44.9m拖網漁船配電系統的分析

摘 要：文章基于44.9m拖網漁船項目，根據實船的配電系統數據展開論述，以實際船型的配電系統設計步驟分步闡述，對于掌握配電設計思路及原理以及了解普通民船配電系統均具有一定參考價值。

關鍵詞：電站管理；主配電板；過載保護；短路保護

1 配電板

船舶主配電板由主電源直接供電、并分配和控制電能至船上各種設備的開關設備和控制設備組件。

44.9m拖網漁船船的主配電板外形圖如下：

從左至右由組合起動屏、1號發電機控制及負載屏、2號發電機控制/同步/負載屏，共三屏組成一體。

組合起動屏：組合起動屏是將為主輔機服務的主要的機艙風機油泵、消防總用泵、艙底總用泵等設備，布置在該屏上，便于集中控制，節省空間。

發電機屏：發電機屏用來控制和監視主發電機的運行。屏一般分為上下兩部，上部安裝指示和操作器件。下部安裝發電機開關，該開關具有欠壓、過載逆時限、長延時、短延時脫扣和過電流瞬時脫扣等裝置，這些主空氣開關均為抽屜式。

同步屏：同步屏也稱為并車屏，用來控制發電機投入或退出電網運行。同步屏的主體是母線隔離開關。隔離開關在母線上發生短路故障或在兩側發電機并聯運行有困難時分斷。本船同步屏位于配電板的中間屏1#發電機控制屏/負載屏內。

2 配電板的保護

發電機對配電板供電，應采用能同時分斷所有絕緣極的斷路器作發電機的過載和短路保護，其過載保護應與發電機的熱容量相適應，并滿足下列要求：（1）過載小于10%，設一帶延時的音響報警器，其最大整定值應為發電機額定電流1.1倍，延時時間不超過15min。（2）過載10%～50%之間，經少于2min延時斷路器應分斷。建議整定在發電機額定電流125%～135%，延時15s～30s斷路器分斷。（3）過電流大于50%，但小于發電機的穩態短路電流，經與系統選擇性保護所要求的短暫延時后，斷路器分斷。斷路器短延時脫扣器建議按如下規定進行整定：始動值為發電機額定電流的200%～250%，延時時間：直流最長為0.2s，交流最長為0.6s。（4）在可能有三臺及以上發電機并聯連接的情況下，還應設有瞬時脫扣器，并整定在稍大于其所保護發電機的最大短路電流下斷路器瞬時分斷。

發電機聯鎖：發電機空氣斷路器和空間加熱器聯鎖。（即發電機不使用的時候，空間加熱器工作，達到防潮目的，發電機工作時，空間加熱器不工作）

發電機空氣斷路器和岸電聯絡開關聯鎖。（即岸電和發電機不能同時向船上電網供電，只能其一）

配電板自身還設有如下的監測及報警內容：（1）匯流排電壓高105%（420V）以上報警，延時10秒脫扣，備用機起動并合閘。（2）匯流排電壓低95%（380V）以下報警，延時10秒脫扣，備用機組啟動合閘。（3）頻率低95%（47.5Hz）以下報警，延時10秒脫扣，備用機組啟動合閘。（4）頻率高105%（52.5Hz）以上報警，延時10秒脫扣，備用機組啟動合閘。（5）400V、220V匯流排絕緣低報警。（6）自動同步故障報警。（7）配電板DC24V電源故障報警。（8）匯流排失壓（全船失電）備用機組起動并合閘。（9）公共報警。主配電板設有過載、長延時、短延時、瞬時、欠壓、逆功率等保護，并具有DC24V自動合閘應急供電功能。

3 電站管理流程

電站管理是電力系統自動控制能力的表現，電站管理分為自動/半自動/手動這三種方式。

自動電站：（1）發電機自動起動（匯流排失電，備用發電機自動起動連接試驗）。選擇一臺發電機運行，另兩臺分別為一級備用機和二級備用機；人為匯流排失電，一級備用機自動起動、建壓、ACB自動合閘，一級備用機運行供電；人為匯流排失電，模擬一級備用機起動故障，二級備用機自動起動、建壓、ACB自動合閘，二級備用機運行供電；人為匯流排失電，模擬一級備用機ACB自動合閘失敗報警，二級備用機自動起動、建壓、ACB自動合閘，二級備用機運行供電。（2）自動同步，并聯運行期間的自動負荷分配。選擇一臺發電機運行，另兩臺分別為一級備用機和二級備用機。增加負荷至發電機額定功率的90%以上，一級備用機自動起動、建壓、ACB自動合閘，負荷自動對稱分配，雙機并聯運行供電。（3）發電機轉換期間的自動負荷轉移。分別選擇兩臺發電機并聯運行（DG1-DG2，DG2-DG3，DG3-DG1），另一臺發電機備用。匯流排總負荷降低至單機額定功率的70%以下，負荷自動轉移，ACB自動脫扣，一臺發電機自動停機，另一臺發電機單獨運行供電。（4）匯流排故障（電壓高/低，頻率高/低），備用發電機自動起動連接試驗。選擇一臺發電機運行，另兩臺分別為一級備用機和二級備用機。模擬匯流排故障（電壓高/低，頻率高/低），一級備用發電機自動起動、建壓，故障發電機ACB自動脫扣，一級備用發電機ACB自動合閘。（5）運行發電機故障，備用機自動起動連接試驗（自動轉換試驗）。

一臺發電機運行供電，模擬運行機的下述故障信號，備用發電機自動起動且ACB自動合閘。（發電機故障試驗已在D/G及MSB系統中試驗完畢，所以此處不需實際進行，只輸出一個模擬信號送到PMS即可。）

能夠激活備用機自動起動功能的發電機故障包括：冷卻水溫度高預報警。滑油壓力低預報警。定子繞組溫度高預報警。軸承高溫預報警。

半自動電站：（1）當發電機起動完畢，需人工發出并網指令，電站控制系統自動完成并網。（2）當發電機自動并車完成后，自動負荷分配，使得在網的發電機負荷平衡。（3）需人工發出解列命令，待解列的發電機自動進行負荷轉移，當發電機功率低于設定值時，自動分閘發電機主開關。

手動電站：（1）并車功能。將同步選擇開關轉到待并網發電機的位置，手動調整待并網發電機的轉速來調整發電機的頻率。通過觀察同步儀表和發電機電壓頻率表，當待并網發電機的頻率和電壓略高于匯流排時，且同步表上紅色指示燈按順時針方向旋轉到中間的位置，同時同步指示燈熄滅時，按下手動并車按鈕，并車完成。（2）負荷分配。當待并發電機并車完成后，調整剛并網發電機的頻率，使得剛并網發電機的功率表顯示數值與其它在網發電機功率表顯示數值接近。（3）發電機解列。當整個電站處于輕載狀態時，調整待解列發電機的頻率使得待解列發電機功率逐降低至單機功率的5%以下，按下待解列發電機主開關分閘按鈕，解列完成。

4 結束語

44.9M拖網漁船的電站管理，考慮到國內船員的使用習慣，采用了半自動及手動電站管理，即具備上文所述的手動及半自動電站兩種功能。對于了解國內目前漁船的配電現狀有很大意義，同時也能看出漁船的配置在許多方面均有很大提高的空間有待我們共同努力開發。