西门子-肖特尔Z型电力推进系统的设计与安装VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页西门子-肖特尔Z型电力推进系统的设计与安装关英华梁树森（大连船舶重工集团公司）摘要：目前，以电力推进作为推进方式的船舶，凭借它的操纵灵活、方便、准确，提高了船舶舒适度、减少环境污染等优点，使越来越多的中、小型工程船和客滚船采用这种先进的船舶推进方式。而且附加值很高、市场前景非常好的液化天燃气（LNG）船也开始采用以电力推进作为船舶的推进方式，这样推进效率会大大提高。现借着我公司2004年给中海油服建造的综合检测船是第一次采用了电力推进的契机，对电力推进系统的设计安装和调试进行了总结。关键词：电力推进；谐波；变频器1前言综合检测船的船级符号：★CSA5/5ResearchShip，OffshoreSupplyShipDP-2，IceClassB3★CSMAUT—0并同时满足DNV船级的下列船级符号要求。DNV：DSV-IIISF，DYNPOSAUTR综合检测船是一艘海上石油钻探工程服务船，在作业过程中对该船的灵活性、快速性要求较高，因此该船的推进系统没有采用常规的柴油机推进，而是采用了能够实现快速反应的电力推进系统。推进的原理如图1所示：图1表明，船舶推进的动力来自柴油发电机组（D/G）。发电机的电力输出为常规的电压恒定、频率恒定的3相交流电源，经过配电板配电到变频器，经第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页过变频器的调制，输入到推进电机的电源为电压随频率变化的交流电源。通过控制变频器的电源输出频率来改变加载在电动机的电压，从而实现灵活控制电动机的动力输出，最终实现对整个船只的灵便操纵。该船的电力推进系统，由西门子(SIEMENS)挪威公司和德国肖特尔(SHOTTEL)公司联合供货。西门子供货内容主要包括发电机（不包括柴油机部分）、690V配电板、推进变压器、变频器和推进电机等电力部分，肖特尔供货内容为全回转舵桨。由于推进电机在船艉部的舵桨舱内水平安装，电机轴的水平输出通过全回转舵桨的齿轮箱变向后带动螺旋桨，所以，称作Z型电力推进。2系统配置该船的主推进系统共有2套，每套的组成相同。简化后的系统配置如图2所示：第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页3系统设计与安装3.1柴油发电机组发电机组由3台主发电机和1台辅发电机组成。主发电机参数：P=2500KVA，COS＝0.8，U＝690V，f=50Hz；辅发电机参数：P=750KVA，COS＝0.8，U＝690V，f=50Hz。电力推进船舶，尤其是工程船，在作业和进出港时，推进电机的功率变化范围较大，变化频繁，从而要求并联运行的发电机的柴油机组有较好的调速特性。本船的主发电机柴油机组和辅发电机柴油机分别由2个供货商供货，因此，必须要求2个制造商配备相同品牌和型号的电子调速器和执行器，而且要求调速器之间有负荷分配线(loadsharingline)。这样，通过负荷分配线，使主发电机和辅发电机并联运行在同步模式(isochrounousmode)。本船的主辅发电机在设计之初，没有采用相同的调速器和执行器，4台发电机并联运行时，只能通过电站管理系统向柴油机调速器发出增减负荷的命令，这是一种比较差的频差工作模式（droopmode）。为了使主辅发电机能够工作在较理想的同步模式，通过协调辅发电机制造商，使他们选用了和主发电机相同品牌和型号的电子调速器和执行器。在以后类似船舶的设计中，如果有额定输出功率不同的几台发电机组并联运行的情况，则应该注意类似的问题。3.2690V主配电板主配电板共11屏，配置2个西门子PMA300电站管理系统。本船的电站管理系统与通常的电站管理系统不同之处在于，具有功率限制的功能。即：当电站超负荷运行时，没有采取优先脱扣的方式卸掉不重要的负载，而是通过到变频器的模拟电流信号，降低推进电机的的输出功率，从而既保护发电机不过载，又保证了船上设备的正常运行。由于推进电机的额定功率较大，所以，即便是5％的功率下降，下降功率的绝对值也很大，超过船上较大电器设备的额定功率，从而能够更加有效地解决发电机过载的问题。这种负荷处理方式是电力推进船舶的优点之一。但是，对于这一优点，船东起...