船舶实训电站的设计与实现

论文摘要

船舶电站是保证船舶正常航行的重要设备之一。船舶电站最主要的目的在于保证船舶供电的连续性、可靠性和供电品质。随着船舶自动化要求的日益提高,设计船舶电站的自动化和智能化管理系统成为必然趋势,在实际应用中具有重大现实意义。本文阐述了青岛远洋船员学院实训电站的设计过程与实现方法。参考大量远洋船舶电站系统的技术资料,首先计算出系统的短路电流,并根据计算结果与船舶配电保护要求,对配电板的断路器、控制变压器、电流互感器等元件进行选型工作。然后设计了配电板外型布置图和电路原理图,包括发电机控制屏电路、并车屏电路、组合起动与负载屏电路、应急发电机控制屏电路等电路原理图。最后,利用西门子S7-300 PLC与DEIF公司的PPU组成自动电站管理单元。本文详细阐述了船舶电站管理单元的组成和配置。利用PLC实现了两台发电机的开关连锁、主电网失电管理、柴发超载自动并车管理、轴发超载自动并车管理、卸载管理、轻载解列管理、柴发二类故障管理、电压频率异常管理等管理功能。船舶轮机员使用实训电站学习远洋船舶自动化电站的工作原理、操作管理和调试维修。因此本文最后,对实训电站的教学功能进行说明,主要包括三个方面:柴油发电机组的手动操作与运行管理;自动电站的使用管理和监控调节;发电机的应急操作。该实训电站具有较完备的船舶电站功能,电路设计上完全满足大型远洋船舶设计标准,主要元器件采用了船舶常用的国际品牌。其电站管理单元采用了具有教学意义的西门子S7-300 PLC和PPU的组合形式。是目前国内较为先进的实物船舶电站模拟器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 船舶电站概述
• 1.1.1 船舶电站的组成
• 1.1.2 船舶电站综合管理系统简介
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 课题的提出及项目基本情况
• 1.3.1 课题的提出
• 1.3.2 实训电站系统总体情况介绍
• 1.3.3 实训电站的组成
• 第2章 短路电流计算及元件选型
• 2.1 实训电站短路电流的计算
• 2.1.1 短路点的选择
• 2.1.2 计算所需参数
• 2.1.3 短路电流计算
• 2.2 实训电站主要元器件选型
• 2.2.1 发电机断路器的选型
• 2.2.2 控制变压器和电流互感器的选型
• 2.2.3 测量仪表的选型
• 2.2.4 发电机并联运行自动控制单元选型
• 第3章 实训电站配电板及其电路设计
• 3.1 配电板外型设计
• 3.2 主配电板电路设计
• 3.2.1 发电机屏控制电路
• 3.2.2 同步屏电路
• 3.2.3 组合起动屏与电力负载屏电路
• 3.3 应急配电板电路设计
• 3.3.1 应急电力系统
• 3.3.2 应急配电板
• 第4章 基于PLC的自动电站管理单元
• 4.1 PLC硬件选型
• 4.2 自动电站管理流程
• 第5章 实训电站教学功能介绍
• 5.1 发电机装置的手动操作及运行管理
• 5.1.1 实验目的
• 5.1.2 实验要求
• 5.1.3 实验初始状态
• 5.1.4 实验内容及步骤
• 5.2 自动电站的使用管理和监控调节
• 5.2.1 实验目的
• 5.2.2 实验要求
• 5.2.3 实验初始条件
• 5.2.4 实验内容及步骤
• 5.3 发电机应急操作
• 5.3.1 实验目的
• 5.3.2 实验要求
• 5.3.3 实验初始条件
• 5.3.4 实验内容及步骤
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历