的优势
• 4.1.2 施耐德开关的简单介绍
• 4.1.3 施耐德开关的型号选择
• 4.2 逆功率继电器
• 4.3 负荷分配器
• 4.4 同步表
• 4.5 兆欧表
• 4.6 其他测量仪表
• 5 豪华游轮船舶电站自动化系统设计
• 5.1 发电机组状态控制
• 5.1.1 发电机的过载保护
• 5.1.2 发电机的外部短路保护
• 5.1.3 发电机的欠压保护
• 5.1.4 发电机主开关的控制与调试
• 5.2 发电机的逆功率保护
• 5.3 船岸电互锁及自动投入
• 5.4 自动调频调载、手动转移负载与解列
• 5.5 准同步并车
• 5.6 船舶电站电路图设计
• 6 船舶电站自动化系统试运行及结果分析
• 6.1 船舶电站图纸报审
• 6.1.1 中国船级社简介
• 6.1.2 图纸报审具体要求
• 6.1.3 图纸报审修改
• 6.2 系泊航行具体要求
• 6.2.1 柴油发电机组试验
• 6.2.2 并联运行试验
• 6.2.3 主配电板的试验项目
• 6.3 船舶电站交验
• 6.3.1 1 号发电机过流保护试验
• 6.3.2 主发电机组相关试验
• 6.3.3 开关测试、逆功率测试以及绝缘测试
• 6.4 结果分析
• 7 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目