船舶电站课程设计.doc

船舶电站 电力负荷分析及计算 目录 一）船舶电站概念 二）船舶电站容量的确定—三类负荷法 三）MATLAB GUI 简介 四）软件设计 电力负荷分析系统软件设计 一．船舶电站概念 船舶电站是船上重要的辅助动力装置，供给辅助机械及全船所需电力。它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。 船舶电站是由原动机、发电机和附属设备（组合成发电机组）及配电板组成的。 发电机组是把化学能转化为电能的装置，是船舶电站最重要的装置。发电机组发出的电力是通过配电板来进行控制及分配。带动发电机运转的原动机一般为柴油机、汽轮机或燃气轮机，相应的发电机组称为柴油发电机组、汽轮发电机组或燃气轮机发电机组。 蒸汽机船上的发电机组由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电源为主。在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提供电源。这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千瓦不等,可以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备的数量确定，普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种。 为使船舶在各种不同工况下，如航行、作业、停泊、应急等情况下，都能连续、可靠、经济、合理地进行供电，船舶上常配置多种电站，主要有以下几种： （1）主电站，正常情况下向全船供电的电站。 （2）停泊电站，在停泊状态又无岸电供应时，向停泊船舶的用电负载供电的电站。 （3）应急电站，在紧急情况下，向保证船舶安全所必需的负载供电的电站。 （4）特殊电站，如向全船无线电通讯设备（如收发报机等），各种助航设备（雷达、测向仪、测深仪等），船内通讯设备（如电话、广播等）以及信号报警系统供电的电源。这类用电设备的特点是耗电堡不大，但对供电电源的电压、频率、稳压和稳频的性能有特殊的要求。因此，船上有时需要设置专门的发电机组或逆变装置向全船弱电设备或专用设备供电。 二．船舶电站容量的确定—三类负荷法 1.负荷计算分类 　　采用三类负荷法计算全船电力负荷时，需将设备负荷在某一运行工况下按使用时间的长短分成如下三类： 第Ⅰ类负荷——连续使用类负荷 第Ⅱ类负荷——短时或重复短时使用类负荷 第Ⅲ类负荷——偶然短时使用 2.计算系数 a电动机利用系数K1 电动机的利用系数K1定义为：机械的轴上最大功率PM与电动机的额定轴功率PN之比，即 式中 PM——机械轴上最大功率；PN——电动机的额定功率。 b机械负荷系数K2 机械负荷系数K2定义为：每一机械实际使用轴功率P2与机械最大轴功率PM之比，即： 式中 P2——某状态下机械轴上实际需要率； PM——机械的最大轴功率。 c电动机负荷系数K3 在通常负荷条件下，实际机械负荷所需要电动机输出的功率，可用电动机负荷系数来描述，即用K1与K2的乘积反映电动机的负荷情况。 电动机负荷系数定义为： 从上式可以看出，电动机负荷系数K3反映的是实际机械负荷与电动机额定功率之比。 同时使用系数K0 d在某一运行状态时，同类机械不一定都同时使用，因此我们用一组同功率的用电设备的同时使用系数K0来计及它的影响。 同时使用系数为 式中 n——该组同时工作的用电设备数目； m——该组用电设备的总数。 e总同时系数K0Ⅰ和K0Ⅱ 一般情况下，第I、Ⅱ类负荷总同时使用系数的取值范围为 K0Ⅰ＝0.8～0.1 K0Ⅱ＝0.3～1.0 具体选定时可参考下述原则： i )在大的船舶上，由于负荷的数量较多，同时工作的可能性要小些，因此同时工作系数比负荷少的船舶可取小些。 ii ) 船舶的活动愈紧张，同时工作系数就取得愈大，因为设备的同时工作可能性愈大。 例如：舰艇在战斗状态时K0Ⅰ 取0.8，而在停泊时，可取0.65。 3所需功率的计算 a额定所需有功功率 在确定一台电动机需要电网供给的所需有功功率时，需要考虑到电动机的效率。在额定工作状态下，一台电动机需要电网供给的额定功率为 式中 η ——电动机额定效率 一组同类电动机额定所需总功率应为 式中 m——该组同类电动