课程设计成果说明书
题目：船舶岸电自动并车装置的设计学生姓名：向得智
学号：130407132
学院：船舶与海洋工程学院
班级：A13船电
指导教师：单海校
浙江海洋学院教务处
2016年 06月 19 日
浙江海洋学院
船舶与海洋工程学院《课程设计》成绩评定表
2015—2016学年第二学期
浙江海洋学院《课程设计》任务书
学院船舶与海洋学院班级 A13船电专业船舶电子电气工程
目录
一、设计任务及要求 ......................................................................................................................................... - 2 -
1.1设计任务 ................................................................................................................................................. - 2 -
1.2设计要求 ................................................................................................................................................. - 2 -
二、设计过程 ..................................................................................................................................................... - 2 -
2.1自动同步并车原理 ................................................................................................................................. - 2 -
2.1.1同步并网的过程及原理 .............................................................................................................. - 2 -
2.1.2同步并网过程 .............................................................................................................................. - 2 -
2.1.3同步并网分类 .............................................................................................................................. - 3 -
2.1.4并联运行的条件 .......................................................................................................................... - 3 -
2.1.5并联运行分析 .............................................................................................................................. - 5 -
2.1.6并联运行并网点的捕捉 .............................................................................................................. - 7 -
2.2供船舶用岸电结构及技术 ..................................................................................................................... - 9 -
2.2.1供船舶用岸电电源结构和分布................................................................................................... - 9 -
2.3自动准同步并车装置硬件设计 .......................................................................................................... - 11 -
2.4软件设计 ............................................................................................................................................... - 13 -
2.4.1自动准同步并车装置软件设计整体构架................................................................................. - 13 -
三、参考文献 ................................................................................................................................................... - 14 -
船舶岸电自动并车装置的设计
摘要：随着科学技术的日新月异，舰船修造技术也日趋成熟。现如今，海运在全球运输系统中起着不可或缺的重要作用，港口已经成为区域经济和国民经济社会发展的重要战略资源。与此同时，经济高速发展中的中国与世界各国的航运贸易大规模正不断扩大，越来越多的远洋船舶到访我国各大港口。特别是随着经济全球化以及造船技术的飞速发展，大吨位船舶数量急剧增加，由船舶造成的海洋环境污染日趋严重。船舶多靠燃烧燃油，燃气等进行发电，回向环境中排放大量的二氧化碳以及氮氧化物等，对环境造成污染。在船舶靠港期间，原动机的发动更是对港口的造成除环境污染外的噪声污染。相对于船舶上辅机发电供电，船舶在靠港期间接用港口岸电电源进行供电，在对于燃烧燃油所带来的污染物排放控制、噪声减少、能源节约等方面优势明显，且具有良好的社会效益和经济效益。本文从各个方面比较了低压岸电电源电源和高压岸电电源的优缺点，分析了船舶岸电自动并车装置的主要技术，着重对靠港船舶如何更好跟方便的使用岸电进行了讨论。对靠港船舶接岸电技术进一步探索，对于保护海洋环境、促进节能减排和港口可持续发展具有重要深远的意义。
关键词：船舶；岸电电源；并车装置；自动
一、设计任务及要求
1.1设计任务
搜集大量文献资料，理解船舶岸电自动并车装置原理并根据原理确定总体设计方案。然后进一步确定船舶岸电自动并车装置的硬件以及软件的设计方案。
1.2设计要求
自动并车装置应具有以下功能：
(1)检测待并发电机电压与运行发电机的电压差、频率差和相位差，当任一条件不符合时，实现闭锁，不允许发送合闸指令。
(2)检测待并发电机与运行发电机电压的频率差，根据频差的大小和方向自动的对待并发电机组发出调频信号，使待并发电机组频率与运行发电机频率接近，减小频差，创造合闸条件。
二、设计过程
2.1自动同步并车原理
2.1.1同步并网的过程及原理
岸电电源与船舶的连接操作有两个部分：当船舶进港时，船舶需要连接港口岸电电源；当船舶离港时，船舶需要断开岸电电源，使用船舶自身的发电机电力。
2.1.2同步并网过程
船舶使用岸电的全部操作过程如下：
（1）船舶靠港之后，确保船舶和岸电电源的电缆接地线接地正常，消除船舶与岸电电源之间的静电电势差；
（2）连接船舶与岸电电源之间的电力传输电缆和信号控制电缆；
（3）确认岸电与船电之间的连接插头被正确的连接好，并开始输送电力；
（4）船舶辅机与岸电电源进行并网同步；
（5）当岸电与船电并网同步完成，岸电连接断路器合闸之后，船舶发电机卸掉负载，关闭发电机；
（6）船舶使用岸电电源的过程中，监控系统监视整个电路中的任何故障，例如接地故障、短路等；
（7）当船舶要离港时，打开辅机引擎，调节船舶发电机使其与岸电电源并网同步；
（8）当负载从岸电电源转移到船舶发电机后，切断岸电电源。并保证岸电电源的接地系统正常接地，以确保安全；
（9）断开岸电电源的连接电缆和控制电缆，船舶准备离港。
2.1.3同步并网分类
现代的船舶基本上均采用了交流船舶电站，且由于船舶本身对电站的大功率、可靠性和连续运行的要求，一般的船舶电站均安装两台或者两台以上的发电机组本小节从船舶电站的角度分析并网的分类，即发电机组之间或者发电机与船舶电网间同步并网。
同步并网可以分成两类：自同期并网法和准同期法。
自同期并网是指将在没有加励磁的情况下把待并网发电机的转速升至发电机机组的同步转速，然后把待并网发电机并入系统，随即供给励磁电流，依靠机组之间的自整步作用将待并网发电机拉入同步。自同期并网法的优点是合间迅速、操作简单。自同期一般只需要几分钟既可以完成同步，在系统紧急需要额外功率的情况下，有利于系统的快速稳定。由于在没有励磁的情况下不需要考虑准同期并网的一些条件，易于实现自动化。但是采用自动同期并网的方法也有较大的危害，在合闸的瞬间发电机的定子能够吸收大量的无功功率，从而使整个系统在合闹时候电压大幅降低。准同期并网法在发电机与电网的并网中运用广泛。准同期方式并网是当待并网发电机组完全符合并网条件后，把发电机与电网同歩并车。采用这种方式的所产生的冲击电流下，对电网和发电机组均不会产生较大的危害，同时对用电设备也不产生大的冲击。准同期并网的操作方法是：在待并网的发电机组与电网并网之前，调节发电机转速，使其产生的电压频率与电网同步；调节发电机励磁电流，使发电机产生的电压与电网电压同歩。在保证频率差和电压差的条件下，寻找两者零相角差时刻把发电机组并网到电网上，此时并网瞬间产生的冲击电流处于可控范围内。
准同期并网法的并网装置又可以分成自动准同期装置和手动准同期装置。在并网过程中，自动准同期装置监测电压差、频率差信号，并捕捉相角差为的合闹时刻，在合间时刻到来之前的合适时间发出合闹信号。当频率差、电压差不满足要求时，自动准同期装置能够自动发出控制信号调节待并网发电机。如果频率差不满足要求，则发出加速或者减速信号，调节发电机原动机的转速。如果电压差不满足要求，自动并车装置控制发电机的励磁调整装置，使发电机升压或者降压。手动同期装置主要依靠操作人员，操作人员通过监视电压表、频率表以及整步表，结合自己的操作经验判断零相角的合闹时刻，并提前预先合上断路器。
2.1.4并联运行的条件
岸电并网是船舶发电机与岸电电源之间的同期并联，其并联的首要条件之一就是相序一致。在相序一致的条件下，准同期并列的电压相量分析如下图所示。
船舶电气设计中电缆设计的研究 发表时间：2018-10-15T15:12:44.610Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：侯蕾[导读] 现代舰船电气设备使用范围越来越大，电气设备精密度也越来越高，对于舰船电气系统的整体稳定性也有了更高的要求 侯蕾 天津德赛海洋船舶工程技术有限公司天津市 300450 摘要：现代舰船电气设备使用范围越来越大，电气设备精密度也越来越高，对于舰船电气系统的整体稳定性也有了更高的要求。电气设计中的电缆犹如船舶的血管，它能将源源不断的电能输送到舰船的每一个角落，因此电缆设计工作显得尤为重要。本文将详细探讨船舶电气设计中的电缆设计，以期为相关工作人员带来一定的启发。关键词：船舶；电气设计；电缆设计 前言 电线电缆作为国民经济中最大的配套行业之一，是各产业的基础，其产品广泛应用于电力、建筑、民用、通信、船舶、军工、航空以及石油化工等领域。电线电缆与国民经济发展密切相关，被喻为国民经济的“血管”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。对于电缆设计的过程控制，通过对CAD、AM12、EXCEL 软件的充分研究，对电缆册设计需要的各种关键信息进行采集处理，有效控制电缆册设计过程中由于外界因素影响返工修改造成的不确定错误，大幅缩短了电缆设计的时间，提高了工作效率和设计准确率。此方法已经在多型大型船舶上应用和实践，取得了良好的效果。 1电缆设计的基本概述 在任何行业，想将一个系统工程做好，达到预期结果，过程控制都不可或缺，船舶电气的电缆设计也一样。电缆设计的主要基础元素是设备、节点和电缆，这三个元素中自带很多信息，任何一个信息的变化都会引起电缆册的变化，所以，要想做好电缆设计的过程控制，必须研究清楚电缆设计的主要问题点及其解决办法。 2电缆册的主要构成 不同的船厂编制电缆册时，由于不同的设计习惯和施工惯例，其中包含的内容不尽相同，但有部分主要信息是所有电缆册中必须包含的，例如，电缆代号、电缆型号规格、起始设备描述、起始设备区域、终止设备描述、终止设备区域、电缆路径和电缆总长。典型的EXCEL表格电缆册主要信息如表1所示。 在电缆册信息中，对于电缆代号、电缆型号规格、起始设备、终止设备的信息，可以通过对基于CAD的详细设计图纸进行属性化处理，将详细设计数据完整转化为生产设计数据，核查并最终消除错误，保证所有电缆基本信息一致。但对于电缆路径和总长的核查，还需要另辟蹊径加以解决。 表1典型EXCEL电缆册主要信息 3电缆路径设计 3.1影响电缆路径和长度的因素 （1）设备移位 当发生设备移位时，假如设备位置有较大的变化，影响电缆路径的，需要在设备移位结束后将设备重新挂节点，然后删除原有的设备节点信息，重新添加设备到新节点的长度信息；假如设备位置变化较小，电缆路径不需调整，设备到节点的长度信息也需要调整，以上2种情况都会造成电缆总长度的变化。 （2）节点移位 当发生节点移位时，该节点到与之相关的设备和节点间的长度也会发生变化，进而会影响电缆总长度。 （3）节点修改 不论是添加节点还是删除节点，该节点到与之相关的设备和节点间的长度都会发生变化，进而会影响电缆总长度。 （4）节点输入错误 当生产设计人员手动添加节点到原路径中时，可能出现节点添加的插入点错误，或者添加的节点编号错误的情况。 （5）电缆总长输入错误 当生产设计人员进行了设备、节点相关的修改之后，最后需要对电缆总长进行修改，但是在这个过程中由于人为因素，经常会出现最后电缆总长忘记修改，或修改时输入错误值的情况。 3.2电缆路径设计的具体方法 经过对影响电缆路径和长度因素的各种情况分析可以看出，最终影响电缆路径和长度的几个参数是：设备到节点的连接关系，设备到节点的长度信息，节点间的连接关系，节点间的长度信息，电缆总长信息。获得这些信息并利用这些信息对电缆路径和长度进行核对，需通过对三维建模软件AM12的深入研究，可以设法将设备到节点的连接关系及长度，节点间的连接关系及长度从AM12模型中提取出来，同时通过对EXCEL电缆册中电缆路径进行拆解分析处理，这样就能判断出电缆路径中是否存在错误，同时按照正确的路径重新核算一遍电缆长度。
船舶建造流程 一、船体放样 1.线形放样：分手工放样和机器(计算机)放样，手工放样一般为1：1比例，样台需占用极大面积，需要较大的人力物力，目前较少采用;机器放样又称数学放样，依靠先进技术软件对船体进行放样，数学放样精确性较高，且不占用场地和人力，目前较为广泛的采用机器放样。 2.结构放样、展开：对各结构进行放样、展开，绘制相应的加工样板、样棒。 3.下料草图：绘制相应的下料草图。 二、船体钢材预处理：对钢材表面进行预处理，消除应力。 1.钢材矫正：一般为机械方法，即采用多辊矫夹机、液压机、型钢矫直机等。 2.表面清理：a.机械除锈法，如抛丸除锈法喷丸除锈法等，目前较为广泛采用;b.酸洗除锈法，也叫化学除锈，利用化学反应;c.手工除锈法，用鎯头等工具敲击除锈 三、构件加工 1.边缘加工：剪切、切割等; 2.冷热加工：消除应力、变形等; 3.成型加工：油压床、肋骨冷弯机等。 四、船体装配：船体(部件)装配，把各种构件组合拼接成为各种我们所需的空间形状。 五、船体焊接：把装配后的空间形状通过焊接使之成为永久不可分割的一个整体。 六、密性试验：各类密性试验，如着色试验、超声波、X光等。 七、船舶下水：基本成形后下水，设计流水线以下的所有体积均为浸水体积。
1.重力下水：一般方式为船台下水，靠船舶自重及滑动速度下水; 2.浮力下水：一般形式为船坞; 3.机器下水：适用于中小型船舶，通过机器设备拖拉或吊下水。 八、船舶舾装：全面开展舾装系统、系泊系统、机装、电装、管装等方面的工作。 九、船舶试验：系泊试验、倾斜试验，试航(全面测试船舶各项性能)。 十、交船验收。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 船舶建造工艺流程简要介绍 本讲座从管理者的角度，按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求，结合我国船厂的探索实践，介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题，同时提供 对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船，造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变，主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段： 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2．由于焊接技术的引进，船体实行分段建造；舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装，即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段： 3、由于成组技术的引进，船体实行分道建造；舾装分为三个阶段： 单元舾装、分段舾装和船上舾装，即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织，实现“壳舾涂一体化总装造船”。 5、随着造船技术的不断发展，精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段；国内先进船厂已达到四级水平；外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。
船舶建造工艺流程简要介绍 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为： 1、生产大节点：开工——上船台（铺底）——下水（出坞）——航海试验——完工交船生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期（或上一个节点的完工期），工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点，框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期；节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段：钢材予处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——船台装焊（合拢）——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——航海试验——完工交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的，造船工艺流程是并行工程，即船体建造与舾装作业是并行分道组织，涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间，船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程，在开工前船厂必须组织前期策划，一是要扫清技术障碍；二是要解决施工难点。 1、必须吃透“技术说明书”（设计规格书）。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判，以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待：必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求，特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍（不排除某些船东存有恶意意图）， 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是从收到船东技术任务书或询价开始，进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目，进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的技术问题，
船舶电力系统的设计与研究 船舶电力系统在船舶上具有极为重要的地位，电力系统供电的连续性、可靠性和供电品质，将直接影响船舶的经济指标、技术指标和生命力。在现代化船舶上，电站操作越来越复杂、电站自动化程度日益提高，对电站管理人员的要求也越来越高。二十世纪七十年代后，船舶电力系统的控制形成了功能齐全、性能稳定的由数字集成电路与线性模拟集成电路组成的控制系统。到目前为止PLC 控制的电站、主机遥控、集中监测报警等系统已不断的更新换代，船舶电力系统己形成了完善的船舶自动电力综合管理系统。 1 船舶电力系统 船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和用电设备组成。电源通常采用发电机组或蓄电池组。发电机是由原动机带动的，原动机的类型可分为蒸汽机、柴油机、汽轮机和燃气轮机等。配电装置是用来接收发电机发出的电能、分配电能和控制电能的。联系发电机、主配电板、分配电板和用电设备的电缆称为电力网，其作用是用来输送电能。船上的用电设备很多，包括动力负荷、照明负荷、通讯导航设备等。 2 船舶电站设计 船舶电站是电力系统的心脏，其工作的可靠性和生命力，是系统实现规定任务的有效性的两个标志。船舶电站的可靠性是在指在各种不利的工作条件(如环境温度变化大，空气湿度大，海水腐蚀作用强，船舶的横摇和纵倾大，航行振动和冲击振动等)，电气系统的各项电气设备在整个运行期间不见断的工作能力。既不发生结构上的损坏事故，也不应发生各种装置的调整失常，使整个电力系统能不间断地供电，并保证一定的电能质量。船舶电站的生命力是指船舶受到战斗损坏和事故破坏时，电力系统仍能保证不间断供电的能力。电力系统工作的可靠性取决于其组成元件的可靠性及其相互连接方法和使用方法。 船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成，一般都是根据船舶的具体要求专门研制配套的。它为船舶上的工作机械和生活设备如电动舵机、锚机、武器装备、电灯、电视机、空调等提供电源。电站设计是电力系统设计的关键环节。根据船舶负荷的供电需求来确定电站的组成方案，并进行电源设备的选型和布置，这是船舶电力系统设
船舶电气自动化的发展及其设计要点浅谈 发表时间：2017-11-14T14:33:33.710Z 来源：《防护工程》2017年第13期作者：王传兴[导读] 本文首先对我国船舶电气自动化技术发展现状和船舶电气自动化系统未来发展方向进行了分析。 浙江欧华造船股份有限公司浙江舟山 316101 摘要：近年来，我国的船舶工业领域为了实现高速发展，积极借鉴了国外先进的建设理念和技术，在电气自动化方面取得了一定成就。为了实现进一步发展，本文首先对我国船舶电气自动化技术发展现状和船舶电气自动化系统未来发展方向进行了分析，并对船舶电气自动化设计要点展开了探讨，以供参考。关键词：船舶；电气自动化；发展；设计要点一、我国船舶电气自动化技术发展现状近年来，信息和通讯技术以日新月异的速度飞快发展，在船舶工业领域也发挥了越来越重要的作用。船舶的机舱管理、驾驶等环节计算机技术的应用越来越广泛，泵浦控制、机舱监测报警、冷藏集装箱监控和压载控制等功能得以实现。不同的船舶类型在自动化水平上存在一定的差异，实际进行船舶电气自动化设计的过程中，应从船舶功能需求的角度出发对自动化程度进行确定[1]。例如，在实际进行船舶电气自动化设计时，可以有针对性的构建综合网络系统，从而有效连接分控制系统与工作母站；在连接分工作站时应对高速传输技术进行充分的应用等。目前，船舶电气自动化技术在长期的发展中已经具备了报警和监测等重要功能，并且能够高效管理船舶的燃油系统、动力系统和压舱系统；在控制阀和泵时可以对电气设备进行充分的应用[2]。从长远的角度来看，随着信息技术的进步，我国的船舶电气自动化系统也将逐渐完善，其运行中可以实现较高的可靠性和管理的智能化，为提升操作的经济性和安全性奠定良好基础。 二、船舶电气自动化系统未来发展的方向（一）提升监控功能的综合化船舶电气设备同信息技术的紧密结合，提升了设备的适用性，在船舶电气自动化设计中高效利用信息技术，不仅可以提升设计操作的便捷性，实现灵活的转换，同时设计的规范性特点还能够凸显出来[3]。各种设计操作、监控工作都可以利用屏幕和相关软件来实现，综合监控呈现出了较强的便捷性特点。 （二）网络化功能的实现在总线技术、数字化技术飞速发展的背景下，促使不同的部件、模块和信号线之间形成了统一的信号通道，现场总线在构建中可以利用双层网，通过使用冗余结构进行控制有助于提升系统运行可靠性。系统具体运行中，数据的收集和传送的网络可以作为首层网络，控网为第二层网络，这样一来，传统的人工操作方式就可以被数字化、自动化方式所取代，船员工作环境得到了优化，更重要的是，工作效率也实现了大幅度提升[4]。（三）多学科发展对船舶电气自动化发展具有推动作用在科学技术不断进步的背景下，各学科之间的边界越来越模糊，学科渗透的基础上基础上模糊技术和人工智能技术取得了一定进步。这将为船舶电气自动化的发展奠定良好的技术基础。在这种情况下，船舶电气自动化发展中，大功率半导体电力电子器件的应用技术、制造工艺和材料等方面都取得了突破，设备运行中不仅呈现出了较强的稳定性，同时节能效果也非常良好。而船舶控制技术的典型控制方式已经转变为可编程序控制器，船舶监控过程中，智能式算机监控系统已经开始取代传统的集中型计算机监控系统、计算机技术监控、集散型(分布式)多级和多微机监控系统[5]。由此可见，在科学技术不断进步的背景下，船舶工业领域也不断取得了更多的成就，其中包括船岸信息直接交流、卫星通信方式导航、信息技术监视、全智能控制自动化和全球定位系统等方面。 三、船舶电气自动化设计要点现阶段我国在积极进行船舶电气自动化设计的过程中，掌握设计要点至关重要。事实上，要想实现船舶电气自动化设计的科学性，设计人员必须抓住电气自动化系统可靠性、安全性和可维性三大设计要点：（一）可靠性
船舶电气生产设计流程及细节问题研究 文章围绕船舶电气生产设计工作，对设计流程与细节问题进行了阐述，目的在于提高船舶电气生产效率与质量，推动行业发展。 标签：船舶电气生产；设计流程；电缆 现如今，现代科学技术与信息技术的应用，船舶逐渐体现了大型化与自动化的特点，船舶电气生产与设计成为相关人员的工作重点。船厂内船舶类型越来越多，一般设计工作都交给国内外的船舶设计院，船厂内的设计人员按照设计院技术设计图纸组织施工与生产。这样一来，生产与设计过程中难免会出现细节问题，需要详细了解设计流程，解决问题，提高船舶质量。 1 船舶电气生产设计流程 受现代化技术应用的影响，造船模式与数字化造船出现在行业中，为了保证船舶建造质量，往往使用计算机构建数字模型，结合用户提出的要求设计生产图纸，同时借助计算机也能够有效实现数据共享，多个用户同步施工，及时更新数据的基础上也有效提升了生产效率[1]。船舶电气生产设计流程如下：（1）创建设备符号库、电气设备模型、电气附件库、规格说明书同时进行；（2）生成电气原理图；（3）建立电气钢结构，生成电气箱架图，以电气钢结构、管系建模信息与船体为背景建立电装综放模型，对其中涉及到的生产信息进行及时的处理；（4）制作托盘表、电缆册，在计算机中设计施工图，组织生产施工。 2 船舶电气生产设计细节问题 2.1 电气设备布置环节 第一，电气设备要以壁式安装为主，对于规模比较大的落地式设备可以不使用這一方法。安装时严格遵循PSPC规定，船体液舱壁不能安装电气设备[2]。如果必须安装，则要在底座撑脚和船体板中间部位设置腹板；第二，电气设备布置过程中，需要对设备是否可操作进行检验，并且保证日后拆装与检修便利；第三，电气设备不能在容易喷溅装置下进行安装，例如蒸汽管接头或是阀门等位置，安装时选择离露天设备较远的位置。电气设备要定期进行防护，保证防护等级符合规定，否则将要及时反应给设计人员，特别是布置危险区域内电气设备，必须要配备相应的防爆举措；第四，电气设备不能影响通行，以免因为电气设备使经过人员发生碰撞。通常走道宽度以>600mm为宜；第五，火井探头需要设置在距离通风管出风口较远的位置，感光式火井探头附近不能存在任何障碍物；第六，电气设备高度必须严格按照电气设备安装高度以及船舶电气设备安装工艺相关要求进行，如果情况特殊的话需要寻找另外的解决方案；第七，电气設备不能设置在油柜表面周围，如果必须如此，设备的后壁和油柜壁之间距离必须超过100mm，若电气设备易产生高温，不能放置于油柜壁之上；第八，必须定期对主变压器、应急变压器、艏侧推变压器等进行检查，电气设备必须安装吊码，以此
山东交通学院 船舶电气设备操作与维护 课程设计报告书 院(部)别信息科学与电气工程学院班级电气104 学号 100819425 姓名周鹏 指导教师陈松 时间 2013.09.30-2013.10.13 课程设计任务书
题目船舶电气设备操作与维护 系(部) 信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气104 学号100819425 学生姓名周鹏 指导教师陈松 9 月30 日至10 月13 日共 2 周 指导教师(签字) 院长(签字) 2013 年10月15日
成绩评定表
船舶电气设备操作与维护 课程设计题目要求及说明 (1) 船舶电站岸电上船的操作 本实验所使用的设备为上海海事大学研制的船舶电站仿真模拟器，主要要求学生掌握船舶电站关于岸电上船的程序步骤，并能够熟练操作，实现船舶电站供电到岸基供电转换的整个过程，并能够解决一些相应的故障问题。 船舶电站岸电上船操作步骤： （1）船应急发电机自动启动 （2）单台发电机手动启动 （3）动力负载的加载 （4）第二台机手动并车 （5）侧推启动和停止 （6）加软负载轴带发电机手/自启动 （7）负载减小时的两台车的解列停机 （8）岸电上船联络开关闭合 (2)船舶电站多台发电机的互为备用及自动启动实验 要求学生熟练掌握船舶电站的启动过程以及各发电机之间的启动次序设置，能够在紧急情况下互为备用，并能够解决出现的一些相应问题。 留意操作详细过程及各部主要仪表指示灯的状态，最好也能够经过自己的组织整理绘制出相关的流程图。 特别对自己在硬件模拟器上考核所进行的操作多台发电机的互为备用及自动启动要详细叙述。 (3)两台发电机的手动并车及功率的分配 主要掌握两台发电机组手动并车的条件要求，并能够选择合适时机完成两台发电机组的手动并车操作，以及并车完成后的功率分配问题。 (4)软负载的加载及侧推的启动 主要能够通过仪器仪表的显示观察电站用电负荷的变化，并能够在电站侧推控制
浅谈船舶电气自动化发展趋势 [ 内容提要]:随着科学技术的发展，船舶机舱从有人值守到自动化机舱的经历了几十年的发展过程。船舶电气自动化是实现机舱自动化、进而实现无人值班机舱的必要条件。本文就与船舶安全和性能关系较大、技术进步较快和具有发展前景的船舶电气自动化及船舶电站自动化基本功能进行简要概述, 针对当前船舶电气自动化技术及自动化电站系统的发展现状，论述了船舶电气自动化发展的趋势（包括系统监控的综合化、网络化）并做出了船舶电气自动化领域的展望。 关键词：船舶电气、自动化、发展趋势 1.船舶电气自动化概述及船舶电站自动化基本功能 1.1.船舶电气自动化概述 船舶电气自动化指的是船舶电站的自动化，其伴随着通信技术、控制技术以及微处理术而不断发展。电子技术的突飞猛进、集成电路的投入使用以及计算机网络的快速发展，这些良好的技术条件促使船舶电站控制得到了前所未有的新突破。时间推进到2l 世纪，制造业、通讯技术以及计算机辅助设计的逐步成熟，船舶的机舱管理以及货物装卸等多方面都在充分地运用计算机技术。其工作分站能够通过通信卫星与国际互联网进行互联，促进了船与船之问、岸与船之问的有机联系，加强了相互之间的对话，极大地促了信息的交流、咨询、设备的维护、资料备件的查询、船舶的管理以及资料的查阅等一系列业务活动，从而充分地提高了船舶航行的经济型、安全性与可靠性，为航运事业的良好发展奠定了强大的技术基础。 1.2.船舶电站自动化基本功能 1.发电机组依据电站运行情况和实际负荷需要，按预定的顺序自动起动备用机组,并能自动投入、自动停机； 2.故障状态下自动解列、停机的控制； 3.发电机组之间的自动并车、电压及无功功率的自动调节、并联运行中功率的自动分配、转移与电网频率的自动调整，重载询问(投入大负载时的自动询问装置)； 4.船舶电站的综合保护（包括发电机组机电故障的自动处理与报警）；
船舶电子电气专业概论 船舶电子电气专业培养适应船舶自动化要求，熟练掌握电气技术、电子技术（包括电力电子、通讯电子）、控制技术、计算机控制及其网络技术等先进知识，满足国际海事组织 STCW国际公约中规定的“电气、电子和控制工程”、“维护和修理”和“无线电通讯”三项高级海员职能要求，能够胜任现代船舶各项自动装置的维护和修理任务的船舶高级电子电气工程技术人才。 主要专业基础课和专业课程电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、通讯电子线路、自动控制原理、计算机网络使用、微机原理及使用、电机学、交流调速、船舶电站、船舶电力拖动系统、船舶机舱自动控制系统、船舶综合驾驶台系统、船舶电子电气工艺、船舶电子电气专业英语等课程。 电路原理主要内容包括：电路概述；电路分析的基本方法及定理；正弦交流电路；谐振、互感及三相交流电路；双口网络；非正弦周期电路分析；网络矩阵方程；过渡过程的经典解法；拉普拉斯变换法、积分法和状态变量法；分布参数电路；非线性电路等。 模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算和处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。 数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其使
用,.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能.555定时器等. 随着计算机科学和技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的使用领域。从一般的模拟信号到数字信号，要经过采样、量化、编码，最终一个连续的模拟信号波形就变成了一串离散的、只有高低电平之分“0 1 0 1...”变化的数字信号。自然界来的，或者通过传感器转化的主要是模拟信号，那么为什么要多此一举把它们变为数字信号呢？原因有以下几点： 一、模拟信号有无穷多种可能的波形，同一个波形稍微变化就成了另一种波形，而数字信号只有两种波形（高电平和低电平），这就为信号的接收和处理提供了方便。 二、模拟信号由于它的多变性极容易受到干扰，其中包括来自信道的和电子器件的干扰，模拟器件难以保证高的精度（如放大器有饱和失真、截止失真、交越失真，集成电路难免有零点漂移）。而数字电路中有限的波形种类保证了它具有极强的抗干扰性，受扰动的波形只要不超过一定门限总能够通过一些整形电路（如斯密特门）恢复出来，从而保证了极高的准确性和可信性，而且基于门电路、集成芯片所组成的数字电路也简单可靠、维护
?现代船舶设计可分为：初步设计(合同设计),详细设计,和生产设计三阶段 ?初步设计与详细设计是解决造什么样的船的问题.生产设计则是解决怎样造船和怎样合理组织造船生产的问题。 ?生产设计特点:1生产设计要解决的是“怎样造船”的问题2生产设计将涉及,工艺,管理融为一体3生产设计必将涉及整个生产体系4生产设计将通过事前准备工作而贯穿整个船舶设计过程的始终5生产设计的过程是在图面上“模拟造船”的过程6生产设计的工作图表式现场生产的唯一依据。 生产设计的基本内容：生产设计的事前准备工作、生产设计图纸和管理表的绘制。 ?生产设计包括两部分内容:船体生产设计和舾装生产设计 ?舾装生产设计又分为：船装,机装,和电装生产设计.船装又可分为内装,外装,管装和涂装.内装是以居住舱室为主的室内舾装设计,外装指舱室外全船各层甲板的舾装设计,又称甲板舾装,管装是指除机舱以外的全船性管系舾装,涂装是指全船的除锈处理与涂料涂装设计,包括原材料的预处理 ?生产设计前的准备工作,主要有生产技术准备,计划准备和工程控制准备三项工作 ?原则工艺说明书与船舶建造方针书的区别:1前者在推行生产设计前编制的综合性造船工艺文件后者是在推行生产设计之后编制的2，前者是由船厂设计部门或者是船体车间,在方案设计,初步设计和技术设计的同时或之后(在施工设计阶段),从整个船厂,船舶产品的角度,以船体为中心和重点,后者是以船体和舾装为中心和重点 ?船舶建造方针书是以船体为基础,以舾装为中心,以现代化造船技术为主导 ?建造方针书的内容一般可分为两部分:一为合同概要,主要技术参数和主要无量,基本方针和部门方针二为附图,附表和综合协调。 ?分段划分的原则：1吊车最大起重原则2原材料最佳利用原则3均衡组织生产原则4船体结构强度合理性原则5施工工艺合理性原则6安全施工原则7扩大分段舾装原则。?船台建造法分为：1塔式建造法2环形总段建造法3岛式建造法4一条半建造法5两段建造法6一线两点建造法。 ?造船网络是网络计划技术在造船工程中的应用,他表示整个造船生产过程各工序之间的先后顺序,衔接关系和作业时间,用以组织造船生产,控制尽可能缩短造船周期。 ?网络图优化和调整：增加劳动力，实行多班制，延长作业时间，采用新工艺，新技术。?日程计划表：1船厂建造计划线表(在船厂所有船的日程进度)2综合日程表（反应一条船建造总计划）3主日程表（也是一条船，作为各车间进行生产活动的直接依据，包括船台吊装主日程表，船体舾装主日程表和平台周期表）4月计划表（各工作部门生产的依据，某个车间，班组，场地一个月所要做的具体工作的开工日期及完工日期）。 ?分段建造方法:1按基准面:正造法,反造法,卧造法,侧造法2按装配顺序:分离法,放射法,插入法,框架法 ?胎架形式有：平面胎架,曲面胎架(包括斜切胎架),活络胎架 ?生产设计的计划准备包括确定船舶建造的顺序计划,负荷计划和日程计划 ?负荷计划即工程量的测算计划,也就是船厂所具有的生产能力和预想的工作量之间的对比.它主要由船厂生产负荷计划,各阶段负荷计划和分段负荷计划三部分组成, ?船厂生产负荷计划是在订货计划阶段编制的负荷计划,是在生产技术准备中确定建造法时进行编制的, ?日程计划是从船体完工交船日期倒推到加工开始和钢材到厂交货日期为止 ?船厂建造计划线表反映加工开始,分段制造,上船台,下水和交船 ?所谓船体零件是指经号料,加工后可供装配的船体构件.船体部件是指两个或两个以上的船体零件装焊成的船体构件.组合件是指零件和部件或者是部件与部件装焊成的船体
船舶电气设计的现状分析与发展趋势 发表时间：2018-07-16T10:32:59.547Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：李中华王俊张正吕 [导读] 摘要：众所周知，我们现如今的生活已经离不开交通运输。 江苏扬子江船业集团公司江苏泰州 225300 摘要：众所周知，我们现如今的生活已经离不开交通运输。如今的世界，也是在交通运输的作用下，才成为了一个整体。而所谓交通运输，自然也离不开交通工具。交通工具自从诞生开始，就给人们带来了极大的便利，而经过长时间的发展与演变，现如今的交通工具已经有了很多种类。而就水上交通工具来说，其中最为关键的一种交通工具就是船舶。而本文所阐述的船舶电气设计对传播的整体性能发挥有着极大的影响。但是，如今我们应该注意到的是，在船舶电气的设计过程中，还是有一些问题存在的，而这些问题在如今科技的发展的情况下，相信很快就能够解决。 关键词：船舶电气；设计；现状 引言 交通运输影响着人们生活的方方面面，甚至还影响着我国经济的发展与贸易往来。而水运又在交通运输中有着极其重要的地位。这主要是因为水运与其他运输方式相比，有着很大的优势。首先是水运相对来说是比较便利的，其次水运的成本低廉，而且还能够运输重量较大的物品。因此，水运是值得重视的。因此，对于传播中的电气设计，我们就更加应当注重。而如今在船舶电气设计之中，我们注意到一些仍然存在着的问题，需要我们去解决。 一、电气设计的含义 在这里提到的电气设计，实际上应用范围是极其广泛的。包括本文涉及到的交通运输领域、建筑领域等，都有着电气设计的参与。而电气设计，实际上便是从一些特定的角度，根据不同的行业规定与规范，对一些常见的设备进行设计，最终得到一份实用性很高、很可靠的设计图纸。 二、船舶电气设计的含义 所谓船舶电气设计，其实就是电气设计的一种，且是一个重要的分支。船舶电气设计，就是以船舶制造的具体的生产规范作为基础，检查、设计整艘船舶的电力系统，准确地计算电力负荷，同时也对一些与之相关的设备进行检查。在这个过程中，时时刻刻注意校正、修改，这样就能够让设计图纸精确且科学合理，为船舶的安全运行提供保障。 三、船舶电气设计中存在的问题 （一）相关专业人才的缺乏 众所周知，船舶电气设计实际上是一项对专业有着极高要求的工作。所以这也就要求相关的从业人员必须具备足够的专业能力。但是，我国目前在相关领域，还是没有很多高素质、高能力的人才。第一，在我国目前的高校中，有这门专业开设的学校并不是很多，有很多高校甚至都并没有这门专业开设。而即使有一些学校开设了这门专业，往往也不能够得到学校的足够的重视。这就导致了在这个专业中并没有很强大的师资力量，而获得的相关教学投资也不够多。因此，这些学校想要培养出优秀的电气设计人才，是很困难的。此外，就业问题也是一个大问题，一些电气设计专业人才并不能够得到预期的薪资，转而从事别的工作，导致人才流失。而企业又因为开出的薪资并不能够吸引到足够优秀的人才，因此就放宽了专业的门槛，导致了在企业工作的船舶电气工程师并没有足够的能力，技术专业水平不够，最终导致了船舶的制造质量和效率受到很大的影响。 （二）船舶电气设计有纰漏，考虑不周 如上文所述，电气设计是一件极其困难且繁琐的工作，设计人需要有很多方面的专业知识，才能够干好电气设计工作。在进行电气设计的时候，往往不只是需要本专业的相关知识，也有很多别的专业的知识是需要掌握的。比如，在进行电气设计的时候，我们往往需要运用到数学方面的知识，还要熟练掌握电学与力学，并且使这些知识都运用到电气设计之中，只有这样才能够做好电气设计。如今，在电气设计实际的操作之中，有很多工程师都忽略了这一点，这就会导致最终结果有所偏差。这其实可以在设计图纸上体现出来的，是非常严重的后果。如果设计师对物理、数学知识的掌握并不好的话，就会出现这种情况，这样设计出来的设计图存在偏差，往往会引起比较严重的结果。 （三）错误选择断路器 通常，在船舶电气设计的过程中，会有一些设备的选择问题。这些问题的解决是至关重要的。而在这之中，断路器的选择可谓是最为重要的。因为断路器的选择能够直接影响到设备的正常运行。因此，如何正确地选择断路器，成为了船舶的电气设计中很重要的一点。同时，这也是难点之一。如今，有一些设计师总是不能准确地把握各种设备，导致选择断路器时出现错误，使电器设备的运行负担加重，出现很多安全隐患，使整个船舶的质量出现了问题，最终造成不可估量的损失。 （四）选择错误的电缆 在船舶中，电缆起着极其重要的作用，比如广播、照明等等。这些环节没有电缆都是做不到的。因此电缆实际上就是一艘船舶最为基础的设施。但是我们应该注意到的就是，现如今，还是有很多的企业，并不能够正确地对电缆进行选择，不能正确地认识电缆到底有什么功能。这就导致，在很多时候电缆的应用是错误的。举例说明，在一些放火报警的过程中，所需要的电缆必须是具备较强的防火性能的，而如果选择的电缆并不具备这一点的话，放火报警系统就不能够正常地运作，最终导致严重的结果。 四、解决船舶电气设计中存在的问题的措施 （一）要加大对船舶电气设计专业的投入 现如今，高校正是国家培养下一代人才的基地，能够输出大量的社会优秀人才。所以，如果我们需要培养出优秀的船舶电气设计人才的话，我们就必须要追根朔源，从源头开始对人才进行培养。因此，我国必须要加大对高校船舶电气设计的教育投入才能够做到这一点，加大资金投入，为培养人才提供条件。 （二）提高设计师的技术水平 如前文所述，船舶的电气设计师是进行电气设计的主要力量，因此，电气设计的整体水平就全部取决于船舶电气设计师的水准。企业应当重视这一点。对船舶电气设计师必须要严格筛选，应对其有严格的技术水平方面的要求，并在就业之后，定期对其进行职业技能的培
第七章交流变频调速及变频器 公式N=(1-s) N 实际转速 N1同步转速 S 转差率 f 电机供电频率 p 电机极对数 三相异步电动机的调速方法：改变转差率（适用于绕线式异步电动机）和 改变旋转磁场的同步转速（适用于鼠笼式异步电动机） 1改变转差率：电动机定子电源电压 2改变旋转磁场的同步转速：定子极对数供电电源频率 交流异步电机最主要的调节方式是：变频调速 现代的变频器都是由大功率电子器件构成，被称为静止式变频装置， 是系统的中心环节 变频调速系统由静止式变频装置、交流电动机、控制电路三大部分组成 控制任务大多由微处理机承担 交流变频调速的三种基本控制方式 忽略定子漏阻抗压降，三相异步电动机每相电压：U1≈E1=4.44*f1*W1*Kw1*Φm U1电机每相电压 E1感应电动势 f1频率 W1每相绕组匝数 Kw1 匝数系数Φm每极磁通 基频（额定频率）以下的变频调速有三种控制方式 1恒电动势频率比E1/f1 通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力受到限制。 2恒压频率比 U1/f1（最容易实现，机械特性是平行下移，硬度也较好，满足一般，低速带载能力差，需对定子压降实行补偿）
3转子全磁通的感应电动势频率比Er/f1 实现起来比较复杂 基频以下，电压和频率成比例变化 基频以上，磁通和频率成反比例变化 变频调速以下几个特点：1从基频以下调速，为恒转矩调速方式；从基频以上调速，近 似恒功率调速方式 2调速范围大 3机械特性较硬，静差率小相对稳定性好 4 运行时转差率小损耗较小效率高 5频率可连续调节，变频调速为无级调速 交直交变频器有：整流器滤波器逆变器（逆变器是核心，里面核心元器件是大功率开关器件，分为两组，轮流控制切换频率，改变输出交流电频率，按直流输入端接入滤波器的不同分为电压源型和电流源型。按电子开关频率不同分为180度导电型和120度导电型。） 交直交变频器的调压方法有可控硅整流器调压，直流斩波器调压， PWM调压 主电路包括：整流电路，中间电路，逆变电路。整流环节通常使用：电力二极管，晶闸管，IGBT，电力电子器件。整流通常是将交流不可控的整流成直流。PWM频率较高，影响电机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提高看系统的调速范围和稳态性能。 交—交变频器CYCLO（eyelo---converter）或循环变频器，可用于驱动同步或异步电动机，堵转转矩和保持转矩大，动态过载能力强，可四象限运行，电动机功率因数达到1. 电流型逆变器适用于需要回馈制动和经常进行正反转控制的生产机械输出的电流波形为方波，与负载阻抗角无关，并能实现电动机的四象限运行，要求其整流环节为可控整流，直流侧接的是直流电流源，多接大电感，构成高阻抗的电流源，无须设置续流二极管，感性负载能量反馈须改变直流侧电压的极性，都有单相和三相工作的逆变形式。换流方式：负载换流，强迫换流，三相电流源型晶闸管逆变电路，开始角度差为120度， 电流源型变频器CSI由整流器，滤波器，逆变器等三部分组成，整流电路将电网的交流电转换成直流电，再经桥式逆变转变为频率可调的交流电，供给推进电机，改变整流电路的触发角，就改变了中间直流环节电压，改变逆变电路的触发脉冲顺序，就改变了推进电机的转向， 负载换向型变频器LCI属于电流源型变频器，整个转速范围输出扭矩大，启动扭矩大，控制简单，同时由于无电刷和熔断器，维护方便，和交---交变频方式相比，使用电子器件数量少， 电压型变频器VSI 和CSI都属于交—直—交变频器，整流器用二极管，可保持电力系统能在任何电机速度的时候功率因数接近0.95，逆变器用IGBT，
课程设计成果说明书 题目：船舶岸电自动并车装置的设计学生姓名：向得智 学号：130407132 学院：船舶与海洋工程学院 班级：A13船电 指导教师：单海校 浙江海洋学院教务处 2016年 06月 19 日
浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院《课程设计》成绩评定表 2015—2016学年第二学期
浙江海洋学院《课程设计》任务书 学院船舶与海洋学院班级 A13船电专业船舶电子电气工程
目录 一、设计任务及要求 ......................................................................................................................................... - 2 - 1.1设计任务 ................................................................................................................................................. - 2 - 1.2设计要求 ................................................................................................................................................. - 2 - 二、设计过程 ..................................................................................................................................................... - 2 - 2.1自动同步并车原理 ................................................................................................................................. - 2 - 2.1.1同步并网的过程及原理 .............................................................................................................. - 2 - 2.1.2同步并网过程 .............................................................................................................................. - 2 - 2.1.3同步并网分类 .............................................................................................................................. - 3 - 2.1.4并联运行的条件 .......................................................................................................................... - 3 - 2.1.5并联运行分析 .............................................................................................................................. - 5 - 2.1.6并联运行并网点的捕捉 .............................................................................................................. - 7 - 2.2供船舶用岸电结构及技术 ..................................................................................................................... - 9 - 2.2.1供船舶用岸电电源结构和分布................................................................................................... - 9 - 2.3自动准同步并车装置硬件设计 .......................................................................................................... - 11 - 2.4软件设计 ............................................................................................................................................... - 13 - 2.4.1自动准同步并车装置软件设计整体构架................................................................................. - 13 - 三、参考文献 ................................................................................................................................................... - 14 -