航母或军舰靠上码头是用什么提供电力?如果还

2021-10-09 22:20 点击:241 编辑:邮轮网

首先感谢邀请,这个问题其实应该算作是水面舰船电力系统的一部分。个人只是个连入门都算不上的普通军迷,了解不算多。既然有人问,我也就献丑了,如果有遗漏或者错误欢迎各位补充指正

PS:现代舰船是一个复杂的综合系统,我会尽量用精炼的文字来说明。但水平有限,并且会涉及到一些比较专业的术语,难免会老太太的裹脚布--又臭又长,没有耐心与不求甚解的小伙伴请直接出门左转,省的闹的大家都不痛快。当然,如果各位对自己的理解能力有信心,我更加推荐各位去查看相关文献【(我随后会提到)均为公开资料,不存在“泄密”,不接受过度解读】

现代舰船是一个复杂的综合系统,舰上密集地配备了武器、通信设备、导航设备、推进装置和生活设施等。电力系统必须向上述设备提供足够的、符合质量要求的电力。近些年来,由于舰上武器系统规模更大、雷达站数目和功率增加,火炮、无线电通信设备功率增加,电力机械设备增多,随着各系统自动化水平的提高,计算机和电子设备得到广泛应用,居住条件明显提高等,促使电力系统发生一定变化,电站容量不断增加,对供电的连续性和电能质量要求更高

水面舰船电力系统

船舶电力系统模型图形界面1.电站电站的基本结构和系统参数与安全可靠性、经济性、供电连续性、生命力和舰船使命紧密相关。在典型的现代护卫舰和驱逐舰上,大都采用4台柴油发电机组,每台为lMW左右,向两个配电盘供电。对于更大型军舰,电站容量更大,但由于发电机和开关装置设计限制,发电机单机容量限制在2500kW(450V或480V)。虽然现已开发了4000kW发电机(450V或480V,cosrp为0.8)用的断路器,但由于开关的故障断流能力限制(目前最大为150kA),实际并联运行发电机数最多限制在3台(每台2500kW)或2台(每台4000kW)。当船上最大负载超过7500kW时,更经济的是选择一次系统电压为2400V或4160V,全舰电站分为2个单独系统,每个电站由3台以下的2500kW发电机组组成。

电站发电机的原动机可以是汽轮机、柴油机和燃气轮机.......。在蒸汽轮机推进的舰上,一般至少有一台汽轮发电机组,其余为柴油发电机组。汽轮机功率从几十千瓦到几百千瓦,具有成熟的技术和丰富的使用经验。自80年代以来,由于柴油机和燃气轮机推进的增加,逐渐取代蒸汽轮机,使电站从大部分用汽轮发电机组改变为占优势的柴油发电机组。在1000kW1221-.柴油机大部分为1200r/rain或更低,可以直接接到柴油机上。在1000kW以下的柴油机,转速最高为1800r/rain。柴油机的缺点是噪声大,特别是低频噪声。燃气轮机比同功率汽轮机或柴油机体积小,它的高频噪声比柴油机低频噪声易于控制和降低,特别是结构噪声。因此,它适用于那些对噪声要求严格的军舰。但是燃气轮机反应灵敏,燃油经济性差,美海军已提出改进其响应特性,将采用工业用双转子燃气轮机,代替目前的单转子。同时提高燃油经济性,使之能与柴油机竞争。

发电机的励磁机有三种:旋转直流励磁机、旋转交流无刷励磁装置和静止励磁装置。目前一般使用后两种,第三种没有旋转部件,比旋转励磁装置有更快反应,因此,这种励磁装置应与电压调整器很好配合,以得到要求的恢复时间。

2.配电系统舰上配电系统一般采用辐射式、区域式或辐射/IK域式配电,对于几百千瓦的小电力系统采用辐射式配电较经济。在较大舰上通常采用辐射式和区域式的组合系统。在区域配电系统中,将舰按舱室位置分成几个区,每区内由1个或2个负载中心配电盘供电,负载中心配电盘由舰上日用(即主)配电盘经大母线馈线供电。区域配电不需要配电盘所有馈电电缆穿过水密舱壁,只是左舷和右舷电缆穿过水密舱壁,这样大大减少电缆重量和电缆安装费用,而且系统运行灵活性好。因此在现代大型军舰上趋向于采用区域配电。

400Hz电力系统类似于简单的60Hz日用电力系统。在一般情况下,400Hz电源向1个或2个400Hz配电盘供电,电源装置可以是电动机一发电机组,或60/400Hz固态电力变换器。较大的军舰有2个400Hz配电盘,通过母线连线互连,进行并联运行。400Hz电力通过配电板成辐射式配电方式为440/460和115V系统配电。

3.自动控制和保护(1)自动控制

舰船电力系统控制在70年代主要是发电机的投人和运行的单个设备控制,并且与其他控制系统无关。自80年代以来,由于全舰综合自动化的逐步实现,电力系统的自动控制作为综合控制系统的一部分来发展。控制的实现从过去机电式继电器的控制系统发展到现在印刷电路板,微电子部件,以及微处理机和计算机系统,未来控制系统将朝着数字控制和以软件为基础的方向发展。

目前大部分舰船有综合机舱控制台,其中电站控制系统包括发电机组(包括原动机和辅机,如滑油泵等)、主和应急配电盘、负载中心配电盘、负载板和电力变换装置(如60/400Hz电动发电机组或固态变换器)所要求的全部监测、控制、数据显示和记录等。

电站的某些参数自动控制,如频率、电压和负载分配已实现多年。其他自动控制功能包括:

①发电机组自起动。应急发电机组的自起动在军舰上早已实现,日用发电机组的自起动是近年发展的。备用运行的发电机组可以在失去一台运行发电机、一台发电机过载或要求增加负载情况下自动起动。

②自同步。自同步可连同发电机自启动一起实现。

③自动卸载。

④发电机停机。

发电机自动停机包括正常运行停机、临时应急停机和安全停机。 同步发电机各绕组轴线正向示意图

以美国佩里(FFG-7)级护卫舰为例,电站控制台位于中央控制室,有电站自动和手动运行的遥控部位。4台日用柴油发电机组起动、停机和并联能在机旁执行。电站控制台有以微程序语言为基础的处理机,用于监测、控制和保护4台发电机和相关的辅机。独立程序用于控制电站、报警处理和数据记录。在处理机监控下,整个电站每隔200删进行一次检测。来自电站的硬连线输入数据用于控制发电机和配电系统。

(2)保护系统

电力系统的保护装置用于防止或限制电力系统故障,使其对非故障部分的影响减到最小。目前舰船上的保护装置有过流保护(过载和短路保护)、过电压和欠电压保护、过频率和欠频率保护、功率流向保护、过温保护等。除了传统的电力系统保护外,近年来开发了其他的限流保护措施,它的作用是:

①限制短路电流并维持剩余电压,提高非故障馈线或负载生命力;

②减小故障电流值,这样能使用较低故障断流能力的断路器或电子电力开关。这些限流装置可以装在一次配电馈线、二次配电馈线和母联线上。

限流装置有电抗器、固体器件或具有非线性电阻的限流器。近10年已经有许多固态限流器用于舰船上',在短路电流升到最大允许值以前电子电力设备(晶闸管或功率晶体管)断开而限制短路电流。非线性电阻材料限流器在工业配电系统已得到应用,到1993年这种限流器最大负载电流额定值约100A,其材料是掺杂聚合物,在室温下为导电状态,在高温下导电率降低,从而起限流作用。美海军正进一步试验研究这种限流器。近年来,美海军又开发了用于601-h、480V三相母线电路的发爆技术限流断路器,它的连续通过电流达4800A(均方根值)、断流电流达210kA(均方根值,对称)。该限流器带有电流检测器、电子逻辑电路和贮能回路。当检测到故障电流时,利用贮存能量使起爆器发爆,产生的冲击波切断载流导体的电流。

综上所述,在80年代电站没有重大改变。由于柴油机和燃气轮机推进增加,电站从大部分用汽轮发电机改变到柴油发电机。军舰发电机组单机容量提高到3000kW、甚至4000kW较容易实现,但采用4160V高电压在军舰上难以达到。军舰电站仍采用4台发电机组,用3台发电机结构对于中等功率要求的军舰没有吸引力,除非更高容量发电机和高断流能力开关装量得以实现。在开关装置故障断流能力达到150kA以后,5台发电机以上的系统开始用于大型军舰电站。到2000年,技术发展明显影响电站,军舰用开关装置断流能力可能达到200kA,发电机组容量超过4000kW的可能性不大?,对于较大电站将可用6台发电机组。燃气轮机的响应特性将通过双转子的使用得到改善。对于强调燃油经济性或噪声特征的军舰,或两者都重要的军舰,可采用柴油机和燃气轮机-发电机的联合电站。

MIL-STD-1399为美军的舰船系统界面标准,其中MIL-STD-1399300A章是规范舰船系统交流电力的界面标准,其最初版本DOD-STD-1399300A章于1978年发布,1987年美军对其进行了修订,版本更新为MIL-STD-1399300A章,1992年又对87年版本重新进行了修订,这次修订变化较小,故名称未变(本文未注明版本的均指最新版本即1992年版本)。

MIL-STD-1399300A章规定了舰船交流供电系统特性和使用三种类型标准交流电力的设备的界面要求,以确保用电设备与供电系统之间的兼容性,要求所设计的用电设备能在具有这些特性的供电系统进行工作,并限制用电设备对供电系统的不利影响

界面位于供电系统和用电设备之间。它是供电系统和用电设备约束都在内的功能位置。供电系统的基本特性包括:电压、频率和应急状态;用电设备的基本特性包括:电源类型、电源中断、接地、负载不平衡、脉冲负载、输入电流波形和浪涌电流

我国现执行的舰船电力系统界面要求的军标为GJB4000-2000(3)“舰船通用规范3组电力系统300章”,它取代了GJB847.2-1990“舰船系统及设备电子电气信息功能接口(界面)要求舰艇交流电能品质”。GJB847.2-1990国军标等效采用美国军标DOD-STD-1399舰船系统界面标准300A章,规定了舰艇交流供电系统电能品质的基本要求和使用三种类型标准交流电力的设备的界面要求,以确保用电设备与供电系统之间的兼容性,阐明了舰艇交流供电系统的电能品质,要求所设计的用电设备能在具有这些电能品质的供电系统进行工作,并限制用电设备对供电系统的任何不利影响。

GJB4000-2000(3)300章规定了舰船电力系统通用的基本技术要求,包括交流电力品质的界面特性和接口参数,主要以电压、频率、电压波形和供电连续性来描述其界面特性,而MIL-STD-1399300A章以电压、频率、电压波形和应急状态描述界面特性,在前三项指标参数的规定上,GJB4000-2000(3)300章基本借鉴了美军标,供电连续性和应急状态参数部分如表3所列。

应急状态是指导致电力系统偏离正常状态的非预期发生的严重情况或事件,应急状态包括但不局限于战斗损坏、误动作和设备损坏。电力经常会中断,电力中断可能是由设备的严重故障、培训练习或操作失误所致。为了保证在各种不同工况下(如停泊、巡航、功能和应急工况)的供电可靠性和连续性,在可能的情况下,部分负载用有限中断电源供电。有限间断电源由来自一块主配电板的正常电源和来自另一块主配电板的备用电源或来自一块应急配电板的应急电源构成。当正常电源断电时,GJB4000-2000(3)“舰船通用规范3组电力系统300章”规定:从正常电源转接至备用电源的转换时间一般应在0.5~20s,即表3中供电连续性指标“典型的断电时间”为0.5~20s;从正常电源或备用电源转接至应急电源的转换时间一般应在10~30s;对向大容量动力负载供电的特殊有限间断电源,最长转换时间不应超过2min。MIL-STD-1399300A章也规定了供电连续性:从一个电源转接至另一个电源的转换时间为0.05s~2min。美海军由于军事及技术上的优势,除规定了正常工况下的电力特性外,还重点关注应急状态下各项电力指标特性:频率偏差、频率偏差的持续时间、电压偏差、电压偏差的持续时间(具体参数值见表3)。

另外,相比于美军标,国军标在测试方法一般要求中只给出了交流电力稳态、瞬态和尖峰电压试验时的测试参数与测试仪器,在详细要求中也只是简单地描述了测试过程,使得试验的可操作性不强。为了提高我军装备和系统在信息化战场环境中的生存能力,制订完善的、规范的、操作性强的标准体系是至关重要的,因此,应跟随新技术、新情况的发展,对标准体系进行修订完善,保证标准的正确性和有效性

简单来说就是军舰停靠码头由岸供电;海停泊用自带蓄电池组、舰艇主燃气轮机附属功率发电设备或辅机供电至于靠岸以后的电力供应问题那就要提到“岸电技术”了,船舶接用岸电技术,即是指船舶靠港期间,停止使用船舶上的发电机,而改用陆地电源供电。港口提供岸电的功率应能保证满足船舶停泊后所必需的全部电力设施用电需求,包括:生产设备(如:舱口盖驱动装置、压载水泵等)以及生活设施、安全设备和其它设备,港口(提供岸电)和靠港船舶(接受岸电)各自都专门带有一套岸电系统。关于这方面不多费口舌,下面几幅图就能说明问题,大家自行理解岸电供船电缆专用插座抵靠港口码头的集装箱船舶通过电缆线接受岸电岸电供船基本操作规程图示

头条夸夸其谈、坐而论道的键盘侠实在太多,实在没有什么讨论问题的氛围。而LZ喜欢“卖弄知识”,LZ回答提问又没有一分钱没有一点好处,不当吃又不当喝的,只为个人爱好,但是又“玻璃心”,所以只好关闭评论功能了,今后也将视情况照此办理,今后也请多多关照。各位,有缘再见

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