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船舶电力系统的类型

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  对于不同用途、不同吨位的船舶,其电力系统有很大的差异。通常将船舶电力系统的发电机组和主配电板称为电站。按船舶包含电站的数量、电源种类及其与船舶能源系统的连接形式可以分为以下几种类型。
 
  1. 单主电站电力系统
 
  这种电力系统除了配备主电站,保证船舶正常运行工况下各种用电设备的供电外,还设置停泊电站或应急电站,用来保证船舶处于低负荷、应急或其他特殊工况下部分电气设备的供电。单主电站电力系统中常设置两台以上的发电机组,以便在检修或一台发电机组发生故障时替换使用。这种形式的系统常用于各种民用船舶和军用辅助舰船。
 
  图1.2所示为万吨级货轮单主电站电力系统。电站的容量为1 000~1 200 kW,发电机的台数为3~4台。每台机组通过电缆、自动空气开关和主配电板汇流排(即母线)相连接。当两台机组同时供电时,发电机并联运行在共同的汇流排上。这种运行方式不但简化了供电网络,提高了电站备用容量的备用程度,还可以减小由于用电负荷的急剧变化(如启动大电动机时)所引起的电网电压波动。图1.2中主配电板汇流排是采用分段汇流形式的连接方式,即通过隔离开关把汇流排分为两段或几段。它比单汇流排式的连接方式仅多了一只或几只自动开关,但具有一系列的优点。例如,同时工作的发电机可以单独运行,也可以并联运行;当汇流排的一段发生故障时,断开汇流排的分段开关,就可以通过另一台机组使未发生故障的一段汇流排仍保持正常供电;当某段馈线发生短路故障时,由于分段隔离开关的迅速跳开,切断了另一段汇流排上供给的短路电流,因而馈线上的短路电流就相应地减小。
 
  在单主电站电力系统中,正常情况下是由主发电机供电给主配电板汇流排和应急配电板汇流排。在主发电机发生故障停止供电时,应急发电机可手动或自动启动投入工作,并通过联锁装置将连接主配电板和应急配电板的联络开关断开,既可防止应急发电机向主配电板供电而造成过载,也可避免当主发电机组恢复供电时出现两者同时向应急配电板供电的现象而发生事故。当船舶停靠码头时,还可以利用陆上的电网供电。岸电一般均接到应急配电板上,然后通过联络开关再送至主配电板。
 
  2. 多主电站电力系统多
 
  主电站电力系统系指船舶上设有两个以上主电站的电力系统,大型的航空母舰上有时甚至设置8个主电站。这些电站分散布置在船舶比较安全的部位,保证电力系统具有较高的供电可靠性和生命力。这种系统通常用于战斗舰艇、核动力船或其他对供电可靠性有较高要求的船舶上。
 
  图1.3所示为某型舰艇的多主电站电力系统。舰上有两个发电站:一个为汽轮机电站(艉电站);另一个为柴油机电站(艏电站)。每个电站各装有两组发电机组,同一电站发电机可长期并联运行。为了提高供电的可靠性,系统采用跨接线将艏艉两电站的主配电板连接起来。在非战斗状态时,全舰负载轻,跨接线的自动开关(联络开关)接通,这时可只由一个电站向全舰供电。在战斗状态时,跨接线上的开关断开,两电站独立工作,分区供电。对重要的负载,可以由两个电站供电。当一条供电线路断电时,可以在负载处将转换开关接到另一电站的供电线路上去,以提高供电可靠性。
 
  3. 交直流混合电力系统图
 
  1.4所示为交直流混合电力系统,主要用于潜艇等特种舰艇。它可以在蓄电池中储存电能,有较高的供电可靠性。根据船舶主要用电设备是交流还是直流,又可分为交流供电系统和直流供电系统。
 
  4. 交流电力推进联合电力系统
 
  电力推进的船舶,如破冰船、工程船等常采用推进和供电联合起来的电力系统,这样的电力系统具有更大的经济性和机动性。交流电力推进联合电力系统如图1.5所示。
 
  5. 直流电力推进联合电力系统
 
  直流电力推进联合电力系统是柴电常规潜艇早期应用较多的一种电力系统,它既可由蓄电池组供电,也可由推进发电机供电,如图1.6所示。
 
  除了以上几种电力系统外,还有一种利用主机余能发电的电力系统,这是近几年来发展起来的一种节能型电力系统。它除了有通常的柴油发电机组外,还配备有利用主机(汽轮机等热力机)余能发电的轴带发电机或利用主机排出的废气发电的废气涡轮发电机。当主机持续工作时,主要依靠节能发电机组提供全船用电,运行十分经济,应用日趋广泛。新的电力系统形式还在不断涌现,可见船舶电力系统形式和内容十分丰富,始终处在不断更新和发展变化中。
 
  
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