船舶电气设计常见问题分析

王新宇

摘要：随着船舶大型化、自动化和节能化的发展，电气系统设计的任务越来越重，在船舶设计中的地位也日趋重要。近几年船厂建造的船舶类型、数量很多，送审设计、详细设计多数委托国内或国外的船舶设计院设计，由船厂的设计员依据设计院基本设计或详细设计图纸进行施工设计、生产设计。船舶电气图纸及设备工作资料的校核是船舶电气工程师的一项重要工作，依据规则、规范，正确而又快速地完成船舶电气设计图纸及设备工作资料的校核工作，提出合理的意见，更好地满足船东的使用要求，且确保船厂施工设计和生产设计的质量和进度。本文分析了船舶电气设计常见问题。

关键词：船舶；电气设计；问题

船舶设计是按照业主的要求和相关标准设计的，设计合理的技术性能和良好的经济性能。电气专业的设计是船舶设计的设计领域的一个重要组成部分，一般根据签署的合同来确定具体的电气专业的范围，并按照业主具体合理的要求及设计规范，经过几个阶段，最终确定最优设计方案。

1船舶电气系统的构成

一般来说，船用电气系统由三部分组成，分为船舶电站、船舶电力网和电气负载。但是，系统中每个部分的功能和功能是不同的，主要分为：船舶动力系统；船舶动力传动装置；电力推进设备；船舶照明系统；船舶内部通讯系统；船用导航设备；海上无线电通信设备；船舶自动化；其他特殊磁性防护和消磁装置。在所有的部件中，最重要的是船舶的动力系统。由于电力系统包括船舶电站和电力网络的两个重要部分，我们首先从电力系统进行讨论。

1.1电力系统

船舶动力系统主要承担能量转换的任务。转换的方向是将其他能源转化为电能，并通过某种方式传输到需要电力的设备上。主要由发电机组、配电设备、电网等组成。发电机组还包含许多电气设备，如发电机、原动机等。电网由许多电缆和其他部件组成，任务是电能的传输。

1.2电力网

电网是电力系统的一个组成部分，由于电网的存在，将会有稳定的电能传输。船舶电网是指由主配电板通过电缆和中间的配电装置通过电缆传输而形成的电网。电力网络是船舶电网。船舶营运较大，电网的要求也更高，是其强大的生命力，也就是说，如果当局部电网损坏或故障，仍能向其他负载提供连续的供给，而且可以采取紧急措施，防止故障的影响。

1.3电站

船舶电气系统中最重要的部分是由“原动机、发电机、辅助设备和配电板”组成。电站利用发电机实现电能的转换，同时通过配电板进行分配和控制。为保证船舶在各种工况下运行，船舶上常配置多种电站，如主电站、应急电站、停泊电站等。

2船舶电气设计常见问题

2.1设备制造商的数据和设计图纸的验证

设备制造商的数据和设计图纸的验证主要包括损坏的电气设备的选择、设备的设计和图纸、电缆的选择和电气设备的选择。首先，断路器的选择是船舶电气设计中的一个常见问题。正确选择断路器将对船舶设备和电源的连续性产生积极的影响。在设计过程中，我们必须检查断路器的容量，并根据船舶动力设备的数量和功率选择合适的断路器。实践证明，选择断路器的科学合理性可以有效降低船舶制造成本。二是电气设备和图纸的布置。在电气设备的设计过程中，必须考虑到使用方便和维护方便等问题。在图纸设计过程中，图纸上的图形符号必须经过严格的审核。必须正确选择设备的代码、位置和名称。图纸内容必须清楚，以免造成统计误差。第三，电气设备的设计应符合要求。船舶的电气专业不是单一的专业。它与其他专业有着密不可分的关系。我们必须考虑电力设备、发电机容量等问题，以防止供电设备电源开关的不足，在船舶运行过程中造成潜在的安全隐患。最后，选择电缆。船舶电缆的选择必须在整个船舶的防火区域的基础上进行划分。在照明系统，广播系统和报警系统是不同的。因此，在电缆选择过程中应该有一个清晰的划分。

2.2船舶供电连续性问题

供电连续性主要是要考虑主电源的供电连续性、设备供电连续性和选择保护性等三个方面的问题。①主电源的供电连续性是船舶推进和操纵的必需电源。即使正在运转的一台发电机出现故障从而停止工作，在这种情况下保证船舶推进和安全的供电设备必须立即启动并处于工作状态。在此处立即启动的时间有一个明确的要求，即必须在45秒内立即恢复工作。而在国际上有更加严格的要求，将30秒内立即恢复供电视为立即恢复供电的范畴。②设备的供电及工作连续性问题。在船舶的航行过程中可将设备分为重要设备和非重要设备两种。在重要设备里又有主、次重要设备两种形式。主重要设备是指供船舶正常航行过程中必须连续性工作的设备，次重要设备在船舶航行的过程中则不必连续性工作。船舶的航行必须保证主、次重要设备的连续性工作状态。③选择性保护问题。选择性保护主要是指当电力系统出现故障的情况下，船舶的重要设备通过电器的选择性作用而实现连续性工作的情况。众所周知，电力系统的选择性保护与船舶的航行安全有直接的关系。因此，IEC要求对重要设备的保护电器送审，对其动作协调性进行分析。选择性保护分为过载选择性保护和短路选择性保护两种主要方式。过载选择性保护主要是根据通过电流的大小选择断路器的动作值，短路选择性保护则需要通过时间原则来实现。

2.3认可设备资料

我们签订设备技术规格书时会详细写明“收到认可图纸多少天内回复认可意见，如设备厂商没收到认可意见视作认可该图纸”，因此应该注意认真、及时校对认可资料并及时将意见反馈给厂家。其中应把握以下几点。一是设备自身的控制原理是否正确、可行。二是与其他设备的接口内容、数量、通讯形式是否正确。比如，4000m3绞吸式挖泥船配备的国际先进的ABB电气设备和变频控制系统、绞吸式挖泥船自动控制系统、钢桩台车装置系统、三缆定位系统等装备均为船东订货、提供认可意见，等到船厂收到工作资料后发现好多设备之间尤其是各绞车和挖泥疏浚控制系统、各绞车、泥泵和ABB变频控制系统的接口不对，好在船厂及时联系厂家确认各设备之间接口，施工设计图纸上进行了修正，避免了施工后期调试时出现的设备接口问题。三是设备型式、尺寸、防护等级等的认可。尤其是驾控台、集控台等集中控制台的操作面板上各设备的布置，一定要跟船东签字确认，毕竟操作者使用习惯不一样，面板上设备的布置要求也会有所不同。设备的油漆颜色，要跟船东确认、明确，以免造成不必要的麻烦。设备的随机电缆长度也要根据设备布置图确认是否够长。设备随机的安装附件、备品备件是否完整等问题。

结束语

综上所述，通过对船舶电气设计的常见问题的研究，可以看出在船舶电气设计中只有加大对图纸设计的重视，才能有效避免在图纸设计中出现错误，同时应根据全船的技术规格书和规范认真的校核设计图纸，便于相关工作人员及时发现并解决不合理的电气设计问题，从而保障船舶的建造质量和正常运行。

参考文献：

[1]朱丽娟.船舶电气设计常见问题分析[J].中国修船，2016（05）.

[2]季佳，刘春秀.基于船舶电气设计的常见问题分析[J].山东工业技术，2016（03）.

[3]沈凤芳，张向东.船舶与海上设施法定检验规则[M].北京：北京人民交通出版社，2016.