曹 丹

（中集船舶與海洋工程研究 院有限公司，上海 200100）

1 概述

船舶電力系統(tǒng)設(shè)計在船舶的整個設(shè)計和建造過程中是不可或缺的環(huán)節(jié)。如果把整條船比作是一個人，那么船體結(jié)構(gòu)是一個人的骨架及血肉，輪機機械是一個人的心臟血脈，而電氣則是一個人的神經(jīng)中樞。一艘船的“聰明”、“靈活”性能與好的電力系統(tǒng)設(shè)計有著密切關(guān)系。隨著船舶越造越大，越造越復(fù)雜，各專業(yè)的負載也越來越多，對于電力系統(tǒng)的要求也越來越高。如何使設(shè)計更加合理、簡約、經(jīng)濟將在今后的設(shè)計中越來越明顯地得到體現(xiàn)。目前，已有諸多電氣設(shè)計軟件用于簡化和標(biāo)準(zhǔn)化電力系統(tǒng)的設(shè)計。本文將介紹如何自制EXCELL表格來輔助設(shè)計船舶電力系統(tǒng)。

2 設(shè)計前提

在電力一次和二次系統(tǒng)設(shè)計之初，各專業(yè)的負載情況需要基本確定，電力負荷計算書也需完成。以中集船舶與海洋工程研究院有限公司（以下簡稱“公司”）的實際情況為例，電力負荷計算書是通過軟件EXCELL表格制作，通過函數(shù)公式來完成計算。因此，負載清單及功率等信息已經(jīng)完備。電力一次和二次系統(tǒng)所要做的工作就是在配電板和分電板中以使用功能、功率大小、規(guī)范要求等各因素為序進行排列組合。期間涉及到電纜載流量的計算，開關(guān)整定值的計算，起動器的統(tǒng)計等內(nèi)容。本表格以CCS規(guī)范的電纜載流量（圖1）和施奈德開關(guān)的選型作為表格數(shù)據(jù)（圖2），作為數(shù)據(jù)庫形式以供隨時調(diào)用。

圖1 電纜載流量

圖2 開關(guān)型號（施奈德）

3 表格制作

根據(jù)實際使用情況，本表格設(shè)置以下幾個字段：code為設(shè)備符號；description為設(shè)備名稱；volt為電壓；kW為功率；cos φ為功率因素；A為電流；Sub-Panel為子屏；Distribution為主屏；Starter為起動器；Stater Type為啟動形式；Breaker type為斷路器形式；Breaker AT （A）為斷路器框架電流；Breaker AF（A）為斷路器整定電流；cable qty.為電纜根數(shù)；cable core為電纜芯線；cable size（mm2）為電纜規(guī)格；cable type為電纜型號；Remark為備注。

圖3 電流計算公式

在 圖 3 中 fx=E2＊1000/（1.732＊D2＊F2） 為 電流計算公式。此步驟簡化了各設(shè)備的額定電流的計算，通過電力負荷計算書中已有的設(shè)備名稱和功率，復(fù)制粘貼，再調(diào)整一下設(shè)備的電壓，即可得出所有設(shè)備的額定電流，減少了計算量，避免了重復(fù)勞動。

圖4 設(shè)備統(tǒng)計信息

在圖4中，列H、I、J、K為統(tǒng)計內(nèi)容，分別描述各設(shè)備所在位置及其啟動情況。如第51行1#柴油輸送泵位于主配電板1號屏—1組合起動屏，起動器1GS2，直接啟動。

圖5 開關(guān)容量及整定值

圖5中，列M和N的公式分別為：

其中，函數(shù)VLOOKUP的作用是在表格數(shù)組的首列查找指定的值，并由此返回表格數(shù)組當(dāng)前行中其他列的值。在此處的目的是為了調(diào)用圖2中的表格。根據(jù)電流的大小，斷路器形式的選擇（ACB或者MCCB），自動調(diào)用相應(yīng)的斷路器（本文中斷路器的選用并未考慮協(xié)調(diào)性保護）。列P和Q的數(shù)據(jù)為手動選擇，根據(jù)實際情況作出調(diào)整。列R的公式為：

調(diào)用圖1中的表格，調(diào)整電纜規(guī)格，列G、P、Q因參數(shù)不同會產(chǎn)生一定差異，經(jīng)過手工校驗，完全符合實際情況。

在新的工作表中進行分類，得到結(jié)果如圖6、圖7所示。

圖6 分類表格1

圖7 分類表格2

4 總結(jié)

本文介紹了在設(shè)計過程中有關(guān)設(shè)計方法和手段的一點探索，以及在如何提高工作效率和正確性方面的一點改進。筆者把該表格稱為“負載清單表”，通過這樣的輔助形式，快速高效的將各個負載集中分配，快速準(zhǔn)確的確定電纜規(guī)格和開關(guān)容量，有利于后續(xù)的電力一次系統(tǒng)圖和電力二次系統(tǒng)圖的繪制，準(zhǔn)確有效的羅列配電板負載清單，起動器清單，各個分電箱清單，也有利于電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的建立。

[1]中國船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計實用手冊（電氣分冊）[M].北京：國防工業(yè)出版社,2009年.

[2]中國船級社.鋼制海船入級規(guī)范[Z].2006年.

[3]魏雪萍,李嵐.EXCEL 應(yīng)用大全[M].北京：人民郵電出版社,2008-3.

[4]施耐德低壓空氣斷路器和負荷開關(guān)產(chǎn)品目錄[Z].