鐘明鶴

摘? 要：近年來(lái)，我國(guó)的儲(chǔ)波行業(yè)建設(shè)的發(fā)展迅速，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)追溯到20世紀(jì)80年代。在當(dāng)時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在機(jī)械制造、船舶生產(chǎn)等領(lǐng)域開(kāi)展了相關(guān)的應(yīng)用。自動(dòng)化控制是一類全面操作的過(guò)程，主要是基于某一特定的環(huán)境，而操作的對(duì)象是不同種類的電子元件。針對(duì)船舶電氣自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，既蘊(yùn)含無(wú)線電控制系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)，也包括一些導(dǎo)航系統(tǒng)、電站管理系統(tǒng)、機(jī)艙設(shè)備監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：船舶電力系統(tǒng);保護(hù)電器;選擇及保護(hù)電器間選擇性

中圖分類號(hào)：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.05.263

一、船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

1.船舶電力系統(tǒng)界定

船舶電力系統(tǒng)由船舶供電及船舶用電兩個(gè)部分所組成，前者的作用是發(fā)電、配電，后者則是船舶上所有需要用電的設(shè)備總稱。船舶電力系統(tǒng)就是船舶的血管與血液，保證整個(gè)船舶的正常運(yùn)行。隨著船舶工業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶電力系統(tǒng)也體現(xiàn)出自動(dòng)化、大型化的特點(diǎn)，不但能保障船舶的正常航行，還能減輕船員的工作負(fù)荷，提高他們的工作、生活條件。保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定是船舶建造與航行的基礎(chǔ)工作及重要工作之一。船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面：特點(diǎn)一：船舶電力系統(tǒng)的容量普遍偏小。船舶發(fā)電機(jī)單機(jī)容量通常都在一千千瓦以下，總?cè)萘恳膊贿^(guò)幾十萬(wàn)到一百萬(wàn)千瓦，而且船舶電網(wǎng)都是獨(dú)立運(yùn)作的，船舶與船舶之間無(wú)法形成聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。這與陸上發(fā)電機(jī)組單機(jī)容易就達(dá)十幾萬(wàn)千瓦，總?cè)萘縿?dòng)輒超千萬(wàn)千瓦，各電廠之間大多實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)而構(gòu)造了一個(gè)龐大的系統(tǒng)有著天壤之別。一旦船舶中的大型負(fù)載突加突卸時(shí)，船舶電網(wǎng)都會(huì)受到巨大的沖擊;如果電力系統(tǒng)發(fā)生短路或操作失誤時(shí)，不但會(huì)影響發(fā)電機(jī)組停止工作，還有可能造成全船停電，威脅到整條船舶上人與物的安全。所以，在設(shè)計(jì)船舶電力系統(tǒng)時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著特別高的要求。特點(diǎn)二：船舶電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)相對(duì)較短。船舶的面積是相當(dāng)有限的，這就使得船舶整體的輸電距離不會(huì)太長(zhǎng)，也不需要特別大的輸電容量，所以船舶上通常不會(huì)配備高壓輸電，以減少電能損耗。與此同時(shí)，船舶電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組及所有用電設(shè)備的電壓都較低，很少配備變壓器。而且，因?yàn)榇罢w空間緊湊，用電設(shè)備大多集中在一起，輸電線路基本都控制在兩百米以內(nèi)，這使得船舶電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置很少，所以要求整個(gè)電力系統(tǒng)具有更好的協(xié)調(diào)配合度。特點(diǎn)三：船舶電力系統(tǒng)的整體壽命較短。

2.船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性

當(dāng)船舶電力系統(tǒng)受到內(nèi)外部因素的擾動(dòng)后仍然能夠保持正常工作的能力就是船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性強(qiáng)度，船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是保證船舶正常安全航行的必要前提。船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。前者指的是受到小干擾的電力系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定性，能保持穩(wěn)定就說(shuō)明系統(tǒng)具有靜態(tài)的穩(wěn)定;后者指的是受到某一特定大干擾后的電力系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定性，能保持穩(wěn)定就說(shuō)明系統(tǒng)具有暫態(tài)的穩(wěn)定。突加突卸負(fù)載、電力系統(tǒng)的意外短路、大型用電設(shè)備工作等都屬于特定大干擾。因?yàn)榇半娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性更多的是體現(xiàn)在船舶航行過(guò)程中大干擾，因此針對(duì)船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究主要是針對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定進(jìn)行的。

二、船舶電力系統(tǒng)保護(hù)電器的選擇及保護(hù)電器間選擇性分析

1.大力推進(jìn)智能化進(jìn)程

在新時(shí)代、新科技、新理念的大背景之下，未來(lái)的船舶發(fā)展，一定會(huì)不斷朝著智能化的方向邁進(jìn)。鑒于此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)大力推廣應(yīng)用各類新技術(shù)，比如CPS技術(shù)（物理信息系統(tǒng)）的推廣及應(yīng)用，其對(duì)船舶智能化的發(fā)展有著較大的促進(jìn)作用。由于船舶項(xiàng)目復(fù)雜性的日益提升，自動(dòng)化程度不斷增加，船上人員的數(shù)量配置就會(huì)越來(lái)越少，這就需要智能化操作具備較強(qiáng)的、持續(xù)的穩(wěn)定性。CPS技術(shù)功能的發(fā)揮，可以綜合運(yùn)用預(yù)防、檢測(cè)、防御性修復(fù)、系統(tǒng)復(fù)原等方式，為船舶操作系統(tǒng)的安全性提升提供較大的助力。比如，當(dāng)該技術(shù)檢測(cè)到一些安全隱患時(shí)，會(huì)讓船舶及時(shí)躲避。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，一些智能化的手段也會(huì)發(fā)揮出其該有的作用，從而對(duì)這些故障進(jìn)行高效化的處理。此外，CPS系統(tǒng)亦具備強(qiáng)大的容錯(cuò)功能，即在錯(cuò)誤出現(xiàn)的時(shí)候，系統(tǒng)的正常運(yùn)行也可以得到全面的保障，從而維護(hù)好系統(tǒng)的安全性和可靠性。再有就是，通過(guò)CPS系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以全面感應(yīng)各類型的信息，將輸送到中樞的信息進(jìn)行條分縷析，高效實(shí)現(xiàn)反饋控制。通過(guò)建立GPS系統(tǒng)科學(xué)的模型，該系統(tǒng)可以對(duì)船舶航行過(guò)程中的各種情況進(jìn)行自動(dòng)化的分析，針對(duì)不同的問(wèn)題采取合理的措施予以應(yīng)對(duì)，待分析和處理完成以后，將其發(fā)送到相關(guān)人員，這樣就會(huì)使得解決問(wèn)題的效率大大提升。相關(guān)人員可以全方位、無(wú)死角地監(jiān)控各類操作，船舶行駛的安全性就會(huì)得到很大程度的提高。

2.電網(wǎng)絕緣故障的查找措施

分段牽引法（分支切斷法）：船上所有負(fù)荷均由主配電盤(pán)直接或間接通過(guò)配電盤(pán)供電，使整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)供電支路組成，各支路通過(guò)配電開(kāi)關(guān)控制。當(dāng)配電盤(pán)兆瓦時(shí)表指向零或煤氣燈熄滅時(shí)（其他兩個(gè)燈比平時(shí)亮），這意味著電網(wǎng)中某個(gè)設(shè)備的某個(gè)點(diǎn)接地。傳統(tǒng)的方法是分區(qū)牽引。該方法的本質(zhì)是將大系統(tǒng)劃分為小系統(tǒng)，將故障源與小系統(tǒng)分開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，先拉不重要負(fù)荷（如裝載機(jī)、空調(diào)、廚房電源等），再拉重要負(fù)荷。當(dāng)配電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，指示燈或負(fù)荷表恢復(fù)正常，表明該區(qū)域處于分支電路絕緣故障狀態(tài)，這樣逐步縮小故障范圍，確定故障區(qū)域，最終找到故障位置。經(jīng)驗(yàn)法能否快速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，與電力管理者的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)供電系統(tǒng)的熟悉程度以及故障分析和判斷能力有很大關(guān)系。

三、結(jié)語(yǔ)

船舶電網(wǎng)的絕緣質(zhì)量直接影響船舶航行的安全性，但絕緣失效情況往往不可避免。失效的原因可能是絕緣層的磨損、水密性損壞以及不正確的操作和管理等。在復(fù)雜的船舶電力系統(tǒng)中，想要快速準(zhǔn)確地找到絕緣故障的位置，需要管理人員不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，且平時(shí)需加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患和排除故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]許明華.基于CAN總線的船舶電網(wǎng)絕緣監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].成都工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，18（4）：8-10.

[2]高超.船舶電氣事故的故障樹(shù)分析研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2014.

[3]王勇.船舶交流電力系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2007.

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司? 遼寧大連? 116052）