船舶电力系统及其自动控制
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第1章 船舶电力系统概述

船舶电力系统与地面电力系统的主要区别在于:船舶电力系统是一个孤立系统,其发电装置距离用电装置比较近,而地面电力系统则不一样,其发电装置与用电装置之间的距离可达数百公里,需要使用长距离输电线路,且其间要经过数次变压。一般来说,船舶的总装机功率都比较高,因此船舶电力系统的工程难度也特别大,必须使用更严格的工程措施来防止设备之间出现短路。另外,地面电力系统的控制系统一般由多个相互独立的子系统组成,而船舶电力系统则不然,其控制系统通常都是一个高度集成、高度协同的整体。

近年来,船舶电力系统、推进系统和控制系统的设计经历了重大的变化,取得了很大的进展。由于计算机、微处理器、可编程控制器、网络通信技术的迅猛发展,对原本相互独立的多个系统进行高度集成不仅已变得可行,而且正在迅速成为新的工业标准。另外,市场对冗余推进船舶及2级和3级动力定位船舶需要的不断上升,要求更多船舶配备物理上独立的冗余系统。如今,船舶上各不同系统之间的相互联系已变得日趋复杂,从而使船舶的设计、工程和建造更具综合性。

船舶犹如一个可移动的海上城市,它的许多设备都需要使用电能。由发电、配电和用电所组成的独立的船舶电力系统是当代船舶的必备。随着船舶的大型化和自动化程度的不断提高,用于驱动和控制船用设备的电能需求越来越多,船舶电力系统日趋复杂庞大。

船舶电力系统为切实保证全船的生产和生活用电的需要,必须达到以下几点。

(1)安全:在电能的发送、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。

(2)可靠:应满足对供电可靠性(即连续供电)的要求。

(3)优质:应满足用电设备对电压和频率等质量的要求。

(4)经济:电力系统的投资要少、运行成本要低,并尽可能地节约电能。

安全、可靠、优质和经济,是船舶电力系统建造和运营的最基本要求。