船舶供电网络及配电系统结构概述

聂 冬

（海军装备部驻武汉地区军事代表局 武汉 430068）

0 引言

随着我国船舶行业的飞速发展，对船舶的功、性能要求日趋严格和全面，而船舶电站作为船舶动力心脏，其技术水平和运行的可靠性对于全船的安全可靠性和航行的经济性更是有着至关重要的关系。

船舶电网的合理设计直接关系到电力系统供电的可靠性，因此电网的重要性并不亚于电站。没有优良的电网相配合，电站的性能再好也不能发挥作用。船舶设计实践表明，选择合适的供电方式和配电方式，对提高船舶电力系统的设计质量具有重要意义。当前，船舶供电方式日趋多样化，船舶配电系统结构也随之更加精细和复杂，通过对船舶采用的主流供电方式和配电系统结构进行分析，有助于选择合适的供电方式和配电方式，提高船舶电力系统的设计质量。

1 船舶供电网络分类

可以按照电源装置的区别，有效的把船舶供电网络分为以下几类：主电网、应急电网、临时应急电网以及弱电电网。

1.1 主电网

所谓的主电网，具体来讲就是指那些通过主发电机利用主配电板供电的网络。在这个系统中，船舶上面的用电设备能够通过主配电板供电，或者是通过主配电板供电到达分配电箱之后进行供电。综上所述，主电网一定要对以下的几个动力、照明及通信导航等设备进行直接供电：1）舵机一定有两路独立馈电线供电（比方说分左右舷敷设），如果船舶自身具备应急发电站，里面的一路能够通过应急配电板来获得供电。2）锚机以及起锚绞盘机等相关设备。3）消防泵的电源以及线路的分配需要能够保证在船舶的任何一个地方发生火灾时，能够保证有一部分可以正常运转。4）总用泵以及舵机泵等相关设备。5）提供推进装置动力工作的电动辅机的分配电箱。6）油船货油泵以及起货机等相关设施。7）冷藏船的冷藏电动装置。8）船舶的主照明变压器。9）航行信号灯控制箱、探照灯以及舱室照明分配电箱等相关设备。10）船舶上面的无线电台分配电箱、雷达以及助航设备分配电箱等相关设备。

1.2 应急电网

所谓的应急电网，具体来讲就是那些通过应急发电机或者是应急蓄电池来获得有效供电的电网系统。当主电网发生意外事故，无法供电时，应急电网可以为船舶里面的关键设备、要害设备以及事关船舶航行控制关键的设备来自动的提供电力。因此，应急电网需要相对独立于主电网之外，在安装以及配置方面都应跟主电网划清界限，同时还有着更高的安全需求；为了保证用电可能性，应急电网的运行指标一般都是较低的，容易实现。

1.3 临时应急电网

所谓的临时应急电网，具体来说就是那些通过临时应急蓄电池提供电力的电网系统。它可以被用于在主电网失电时自动的提供电力给船舶重要设备。如果应急电网无法发挥作用，临时应急电网就会大显身手，蓄电池里面的电力容量可以有效的满足连续供电30 min，保证船舶的正常运转，为电力的恢复争取宝贵的时间。

1.4 弱电电网

所谓的弱电电网，具体来说就是那些囊括了助航、通信、无线电设备中大批量的不同电压、不同电流、不同频率的电网系统，某种意义上就是船舶上面的无线电收发报机、各种助航设备(如雷达、测向仪、定位仪、测深仪等)、船内通讯设备以及信号报警体系供电的网络。此类的设施的用电特征是用电不多，但是所使用的电源要求特殊，不同于主电源，需要单独供电，这就要求供电电源需通过特定变压器、变频器向全船弱电设备供电。

2 船舶配电系统结构

电网设计的主要内容即是合理安排电网器材之间和电网与用电设备之间的衔接，以便在有限衔接线的条件下，使用电设备有尽量多的通向各个电源的也许路径。

2.1 馈线配电方式

每一个船舶上的用电设备以及分配电箱都是通过主配电板的单独馈线来承担的。在一个船舶上面拥有两个不同的电站的情况下，一般都是通过按照棋盘式的顺序来进行每一个船舶用电设备的供电。此类配电方式中的一切用电设备都是通过主配电板的方式来进行供电的。简而言之，船舶上面的设备貌似能拥有非常大的供电可靠性。但是也要看到，此类配电方式的使用到的电缆数量庞大，每一个用电负载如果出现大规模的变动或者是意外故障都会对主配电板带来极为重大的不利影响，进而消减电力系统在实际船舶应用中的供电可靠性。

2.2 干线配电方式

通过主配电板来引出的几根我们称之为干线的电缆对分配电箱供电。船舶上面的用电设备在分配电板那里得到应有的电源，此类配电方式的好处在于自身的电网结构十分的简单，能够在很大程度上消减船舶自身拥有的干线电缆的规模。这一情况对于那些要求可以在最大程度上消减穿过水密隔壁电缆规模的潜艇电力系统是梦寐以求的。但是它也有不足：此类配电方式的供电可靠性不太大，电气装置不容易集中控制。从现在的实际情况来看，单一的利用干线式供电的船舶电力系统已经很少了。

2.3 混合配电方式(辐射形)

馈线式以及干线两者混合使用的配电方式称之为混合配电方式。具体来讲就是某些地方使用分配电箱或者是负载选用馈线配电，其余的地方则利用了干线配电。统而言之，馈线式属于功率较大或者是较重要的负载，干线是功率较小或者是不太重要的负载。它的好处是某一部位发送故障不会影响全部系统，仅仅要求科学的配置，就能保证较高的安全系数，所以说它是现在船舶上使用最为广泛的配电方式。

2.4 环形配电方式

该类配电方式具体来讲就是把主配电板以及负载的分配电板有机的结合在一起，成为一个配电环形，完成供电工作。按照衔接线有机搭建成的电网闭环的状况，环形配电方法一般被归为全闭环、电源环以及负载环数种。电源环以及负载环的形成原理是分别在电源或者是某一部分衔接构成部分环。此类配电方式的好处可以搭建出来规模较大的电源到负载的环线，因此，配电方式有较高的供电可靠性。但是也要看到，由于科技含量高，此类配电方式具体的使用以及维护方面较为的繁琐和复杂，对于电力操作人员要求较高，此类配电方式也正在逐渐普及。

2.5 网形配电方式

所谓的网形配电方式，具体来说就是指在船舶上面拥有的发电机组以及负载十分大的具体情形下，通过环形配电方式的再发展而演变而来的一种更为科学、更为合理的配电形式。此种类别的电网从理论上来讲，至少组成了两个及两个以上的组合的全闭环，跟传统的环形配电方式相比而言，没有什么太大的不同，仅仅是将环形配电方式升级了。所以说，网形配电方式一般都被视作为环形配电方式发展的趋势和潮流。

上述提到的五种电网配电方式由于原理不同，而具有不同的特点以及各自的适用范围，前两种由于技术过时已经被逐渐的淘汰，网形配电方式则是配电方式中最具有活力的一种，但是由于技术限制，一般只应用于那些吨位特别大的船舶上面。因此，环形配电方法能否代替干馈混合配电方法首要取决于电网技能的开展。这些年，因为电子计算机在电力体系监督操控技能上的使用和电力体系稳定性研究的发展，环形配电方式已被认为是今后船舶电网发展的～种很有前途的配电方式，尤其对于军用船舶，更有其特殊的价值。

3 结束语

鉴于船舶供电方式和配电系统结构对于船舶电站运行稳定性、可靠性和经济性的决定作用，对其组网供配电的各种形式的研究具有重要意义，尤其是在电站和电网设计时，应注意各种搭配形式的特点，注重基础配置的稳定作用，发挥其独特优势，破解限制和不足。同时，要紧密关注电力系统领域新器件、新设备、新技术的应用，不断拓展船舶供电方式和配电系统结构的创新。

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