船舶电气自动化技术篇1
关键词：船舶系统；船舶运行；航行质量；电气自动化技术；船舶安全文献标识码：a
中图分类号：tn830文章编号：1009-2374（2015）15-0113-02Doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.059
1船舶电气自动化技术研究
要想使船舶电气自动化系统能够高效、持续发挥作用，就要加强电气自动化技术的研究，以此来控制故障问题的发生概率，确保系统安全、稳定运行。对于船舶系统来说，主要的电气自动化技术包括以下方面：
1.1轴带发电技术
船舶属于高能耗的水上交通工具，其燃料成本占总成本的一半以上，所以，必须加大节能技术的研发力度，其中轴带发电技术就达到了这一目标。轴带发电机主要通过主轴来启动，主轴跟着主机转动并逐步改变速度和频率。通过观察主机运行情况、航行水域特点等来调控轴带发电机。通常选择机械式恒频与电气式恒频，特别是电气元件的不断升级发展，当前晶闸管逆变模式被广泛应用于轴带发电系统。
近年来，节能技术又获得了全新的发展，废气透平发电机引入其中，同轴带发电机一道共同进行优势互补，打造出SSG系统，此系统凭借静止变频器同电网连接在一起。
当船舶航行运转耗能上升，废气透平发电机无法发挥有效作用时，轴带发电机则发挥供电供能作用；相反，船舶能耗逐渐降低，有余下的功率，那么轴带发电组则充当电动机来通过船舶电网获得能量，为主机运行提供动力，推动主机的持续运行。静止变频器中的两组晶闸管在整流与逆变状态下都能发挥作用。如果轴带发电机发挥供电供能作用，变频器就能把轴带发电机的输出变成恒频输出。
当轴带发电机处于电动机模式下，变频器就会充当变频调速设备，因为发电机的一切输出功率都要途径变频器来运输，所以必须选择功率较大的电气元件。因为变频器占地空间大、成本高，同时功率因素较低，这样就对传统的轴带发电机系统进行了改造、升级与优化，异步轴带发电机产生了。
异步轴带发电机系统主要依靠双馈异步电机转子频率补偿的技术方法来维持恒频稳压，通过计算机系统来控制这一系统，实现了信息自动化控制的功能与效果。
1.2容错技术
容错技术主要是指电气自动化系统工作过程中，当出现故障问题时，自身的承受能力，容错技术的作用表现在：
1.2.1系统故障监测。当电气自动化系统工作过程中有故障问题，在容错技术的监测下，能够及时、精准地发现并定位故障，并明确故障的类型、特征，再进行自动化隔离。从而维护系统安全、稳定。
1.2.2故障控制。在容错技术支持下，自动化系统中的故障问题能够被及时检测与定位，根据故障的方位、类型等来选择解决对策，对故障加以分析并处理，以此来维护船舶电气自动化系统的安全、稳定运行。
对于船舶电气自动化系统的故障处理通常经历以下过程：故障监测、定位、分析故障性质、明确故障单元，使故障信号变成低电平信号，并输送至决策单元，再加以处理，实际的故障包括以下类型：
故障1：启动预备性机组，从而集中而有效地控制机组工作的负荷量。
故障2：同样启动预备机组，再延长出现故障问题机组的关闭时间，从而更加高效、科学地处理好故障
问题。
故障3：切断故障性机组的运行，再将备用机组及时启动。
对于故障2和3最佳的解决方式就是立即停运机组，直到故障问题发现并解决后，再次启动机组，也就是说如果故障尚未排除，机组不关闭可能会造成故障进一步恶化，影响系统的高效运行。
1.3电力推进技术
电力推进技术属于一类维护船舶系统安全运行的电子自动化技术，特别是得益于现代社会中信息技术、电子技术、电子设备等的支持，使得电力推进技术的应用范围更广、作用更多。
电力推进技术按照电力传动分类主要包括：交流与直流传动技术。最近一些年来，前者获得了飞快发展，特别是交流调速技术的不断发展，使得交流电力系统获得了全新的发展，与直流传动技术相比，更具优势地位。能够极大程度地确保船舶电气自动化系统的安全、平稳工作，提高船舶运转的安全水平。
其中交流电力技术大致包括两大推进系统：LCi，直流无换向器电动机；CCV，交流无换向器电动机。前者是利用变频器来达到同步调速的功能，达到从交流直流交流的过程。其中船舶的工作运转同调距螺旋桨之间彼此配合、协助、协调来工作，船舶实际的航行中，遇到区域狭窄、位置闭塞的航道或海湾等，要想依然保持顺利通行、畅通无阻，就要对交流推动机进行调整，使其处于最低速工作模式；相反，船舶进入面积宽广的公海海域，则要对推动机进行调整，确保其进入同步、超同步转换模式。对于CCV系统来说，则是凭借变频器的同步调速来达到直流、交流间的变化与转变的，最后打造出交流调速工作系统。
1.4电磁兼容技术
通常来说，船舶会处于一个相对复杂的运行环境，易受天气、水文等自然条件的影响，导致电磁污染问题，运用电磁兼容技术能够解决这一问题，强化船舶的电磁抵御能力。要想保证船舶各项装置、设备等的安全、稳定，就要加强电磁兼容设计，其中必须具备以下条件：（1）出现了干扰源；（2）存在传输介质；（3）存在敏感的接收单元。所谓的电磁兼容技术简单说就是要这三大条件中的任何一个，从而解除电磁干扰。为了达到这一目标就要加强元件、器件的正确选型，其中要重点控制干扰信号敏感的元件。
1.5隔离变压器技术
船舶电气自动化技术最大的干扰来自于交流电源，对其改造优化的有效措施就是隔离电气设备的变压器，达到独自提供电能，或者把供电设备同强电设备分离，这样就有效隔离了干扰，船舶电源通过交流变压器来有效过滤高频信息，在此基础上隔离变压器，从而为自控设备提供独立电源，达到有效排除干扰的目的。
1.6RC吸收技术
因为船舶电气系统具有自动化属性，这其中必然会关系到各类电气装置，例如继电器、接触器等，类似的电气装置容易产生电磁干扰现象，针对这一问题应选择RC吸收设备，这一技术性能较为稳定，不会随着电压的变化而出现不稳定的变化问题，这样就解决了电磁干扰问题。
2船舶电气自动化技术发展趋势
船舶电气自动化技术属于综合性、程序性强的技术类型，从船舶电气自动化系统的设计、生产、运行、完善都需要特定的自动化技术的支持。在当前信息技术、通信技术、自动化技术等不断发展的现代时期，船舶电气化系统必将朝着自动化、智能化、数字化、网络化方向发展。船舶作为联系外界的网络通讯系统，能够实现信息的传播、信息的通讯交流，这无疑确保了船舶的安全、高效、稳定运行。
3结语
船舶电气自动化技术能够维护船舶的常规工作与高效运行，必须加大对自动化技术的研究力度，不断优化改进自动化技术，实现自动化技术的优势整合与力量有效发挥。
参考文献
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船舶电气自动化技术篇2
关键词：船舶；电气自动化；发展现状；发展趋势
近几年，通过借鉴和吸收外国在船舶电气自动化先进的技术和经验，并结合我国的自主研发以及模式创新，我国的船舶电气自动化水平得到了很大的进步，而且船舶电气自动化的性能也得到了很大提升。船舶电气自动化要求不仅要在技术层面提升水平，而且要在管理层面完善升级已有的机制。
一、我国的船舶电气自动化的发展现状
1.GpS全球定位系统
随着科技的快速发展，GpS全球定位系统受到人们的普遍关注。到目前为止，GpS全球定位系统已经可以精确到几米，在我国的船舶上广泛地安装使用，成为船舶等的必备装置。
2.船舶整体自动化
网络信息技术和计算机技术的不断进步，促使自动化技术进一步广泛应用于我国的船舶业。纵观21世纪的船舶自动化技术，整个船舶综合自动化成为这个阶段发展的最高水平，船舶综合自动化，将不断收集机舱自动化、导航自动化、机械自动化、装卸自动化等多用途系统，该系统通常有两个工作的母站，由某些控制系统和某些工作变电站组成，通常总站工程将在机房控制室设置，另一个位于驾驶室。现阶段，我国船舶的整体自动化仍然处于不断完善的阶段，我国要加强在船舶整体自动化方面的创新和自主研发，提升我国的船舶电气自动化发展水平。
二、船舶电气自动化的发展趋势
进入21世纪后，我国船舶工业的电气自动化程度和技术水平有了很大的提高，不少设备通过引进、消化国外先进技术，也已达到了国际先进水平。随着我国科技竞争力的提高，船舶的自动化程度将进一步发展，船舶自动化技术将有新的突破。
1.网络系统的应用
将数字化和自动化技术的网络系统应用到船舶使用中，提高了工作效率，减少了劳动力的使用，这些网络系统保证了操作的准确性和高效性，降低了人为产生的误操作，确保了船舶使用的安全性。
2.综合检测系统
电气自动化设备已经普遍应用于船舶业中，灵活的操作，一体化的系统监控，可以满足船舶在性能等方面的不同需求，实现由原来单一的应用程序向综合性的检测系统的过渡，进一步提高了船舶整体和系统的高效操作性，对于船舶电气自动化的发展具有重要的意义和影响，促进我国船舶事业的发展和进步。
船舶电气自动化技术篇3
关键词：船舶自动化技术海洋工程自动化技术发展
中图分类号：U6文献标识码：a文章编号：1007-0745（2013）05-0333-01
船舶行业应用工业自动控制技术始于上世纪的五十年代。在其发展的这段时间里，船舶的自动化应用由当初最简单的液压、气动控制到科学程度发达的计算机智能化、计算机网络化时代。而海洋工程装备的自动化也是源于船舶自动化。我国工业、科技起步晚，虽然在船舶与海洋工程自动化的研发方面也取得了不小的进步与发展，但是因缺乏关键优势和重点技术、缺乏相关专业领域高端人才，船舶工业生产基础较为薄弱，因此，应加快我国自主产品的研发，并增强、提高船舶海洋工程自动化的技术，更好的推进我国海事领域事业的稳步发展。
1、海洋工程自动化
1.1海工装备与海洋工程
海洋工程装备自动化源于船舶自动化，它包括了海洋平台油气生产控制系统、海工装备于船舶综合集成系统、管理、控制大型海洋石油平台电站系统、动力定位控制系统等海洋工程装备自动化系统。海洋工程作业过程中，需要使用的各种装备即为海洋工程装备，其装备包括了保卫、支持、维修、服务等辅助船，穿梭油船、浮式生产与贮存、卸油船、起重铺管船、钻井驳船、各种形式的钻井平台、钻井船等。在当今海洋养殖业、海洋电站、海洋矿产资源勘探开发等工程领域都广泛应用到现代海洋工程，它包括，沿海港口建设、清淤疏浚、海洋勘探等基础设施以及海底电力输送与海底电缆、建设海上风电场、开发不可再生能源、开采天然气与石油等领域。按照具体的应用领域来划分，在工程领域应用的有深潜器、铺管船、起重船等；在深海作业所应用的水下生产系统、大型钻井船、深水地球物理勘查船等；在物探领域应用有地质勘察船；在采油钻探领域应用有半潜式平台、钻井船、自升式平台等。
1.2海工自动化发展
信息管理、自动航迹跟踪、动力定位都是现代海洋工程装备所需要的自动化功能。海工自动化技术具体包括：挖泥船起重船的位移控制以及自动锚泊定位控制、布缆船的自动布缆以及捞缆控制、铺管船的自动移船铺管控制、起重船在起重作业时的自动调节控制、挖泥船对疏浚作业的自动控制、自升式平台的拔桩控制以及自动插桩控制、半潜运输船或半潜平台的自动升沉控制等。石油钻井船的优势体现在自持性强、工作海域广泛、移动灵活性高。海洋调查船在站位保持、动力定位上具备着良好性能，它还采用了计算机网络化技术。深水铺管起重船既有起重铺管船，还有单一功能的铺管船，它的形式多种多样。浮式生产储油系统集生活、控制、发电、卸油、储油、油气处理为一身，它具备了动力定位系统、储油卸油控制系统、油气处理控制系统、压载控制系统、电能管理系统等诸多自动化系统。深水半潜式钻井平台抗风浪能力强、宽范围载荷能力强、钻井作业稳定性高、且不受水深的影响及限制。
虽然，我国的海洋工程自动化生产设备起步较晚，但是，大型海洋平台电站管理与控制系统、综合信息集成管理系统、动力定位控制系统等海工装备自动化设备已经逐渐被研制出来。我国现阶段所面临的是高端技术人才的缺乏、海洋工程自动化设备生产基础较为薄弱、优势产品和关键技术的匮乏等问题。
2、船舶自动化
2.1我国船舶自动化的发展史
上个世纪的六十年代，我国开始对船舶自动化的研发、研究，与国际上先进国家的船舶自动化技术相比，我国的船舶自动化技术相对落后。起初，我国对船舶的控制处在蒸汽机船等的自动控制阶段。这些蒸汽机船的自动控制表现在锅炉燃烧控制、锅炉水位控制等方面。上个世纪的七十年代中期，我国开始真正对船舶自动化技术进行研究。从时间上可以看出，我国对船舶工程的自动化研究方面起步落后。我国研制出的第一艘无人值班机舱船配备的机舱自动化系统有压载水遥测系统、船舶信息系统、电站监控系统、监测报警系统、主机遥控系统等。直到本世纪初期，我国才研制成功了真正意义上全船自动化标准的船舶集成管理系统，在此之后，我国也开始分析、研究船岸一体化信息管理系统。
2.2船舶自动化产品
船舶自动化产品的发展经过了如下阶段：单元自动化、集成驾驶与无人值班机舱阶段、全船自动化的阶段、岸船一体化阶段。从最初的机舱自动化开始，船舶自动化已经逐渐发展到当今的货物装卸管理自动化、靠离码头自动化、航行自动化、驾驶自动化等，并已经实现了船岸一体化与全船自动化。船舶自动化产品在经过了半个世纪的发展后，诞生了综合平台管理系统、综合船舶管理系统等拥有国际先进技术的船舶自动化产品。
2.3船舶自动化产业新发展
无线网络技术以及智能型传感器、海洋工程装备的自动化系统、节能低碳自动化产品、岸船一体化技术、网络化船舶自动化系统等在船舶自动化领域中的应用，都体现出了船舶自动化产业的发展。而船舶远程维修、船舶远程监控以及船舶远程管理等方面也体现出船岸一体化技术的成果进展。对此，联合推进动力装置控制系统、风帆船舶控制系统、电力结合燃气推进装置控制系统、双燃料发动机推进装置控制系统、燃气动力推进控制系统、柴油机废热回收装置、柴油机排放控制装置、降速航行系统、油控制管理系统、最低油耗航行的管理系统、燃油管理系统、电喷柴油机等节能、低碳、绿色的自动化产品也相应地不断被研发出来，这种节能、环保的一系列系统结合了国际先进技术进行有效的研发，其对未来的地球环保以及人类的生存都做出了非常重大的贡献。
结束语
我国的船舶与海洋工程自动化的研发与国际发达国家相比，在一定程度上还存在着不足，有很大的技术、设备发展、提升空间。我国在推动船舶与海洋工程装备自动化技术发展方面，应采取有效措施，可以采用与国际技术合作等渠道来提高和改进船舶与海洋工程自动化的技术水平。在国内，可通过海洋工程船舶信息管理监控系统、自升式平台升降系统、动力定位系统、电力自动化系统等方面来进行研究、开发等各项工作。
参考文献：
船舶电气自动化技术篇4
关键词：船舶电力拖动系统；教学改革；教学组织形式；课程建设
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2013）24-0221-02
一、船舶电力拖动系统课程发展的主要历史沿革
学校于1978年开设船舶电气自动化专业，船舶电力拖动系统成为该专业的主干课程。该专业始终以培养船舶工程应用型人才为办学目标，坚持以培养学生实际工作能力的指导思想开展教学与人才的培养。自本课程开设以来，在强化基础知识、基础理论教学的同时，突出实践能力的训练。经过多年的摸索和课程建设，改革和完善了课程知识体系和教学模式，编写了一系列教学文件，并积极采取措施大力推进教学改革，特别是工学结合模式的研究与实践，都取得了很大的进展。2001年专业调整后，电气工程及自动化专业划分出电力传动和船舶电气两个专业方向。船舶电力拖动系统是电气工程及自动化专业的主干课程，是一门应用性较强的专业限定课，在专业的整个课程体系中，占有重要地位。近年来，随着船舶电力拖动系统课程学时数的缩减，以及学生的不断扩招，该课程的教学也应进行了一系列的改革来为适应教学评估和教学改革的要求创造条件。我校物流工程学院电气自动化系根据现有师资力量和实验室以及085建设项目，卓越工程师教育培养计划等实际情况，为了让学生更好地了解船舶电气工程学科的发展趋势，保持课程内容的先进性，在课程内容以及体系结构进行了改革和探索，以充分调动学生学习的积极性和主动性，并取得很好的教学效果。
二、课程内容和组织方式
《船舶电力拖动系统》是船舶电气自动化的核心专业特色课程，主要内容包括船舶电力拖动基础、船舶常用低压控制电器、船舶电气基本控制电路、船舶典型控制电路、船舶锅炉控制电路、船舶锅炉控制电路、船舶甲板机械的电力拖动控制电路、舵机的电力拖动控制电路和船舶电力推进系统等。课程主要介绍电力拖动系统的基本理论和船舶电力拖动与控制系统的组成、工作原理及相关的基础知识。通过本课程的学习，使学生掌握电力拖动系统的运行性能和基本计算，熟悉船舶主要机电设备，拖动系统的线路与原理，及船舶电气控制的原理，侧重反映了船舶电气自动化的新技术；培养学生分析和解决实际问题的能力，为今后从事船舶电气工程领域的技术工作打下基础。为了尊重个性，发挥特长，加强学生船舶电力拖动系统分析和设计能力培养，在课程组织方式进行实践，对在电气工程及其自动化、自动化专业，打破了行政班级的界限，根据学生的基础、兴趣和特长按层次分流培养的试点。从实际船舶电气工程出发，将理论教学与实验教学紧密集合，加强习题课与课堂讨论环节，并辅以课外组织创新团队、开设专家讲座等多种形式，已逐渐弥补了学生实践能力培养方面的缺陷，并取得显著成效。
三、船舶电力拖动系统体系结构
随着科学技术和航运事业的发展，船舶电力拖动系统课程内涵在不断加深。本门课程为有志从事船舶电气自动化专业领域工作的学生而开设。通过本课程的学习使学生掌握船舶电力拖动基础知识，掌握船舶电气控制线路的工作原理和分析方法，使学生具备从事船舶电气工作的基本能力。表1所示为船舶电力拖动系统课程内容体系结构，包括教学内容、能力培养和评价标准。
过程中应结合专业的实际情况，结合科技发展，不断探索课程的教学内容和组织形式，以培养高素质的人才。
参考文献：
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船舶电气自动化技术篇5
船舶事业在历史的发展进程中已经经历了长期的改造与优化，在信息技术时代，与机电设备的高效融合是船舶在新时期发展的成果。在电气设备的配合发展背景下，现代化船舶行业呈现出自动化水平不断提高的发展态势，机电合一将在未来很长一段时期内成为极具优势的进步关键。文章对现代船舶电气设备维修决策方法进行了探讨。
关键词：
现代船舶；电气设备；维修决策；故障排除；信息技术；船舶事业
计算机技术的蓬勃发展与日新月异的进步态势成为现代船舶电气化、自动化发展的重要推动力，电气设备的研发以及投入使用越来越成为现代船舶发展的关键点。据有关资料可知，船舶中的电气设备主要包括船用变压器、开关柜、CeSC系列岸电箱、控制台、CeDp系列分配电箱、主配电板以及应急配电板、海洋平台变压器等。这些电气设备在内的管控工作对于整个船舶行业的正常运作具有至关重要的作用，并呈系列化、通用化以及模块化的态势处于发展过程中。在现代船舶电气设备的研发与改进工作中，维修及其决策方法作为整个电气系统的基本保障，一直以来都是相关部门关注的重中之重。如何构建一个具有高水平自动化、科学化以及动态化的船舶电气设备维修养护体系，就成为相关专家与学者探讨的热点。对此，笔者通过查阅文献、结合实践经验，从现代船舶电气设备维修决策方法的必要性与现状入手，对其具体方法展开进一步论述。
1现代船舶电气设备维修决策研究的必要性及其发展现状
机电设备是我国各行各业发展的基本构成要素，对于现代化的船舶行业而言，其具备研发与应用的时代价值。任何一个机电系统都包括零部件的选用与优化、系统构架、系统操作与管理以及机电设备维护等环节，其中维修以及维修决策对于船舶的电气设备来说不仅具有维持其正常运作保障船舶质量安全的作用，同时对于整个船舶电气设备的先进性发展也同样存在推动性价值。在现代的船舶电气设备维修工作中，主要包括周期性维修以及状态维修两种维修策略。其中，周期性维修属于定期检修工作的一种，是我国长期使用的、较为传统的维修途径。具体而言，周期性维修主要分为计划大修以及预防维修两个策略；其以既定的检修项目标准与流程为依据开展维修工作，且未到检修日期不进行相关的维修探查。计划大修所覆盖的维修方面极广，将带来一次规模较大的成本支出，且不一定能获取相应的检修效益。周期性维修的具体内容相对固化，不利于新问题、弊病的检出，可见传统的维修模式虽然具有一定的有效性，但随着技术的发展和时代的进步，其也逐渐表现出较强的局限性。另一种维修模式即相对新兴的状态维修策略。状态维修模式属于动态检修体系的一种，其主要检修依据为具体的船舶电气设备运行状态，具有实时性、连续性以及可靠性，相较于传统的周期维修模式更科学、合理。其中，对于状态维修模式而言，在线状态的监测是核心，如何在设备的运作过程中提高监测的真实有效性，是状态检修的关键。具体来说，状态维修中应注意的工作内容包括监测的频率、范围、时间点参数设置、应急的可能性等方面，尤其要关注故障可能性检出时间与设备故障时间的监测，从而为整个维修策略的计划提供可靠依据。然而，从另一方面看，若船舶的电气设备不在常规的检修环节中发生故障或者设备的故障风险并不存在时间的相关性，此时状态维修则需要与周期维修策略相结合，进而提高整个维修决策的有效性。另外，除了周期性维修以及状态维修以外，为了提高现代船舶电气设备维修的全面性与有效性，相关部门还可以指定常规的重点设备检修策略，对于故障频发、联动性特征强、对于设备正常运作十分重要的部分进行主动检修，对于相对次要且不会带来致命损害的部分则进行故障后检修。总而言之，现代船舶的电气设备对于其安全使用、可持续发展具有重要的保障作用。一个真正有效的现代船舶电气设备维修决策应该包括定期与实时维修、主动与被动维修、故障检修与预防检修等在内的维修策略方案，只有将各种可能性的检修应对策略有机结合进而促进维修体系的发展，也只有建立相对完善的维修决策体系，充分提高日常电气设备维修的全面性、科学性、有效性，才能真正促使船舶的电气设备运行长期处于最优状态，并达到在优化船舶电气设备维修成本体系的基础上提高其运行安全与效益的目的。
2现代船舶电气设备维修决策方法总览
电气设备是现代船舶正常有效运作的重要部分，其作为一个复杂的整体，要求相应的日常维修工作具有全面性、时效性以及技术性。笔者认为，要提高现代传播电气设备的维修效率，应从决策计划出发重点关注包括维修前的准备、检修原则与流程、检修的具体方法三方面，具体如下：
2.1维修前的安全措施准备工作
船舶的电气设备属于高强度的机电设备，其运行需要较大规模的电力能源支持，且整个设备体系结构复杂，因此具有一定程度的风险性。笔者认为，在开展日常的维修决策工作前，必须首先做好安全措施的准备工作，争取在最大程度上避免事故的发生。其中可包括：（1）保证在断电状态下进行故障检修，在此基础上方可开启电气护罩，并做好重要的安全标识工作，以避免出现非检修人员失误触电的事故；（2）确保整个电气设备的维修工作一直处于足够的照明状态下，若需使用手提灯进行检修工作，应将手提灯的电压时刻控制在安全值范围中，并在必要时对手提灯的灯泡进行护罩设置；（3）检修人员一定要对检修环境进行重复排查，确保检修工作附近无不相关人员的存在，在此基础上方可进行带电测试；（4）为了保证检修人员的工作安全，在进行带电检修的过程中，应配备一名专业人员进行应急辅助，确保当不良情况发生时能及时帮助切断电源从而防止事故发生。
2.2船舶电气设备的故障排除原则及流程
船舶的电气设备检修属于一项体系工作，具有其一定的结构性，要求工作人员根据其固有的规律以及检修的效率采取相应的检修策略。笔者认为，电气设备的故障排查首先应遵循三个必要原则，分别为先易后难原则、先动后静原则以及先外后内原则。（1）先易后难要求检修人员先从相对简单的部分入手进行检查，包括控制回路的测量、保险丝的检测等，对于结构复杂的部分应从结构简单的入手进行拆检，并在此基础上先从故障可能性大的入手进行拆检；（2）先动后静原则要求检修人员对在运行状态的设备先进行检修，包括隔离开关、机械运动的相关设备部分等；（3）先外后内原则要求检修人员从故障可能性较高的外部结构入手进行检修，如限位开关、动作元件以及传感器等。总之，遵循相应的故障检修原则有助于提高维修工作的有效性，避免人力、物力以及财力的浪费。此外，船舶的电气设备一般流程可参照以下模式：（1）设备的故障情况表述；（2）提取电气设备相关线路图与资料；（3）讨论设备的故障因素；（4）故障定位；（5）制定拆检设备的具体维修计划；（6）维修；（7）修复并试验。根据船舶电气设备故障的具体情况可对该流程进行细化以及具体优化。
2.3船舶电气设备维修决策的若干方法
在上文论述基础上，笔者总结了现代船舶电气设备维修决策的若干方法，包括直观法、比较法、短路法以及经验故障排除法。
（1）直观法指检修人员通过对电气设备包括看、摸、听、闻等感官检验途径进行的初步故障判定，其中看包括电气设备外观是否平整、颜色是否异常，听设备运作时机组声音是否异常，闻设备运作时是否存在异常气味，摸设备运作中是否存在异常颤动并判断其运作温度等；
（2）比较法即检修人员在进行故障的排查过程中，在疑似故障的元件基础上，对其进行更换，若替代元件造成设备运行差异，则可判定为故障并进行进一步排查。一般来说，现代船舶的电气设备具体元件结构均具有其备用材料，因此灵活采用替代法有助于提高检修的效率；
（3）短路法是电气维修工作中最为常见的方法，其主要旨在通过对包括开关、继电器、接触器触点等构成的电路排查进行检修，由此检出故障。一般来说，检修人员可通过将鳄鱼夹等工具进行疑似故障触电连接，在故障消失时可判断该设备部分存在故障，应对接触不良的电气元件进行维修或更换。在采用短路法时，要保证检查后的短接线材料拆除，避免短接线造成电气设备运作风险的情况发生；
（4）经验故障排除法是以检修人员的固有技术经验为基础的维修策略，该策略对检修工作人员的专业技术水平要求较高，维修人员也只有在长期的维修实践、记录、学习以及总结的基础上才能真正快速、有效地组织和开展维修工作，相关企业应注意培养该类型的工作人员，以提高船舶电气设备维修队伍的综合素质。
3结语
综上所述，船舶行业作为社会运输业发展过程中的基础动力，其研发技术、质量以及安全等均对整个行业产生重要的促进作用。随着现代船舶电气化的发展，电气设备的结构复杂化、技术先进化趋势对维修工作提出了新时期的难题。因此，将传统的周期性维修与自动化的状态维修、综合维修策略相结合，在安全保障、标准以及原则基础上不断对维修决策的方法进行实践、总结、尝试与创新，是船舶电气设备正常有效运作的发展动力。只有不断对船舶电气化领域进行技术研发，才能真正提高维修的可持续发展水平，进而为船舶运输的安全性与有效性奠定坚实基础。
参考文献：
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船舶电气自动化技术篇6
关键词：电喷柴油机新能源新结构新材料消涡鳍组合式锅炉螺旋桨
航运市场持续低迷，海事新规频频出台，市场门槛不断抬高，在燃油价格占营运成本大头的前提下，航运市场上大量的同类型船舶激烈竞争，使得船东艰难经营，为了生存与发展，在新造船舶中使用新技术成为船舶发展新趋势，对于已经营运的船舶，为了不被市场淘汰，船东不得不对船舶进行升级改造，依靠节能高效环保确定竞争优势。因此不论是新造船舶或是已营运船舶，船东只能通过采用更先进的设计，更多的使用新技术，使船东在低迷的航运市场中立身于不败之地。以下谈谈当前船舶普遍采用的新技术及改进办法。
电控柴油机
堪称柴油机第三次革命的电控柴油机，可谓是新技术在船舶中使用的佼佼者。该类型电喷柴油机，在经过多次实验室及船舶试验检验后，日臻成熟，目前已普遍在新造船舶中使用，其中最为推崇并普遍采用的是manB&wme系列柴油机以及wartsila推出的SulzerRt-flex系列柴油机。
华洋海事中心某轮在设计之初，建造合同签订于2010年，2014年交船，在4年时间里由于船舶节能技术的飞速发展，当初主机决定使用的是manB&w5S60me-C7.1，后经论证改为5S60me-C8.2，使得船舶更加节能高效环保，通过该机型如下燃油消耗及成本核算对比，改进机型具有重要意义。
从图表中可以看出，在改用更为先进型号的主机后，主机油耗约有1.9%的降幅，该轮以每天油耗29吨计，每年航行280天，可节省155吨燃油，10万美元。
新能源主机
新能源主机也越来越多的在现代船舶上使用，这种混合燃料主机会更加节能高效环保，它们将成为未来船舶发动机的主流产品。
me-Gi双燃料型天然气作动力的发动机已在船舶上使用，其主要动力为液化天然气（LnG），世界上最具环保性集装箱船由美国航运公司tote与美国圣地亚哥naSSCo已签署两艘新式船舶建造合同以及另外三艘货轮意向合同。
man柴油机与透平发动机减排能力首屈一指，其废气循环技术让船舶达到imo排放iii氮氧化物要求。其成功推出了首台符合imo排放iii要求并采用废气循环技术的柴油发动机，该新机型为manB&w6S80me-C9。
组合式锅炉
组合式锅炉回收发电机废热也是当前新造船舶普遍采用的一种节能方式。一直以来，发电机的废气是没有加以利用而直接排出大气，由于主机的改型及降功率使用，主机增压器出口的废气温度和废气量下降，造成主机的废气锅炉侧不能产生足够的蒸汽来满足航行时的需求，锚泊停航时也没有蒸汽加热重油，这时就需要起用燃油锅炉。
华洋海事中心某轮为了满足蒸汽需求，采用组合式锅炉，含一台主机和二台发电机。从原理上，三台发电机的废气都可以组合进入废气锅炉，但考虑到锅炉在保养和维修期间依然能够运行发电机，保持船舶不间断供电，所以组合锅炉只采用二台发电机进入的模式。由于发电机和主机的废气管路在锅炉内部的布置完全各自独立没有互通，因此不存在额外的结构问题和额外的腐蚀风险。
新结构技术
结构技术在现代船舶改造及建造中已普遍使用。
节能消涡鳍。加装消涡鳍，减少螺旋桨的尾部气泡，降低空泡效应，从而加强水动力性能，提高推进效率。螺旋桨尾流场的旋转能量损失，大概在5%左右，消涡鳍主要用于回收这部分能量。因此，不少船舶在进厂修理时，对船舶推进装置进行改造，使得船舶推进效率得到提高，如下图所示原理及改进办法已普遍被船东采用。该消涡鳍的改进，使得其安装简单；节能效果明显；维护成本极低。
安装消涡鳍后，在设计吃水工况相同功率状况下比不装消涡鳍状态可以提高0.1节航速。
目前已有更多的新结构被采用，螺旋桨叶片和管口喷嘴的升级改造也取得很好成效，使船舶推进效率提高并节省燃料。
新材料
ecofleet和Syladvance分别代表Sigma节能型防污漆的两个系列：SiGmaeCoFLeet序列的产品是认可的有效的防止海生物污染防护的首选方案。SiGmaSYLaDVanCe序列的产品基于专利的甲基丙烯酸硅聚合树脂技术，能够自光滑的船体表面特性及杰出的防污效能.施工了SiGmaSYLaDVanCe油漆的外板，由于在航行中减少了水下船壳的摩擦阻力，在实际应用的船舶上证实可以明显地降低在航船舶的油耗。
Sigmaecofleet290是Sigma的标准防污漆配套；而SigmaSa800是更高级别的防污漆产品，它基于完全水解的专利成膜树脂技术。SigmaSa800抛光更加均匀线性，防污漆表面皂化层更薄，所以油漆中所含的活性成份的释放更加稳定均匀，防污效果更好；在营运过程中，随着防污漆的不断抛光，SigmaSa800表面会变得更加光滑（SigmaSa800的自光滑特性与防污漆施工后的表面对比），赋予了该油漆与普通防污漆相比所具有的减少船体与海水之间的摩擦阻力，在相同的航速，船舶负载，主机推进效率及海域状况（风力，洋流，海浪级别等）条件下，所需推进功率减少，从而达到节能减排功效。
在所有客观条件相同基础上，7.6万载重吨散装船（或类似船型）耗油情况对比，假定在航率为70%，相当于255天；使用普通防污漆如Sigmaecofleet290时，用于推进系统日均油耗以33吨计，而使用SigmaSa800节能型防污漆，按至少节油3%计算，日均燃油节约0.99吨；所以，使用SigmaSa800每年节油总量=255天X0.99吨/天=253吨；每年总的燃油费用节约计算结果如下：
创新改造
创新改造---船舶加宽。使得船舶运力增加，成本降低，效益提高。加宽改造增加了船舶的装载能力和横向稳定性，除此之外，航运业可持续发展方面也得到了有效提升，并且运输每吨货物的碳排放量得到实质性的降低。目前有一些船东已经通过买入二手船，并对其进行加宽改造，这样可以缩短船舶建造时间，使船舶能够在更短时间内投入营运。另外对船舶进行改造而不是拆解将比建造新船产生的环境伤害更小。
由德国ReeDeReinSB管理运营的船舶，命名为mSCGeneVa的集装箱船，在经过改造成功后，于今年6月进行了试航验收，并取得了GL-DnV新签发的相应证书。该轮已于7月投入了mSC班轮航线的运营。该船此次改造增加了四列箱位，使装载量增加了约30%，由4872teU增加到6336teU，经过改造船舶横稳性也得以提高。
船舶电气自动化技术篇7
关键词：数据对接；电气设计；造船
随着智能化技术和自动化技术的应用，船舶的电气设计也越来越复杂，因而在设计时单靠设计师的双手进行设计和绘制是十分困难的，因而需要借助于各种软件和绘图工具，而在设计过程中为了能够将船舶电气设计过程全部记录下来就需要应用数据对接技术来对设计图纸和数据进行跟踪处理，从而有效提高船舶电气设计的效率。
1船舶电气设计概述和内容
传统进行船舶电气设计过程中，设计师一般是采用CaD绘图工具对船舶电气系统的配电、照明、控制等电气图纸进行设计，并且船舶中的通风装备、管装设备、轮机和舾装设备等电气控制也进行表现，由此可以看出船舶电气设计中包含的内容是非常广泛的，具体来说可以包括以下几项内容：一是电气设备信息，包括船舶上所需要的所有电气设备信息都要在电气设计中反映出来，包括设备的名称、设备类型和设备代号等等都要有所表现；二是电缆信息，电气设备之间需要电缆的连接，尤其是大型的轮船设计，其中所装备的电气设备有很多种，如何有效将这些电气设备连接起来，完成电力传输或是信号传输的功能，也是船舶电气设计中的重点。通过有效的电缆设计来完成船舶上通信、照明、控制和导航等方面的功能，使船舶能够安全地在大海中进行航行，而在电气设计过程中电缆信息不仅包括电缆型号、规格和代号等，还要将起始设备的位置和名称标示出来，终止设备的位置和名称标示出来，以便能够将不同电缆匹配到不同的位置上；三是电气设备和电缆使用信息。在进行船舶电气设计过程中，不仅要明确电气设备和电缆的各项信息数据，而且对于具体的设备数量、安装位置、安装方法、电缆架设路径和托架应用等都需要在电气设计中体现出来。
2船舶电气设计中数据对接的应用
船舶电气设计中包含的内容信息非常繁多，包括电气设备信息、电缆信息等，这些信息如果不依靠数据技术来进行处理，就需要设计人员将每个区域中的设备信息和电缆信息全部手工输入到计算机当中，这样需要的人力和时间非常多，且还会发生人为错误，导致设计信息出现错误，进而影响整个系统设计的准确性，这样十分影响船舶制造进程，如果在进行设计建模过程中能够运用数据对接技术将电气设备和电缆信息直接上传到设计模型当中，这样既能够节省设计人员的时间和工作量，又能够有效提高数据的准确性，并且方便进行数据检查和跟踪处理，有效提高船舶电气设计的效率。
数据对接在船舶电气设计中的应用主要是将电气详细设计数据直接提取出来上传到生产设计数据当中，这样来实现由人工操作转变为半自动化的操作方式，具体来说在船舶电气设计过程中应用数据对接技术的步骤主要包括以下几步：
一是对电气设计详细数据进行提取，只有完成提取数据这一步才能继续后面的对接过程，而要一次性全部提取成功则需要对电气设计数据进行集成处理，将每根电缆作为一个数据源，将设计师在CaD绘图工具中的所有数据全部提取到电缆信息属性块中，这样就完成了对设计数据的提取步骤，然后将属性块中的数据上传到设计模型当中进行下一步处理。这一过程需要对CaD绘图工具进行二次开发，而使其中的数据能够逐条录入到集成属性块当中，完成数据集成的步骤。
二是对设计数据进行处理，将绘图工具中的设计数据全部提取出来之后，需要对原始设计数据进行二次处理。由于属性块提取出来的数据会全部储存在表格文件当中，需要设计人员对表格文件进行进一步处理，包括筛选、排列等等处理，可以查看电缆信息、设备型号、规格、代号等是否一一对应，起始设备和终止设备位置和信息是否正确等，对数据进行检查，如果出现不一致的地方则需要对相关原因进行分析，并对相应的设计图进行修改，这样能够从船舶设计的整体上来保证设计的合理性和协调性。对提取数据进行处理不仅能够为电气生产设计提供相应的基础数据，而且还能够对数据的一致性进行检查，保证所有的电缆信息都是一致的，然后就可以对数据进行合并处理，在处理完成之后每根电缆上的数据行也就只剩下一条。
三是将数据导入到设计生产模型当中，将上一步处理好的数据表格直接导入到模型当中，系统会将数据表格中的各项数据与模型中的各种设备进行匹配，电气设备型号和电缆型号等进行一一匹配，这样就能完成设计详细数据与设计生产模型之间的数据对接。而这一步的实现也是需要对模型软件进行二次开发，对其命名格式和条令进行修改，使得电缆数据能够和各自的电气设备型号对应起来，这样就能实现半自动化的数据输入。同时应用数据对接技术的模型系统还能够在数据进行导入过程中进行自动纠错，如果模型中出现了数据表格中不存在的设备型号，系统就会自动进行提示，这时就需要设计和技术人员进行一一对比，找出产生错误的原因，一般来说在匹配过程中出现错误的原因主要有以下几种：一是设备代号的命名方式不同导致匹配时出现错误，针对这种原因技术人员可通过更改设备代号命名方式的方法来使模型当中的设备命名和表格中的设备命名一致；二是模型中有该电气设备，而表格中却没有该设备的数据，那么这时在确定不是命名错误之后可以将模型中的多余设备删除；三是表格中有该设备数据，而模型中没有该设备，这时在确定不是命名错误之后需要在模型中对该设备进行建模，将设备补充到设计模型当中。由此可以看出，在实现数据对接过程中应该以详细设计数据为准，以保证设计数据的准确性。
3结束语
应用数据对接技术进行船舶电气设计，对于有效提高设计效率和准确性具有重要价值，通过运用数据对接功能，能够从电气设计开始就对设计过程中的各项数据信息进行分析处理，从而能够减少船舶电气设计过程中的人为错误，为船舶电气设计和后期施工节省更多的时间，尤其是对于大型的轮船电气设计而言，采用数据对接技术能够有效提升电气设计的准确性，减轻设计人员的工作量，使整个船舶的电气设计都处在可以掌控的范围内，为船舶设计和制造提供更为准确的设计依据。
参考文献
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船舶电气自动化技术篇8
关键词：船舶岸电政策标准变频节能减排绿色港口
0引言
近年来，美国、欧洲等国家对节能减排、环境保护工作的重视程度越来越高。靠港船舶使用岸上电源系统供电，可作为减少港口环境污染问题的一项重要技术，已经在国外一些港口实际应用。船舶在靠港期间，主要利用船上自身携带辅机来满足船舶自用电需求，辅机发电主要依靠燃料油（重油或柴油）。燃油辅机在发电的过程中，会排放包含氮氧化合物（nox）、硫氧化合物（Sox）、挥发性有机化合物（VoC）和颗粒污染物（pm）在内的污染物，对港口空气及水域造成了很大的污染，同时辅机发电会产生较大的噪音，严重影响附近居民及船员的工作和生活。
船用岸电技术是船舶在停泊码头期间停止使用辅机，而改用岸上电源供电，从而获得其泵组、通风、照明、通讯和其他设施所需电力。
根据上海市环境监测中心数据显示，在上海市大气污染物排放清单中，国际航行船舶是船舶排放的首要来源，其排放占船舶排放比例达90%以上。尤其是停泊靠岸期间，因使用发动机所产生的污染排放给本市空气质量环境改善带来很大压力。转而使用岸电后，其nox排放将减少99%，颗粒物排放也只相当于辅机发电时的3%～17%。所以在上海港大型船舶应用岸电技术，对于保护港区、市区的环境意义重大，可为未来“绿色港口”建设和发展做出巨大贡献，同时对于船方来讲，靠港后使用岸电可降30%的低燃油消耗成本，其经济效益显著。
1国内外岸电技术发展历程
1.1国外岸电技术发展
2000年，瑞典哥德堡港第一个在渡船码头，设计安装了高压岸电系统。此项技术使得船舶靠港期间污染物排放减少了94%～97%，在欧盟引起了广泛关注。随后欧盟的主要港口，如荷兰鹿特丹港，比利时安特卫普港等集装箱码头，以及泽布勒赫港、哥德堡港等客滚或渡船码头也陆续应用了岸电技术。
2001年，美国朱诺港首次将岸电技术应用在豪华邮轮码头;2004年，美国洛杉矶港将其应用在集装箱码头100号集装箱泊位上;2009年，美国长滩港首次将其应用在油码头。据不完全统计，截止到2014年，全世界使用岸电技术的港口约有40多家，而岸电的应用也从最初的滚装码头、集装箱码头及邮轮码头，扩展到了油轮码头和天然气码头等。国外主要应用岸电技术的码头如表1所示。
表1国外主要应用岸电技术的码头
码头类别港口所在地
邮轮码头北美：朱诺港、温哥华港、西雅图港、圣弗朗西斯科港、洛杉矶港、圣地亚哥港、新泽西港等
欧盟：哥德堡港、威尼斯港等
客滚船或渡船码头欧盟：泽布勒赫港、哥德堡港、科特卡港、吕贝克港、凯米港、奥鲁港等
集装箱码头北美：洛杉矶港、长滩港、旧金山港、鲁伯特
王子港等
欧盟：鹿特丹港、安特卫普港等
散货码头北美：洛杉矶港等
油码头北美：长滩港等
天然气
码头韩国：LnG天然气码头
1.2国内岸电技术发展
国内港口的船舶岸电技术研究尚处于起步阶段，2009年
以来国内多个港口已建立船用岸电试点性工程。
2009年青岛港招商局国际集装箱码头有限公司首先完成了5000t级内贸支线集装箱码头船舶岸电改造，但该系统仅针对内货船只，且应用面较窄;2010年3月，上海港外高桥二期集装箱码头运行移动式岸基船用变频变压供电系统，其主要是针对集装箱船舶，且工程规模较小;2010年10月，连云港港口首次将高压船用岸电系统应用于“中韩之星”邮轮;2011年11月―2012年1月，深圳港招商国际蛇口集装箱码头先后安装了低压岸电系统与高压岸电系统;目前福建港，宁波港、天津港等国内一些港口码头也正在进行船舶岸电系统的建设和试验。国内主要应用岸电技术的码头如表2所示。
表2国内主要应用岸电技术的码头
港口电压等级供电频率/Hz供电容量
青岛港招商局码头低压380V50131.6KVa
上海外高桥码头低压440V50/602mVa
连云港港高压6.6KV50/602mVa
深圳蛇口集装箱码头低压440V
高压6.6KV50/605mVa
2国内外岸电政策及标准
2.1国外岸电政策及标准
随着各国对环境污染的日益重视，美国、欧洲各国、国际组织对船舶排放也相继出台了各项政策：
（1）美国加州是率先颁布法律限制船舶污染排放的国家。加利福尼亚州于2009年生效对船舶减排的法规，法规要求自2014年1月1日起50%的船舶使用岸电并每年依次递增，到2020年1月1日达到80%的船舶使用岸电目标。目前世界上只有美国加州对船用岸电做了强制性规定。
（2）欧洲许多国家也出台了鼓励船舶采用岸电的措施。欧盟2006年建议港口提供船舶岸电或含硫0.1%的燃油，《eUDirective2005/33/eC―2010》法令规定从2010年开始船舶在靠港以及在内河流域船舶建议使用船舶岸电。
（3）2012年，国际电工委员会、国际标准化组织、电气和电子工程协会3家联合了国际标准ieC/iSo/ieee80005-1，即《在港设施第一部分：高压岸电系统一般要求》。该标准对高压岸电系统的3个部分组成（岸基供电系统、船岸连接系统、船舶受电系统）从系统组成的设备和要求、保护系统的配置、安全联锁的实现方式和设备、船岸等电位连接的实现方式和设备、岸基供电系统的供电电制和电能质量、船岸连接设备的组成和对连接设备的特殊要求等方面进行了非常详尽的规定。除此之外，还对高压岸电系统首次应用和日常保养应进行的检测项目分别进行了规定。该标准的出台对于船用岸电技术的发展起到了积极的促进作用。
2.2国内岸电政策及标准
随着国内环保意识的增强，各地政府的重视，船舶岸电技术应用与日俱增，交通运输部也组织制定了相关的标准规范。
2012年7月4日，交通运输部颁布并实施的《码头船舶岸电设施建设技术规范JtS155―2012》和《港口船舶岸基供电系统技术条件Jt/t814―2012》，其主要是针对船舶岸电系统的岸基部分进行的一般性的规定，并提出“新建集装箱码头、干散货码头、邮轮码头和客滚船码头，应在工程项目规划、设计和建设中包含码头船舶岸电设施内容”的强制要求。总之，规定较为宽泛，但具体的工程实施难以做到有章可循。
2012年7月，交通运输部了Jt/t815―2012《港口船舶岸基供电系统操作技术规程》，尝试对船舶岸电系统日常运营管理从工作流程和应履行的手续等方面进行了规定，但由于该标准的出台主要针对连云港船舶岸电系统的情况，缺乏普适性，且随着船舶岸电技术的不断发展，该标准的借鉴价值值得商榷。
2011年5月，中国船级社了《船舶高压岸电系统检验原则》。该原则为现阶段国内船舶安装岸电系统入级检测提供依据，并为国内船舶岸电的设计、产品制造、建造改造提供船基设施标准，且为安装上船的高压岸电设备检验和发证。
3船舶岸电电源系统介绍
船舶岸电电源系统主要由码头岸上输配电系统和船舶自身岸电转换系统两大部分组成如图1所示。
图1岸上输配电系统船舶自身岸电转换系统
3.1岸上输配电系统
我国港口使用的岸电是380V/50Hz，而深水航行的大型船舶使用的电力为440V/60Hz，该系统主要功能是将国内电网50Hz电源转换成船用60Hz电源。目前，岸电变频电源有2种结构方式。
第一种：变频电源正弦波滤波器电力变压器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的Spwm波，而后经正弦波再经电力变压器调整到需要的电压。由于正弦波滤波器的电感量很高，因此要求系统中配置的电感器尺寸也很大，从而影响了系统整体效率，而目前业内厂家实测的电子静止式岸电变频电源，整体效率仅有85%左右。
第二种：变频电源波形预处理电感器逆变输出变压器与输出滤波器。三相电输入经变频电源整流逆变输出60Hz的Spwm波，而后经电感器对波形进行预处理并校正，滤波逆变器所产生的高次谐波分量。再输入到逆变输出变压器预输出滤波器对波形进行二次处理并进行调压，达到输出正弦波和需要的电压。由于对波形进行二次处理，第一次波形预处理不需要很高的电感量，仅需要较小尺寸的电感量就能达到目的。第二次波形处理在逆变变压器预输出滤波器中进行，逆变变压器是专门为逆变技术而设计匹配的，具有变压和电感双重功能的一种新技术变压器，加上交流滤波电容器，构成一种高频陷波器，所以具有很高的效率，经生产厂家整体效率实测高达93%～5%。目前，国内船用变频电源大多采用该方式。
3.2船舶岸电转换系统
船舶岸电转换系统由一套高压电力转换设备组成，主要包括插座盘、岸电与船电并电的转换开关及相应的保护装置等。由船东负责规划，并安装于船上供连接岸电用。当船舶停靠港口时，由该系统连接岸上供电系统，停止船上发电机群运转，以岸电提供停泊期间所需的电力。以美国替换航海电力系统为例amp（alternativemaritimepowerSystem）为例，目前开发的amp系统含有下列主要设备：电缆卷轮以承载连接岸电电缆及接头（cablereel）;
电缆卷轮控制箱（cablereelcontrolbox）;高压岸电连接盘（highvoltageshoreconnectionpanel）;岸电供电盘（shoreincomingpanel）;替换航海电力管理系统（ampmanagementsystem）。
amp系统在船舶停泊时连接岸上供电系统后，由管理系统主导船电的电力管理系统，控制船电的电压、相位和频率等，调整至与岸电的特性相匹配时即执行两电力系统的短暂并联运作，随即执行负载转移的操作，完成供电的交替。
4使用岸电的意义
近几年，随着节能减排、绿色环保等要求的不断提高，国际上许多港口管理部门已经开始采取措施减少废气排放，控制港口污染，实施船舶靠港使用岸电，就是其中重要的一项。既有较好的节能减排效益，又能够有效降低硫化物、氮氧化合物以及噪声等污染，减少温室气体的排放。据不完全统计，每年1000吨级以上的各类船舶在我国港口靠泊装卸货物期间消耗的燃油约300万t，如果改用岸电，全国每年可减排二氧化碳900多万t、减排二氧化硫约10万t、减排氮化物约20万t，这无疑对全国节能减排工作具有极其重大的意义。
5上海港岸电政策
2015年7月28日，上海市人民政府批准同意市交通委、发展改革委和市财政局等部门共同研究制定的《上海港靠泊国际航行船舶岸基供电试点工作方案》（以下简称工作方案）。该方案已由上述三个部门联合印发实施。
根据《工作方案》，上海市将通过节能减排专项资金与港口建设费，共同支持国际集装箱码头和邮轮那头投资建设和使用岸基供电设施，支持范围包括岸电设施建设费、电力增容费、船舶使用岸电所致的电差差价和运行维护费。
为制定这一《工作方案》，上海市发展改革委会同市交通委、市财政局等部门历时半年调查研究，先后研究比较了美国洛杉矶港、德国汉堡港、上海洋山港、深圳蛇口港等国内外情况，并多次与上港集团、吴淞邮轮码头、上海电力公司、同盛电力公司、中远、中海等相关企业充分沟通，在此基础上，对支持政策进行了多方面比较，提出本市补贴方案：
（1）对岸电设施建设费用将按照投资额给予30%的节能减排专项补贴，并由港口建设费给予1：1的配套补贴。
（2）对电力增容费将由电力公司减半收取，并由港口建设费补贴10%。
（3）为了避免相关设施“建而不用”，对建设补贴的申请条件作了前置要求，在以往项目竣工验收即可申请补贴的基础上，增加了“使用岸电的船舶艘次需达到具有接电设施船舶靠泊艘次的60%”的使用比率要求。
（4）考虑国际油价波动将影响船舶使用岸电的积极性，为更加充分合理地引导船舶企业使用岸电，设定了“油电联动”补贴标准调整机制，在全额补贴基本电价的基础上，对电度电价实行与新加坡普氏船用油价挂钩，动态调整、定额补贴。此外，为进一步提高港口企业投资建设岸电设备的积极性，还将根据岸电设备的用电量对相关维护费用给予0.07元/千瓦时的补贴，同时鼓励码头所在区县给予配套政策支持。
目前，上海市洋山冠东码头和吴淞邮轮码头已启动岸电建设工作，大型远洋集装箱船舶有望在年内实现中国境内靠港使用岸电。今后，使用岸电基供电的码头和船舶都将进一步扩大范围。
6结语
综上所述，上海港靠泊国际航行船舶使用岸基供电在技术上是可行的，具有良好的生态效益和发展前景。因此，应进一步开展港船之间的协作，共同进行技术论证，制订相应的技术规范，实现港口供配电和船舶电气之间相互补充衔接，逐步新建或更新大型船舶和港口的岸电电源设施，推动上海港靠泊国际航行岸基供电的实际应用并进一步扩大。
参考文献
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船舶电气自动化技术篇9
地球是一个相互依存的整体,人类生活在同一个地球上,全球性的生态危机,表现出了人类所遇到的危机的共同性、安全的共同性和未来的共同性,这就要求不同国家超越文化和意识形态的差异来采取联合的共同行动,制止和打击那些给自然界带来严重污染的国家、企业和个人。论文百事通作为一个特殊的行业—航运业。在过去相当长的时间内,其由于船舶的各种货物(化学危险品、油类等)、机器处所产生的含油垃圾和污水、废气(SoX、noX等),以及船舶生产所产生的塑料等垃圾,给海洋环境造成了很大的污染。因此,这就要求世界各国对船舶的防污染状况进行监督和控制,下面就对船舶对海洋的污染和船舶为防止污染所采取的措施,及国际上所采取的相关对策。
“海洋存亡,匹夫有责”。据统计:全球3/4的大城市和40%的人口集中在离海岸60公里以内的地区,因此海洋的兴衰关乎到人类的存亡。但是海洋的污染不仅来源于陆地上人类的各种活动;近年来随着航运业的发展,来自于船舶的污染也呈现出扩大的趋势,特别是由船舶造成的操作性、事故性甚至是人为的故意行为(随意排放污油、洗舱水、压载水、乱丢各种垃圾等)所造成的海洋环境污染事故也日益增多,严重地破坏了海洋的生态环境。
船舶作为一个流动的工厂,为船舶提供动力的柴油机消耗燃料的同时,也产生大量的油渣和污水,同样,为船舶服务的其它机械也同样会产生一定量的污油和污水,特别是一些大型的油轮和化学危险品船,它们的压舱及洗舱水也含有大量的有害成分,如果未经处理就直接排放入海,就会对海洋生物环境造成极大的伤害。由于货运的需要及船舶生产、船员生活而造成的大量的垫舱物料,像木头和其它一些金属物品,塑料垃圾、它们又是一些不可分解的物质,显然,在过去相当长的时间里,人们没有意识到对海洋的伤害,于是大量的污油、污水及所有的垃圾直接倾倒入海,把海洋当作无限的垃圾场,对海洋生态环境造成极大的破坏。就是到了今天,由于直接处于航运第一线的各国船员素质参差不齐,也同样忽视对海洋环境的保护,置相关的国际法则于不顾,仍将上述各种有害物质直接排放到海洋中。
为了减少船舶对海洋环境的污染,近些年船舶防污染技术得到了很大的发展,目前,按照造船规范,基本上所有的船舶都装有防污染设备,污水舱、污水预处理舱柜、油水分离器等设备,通过对排出的污油进行分离,使合乎要求的污水排出舷外(当然国际防污规则对排放区域、排放种类还有严格的规定),而含油率高的放回到污水舱,所分离出来的油则通过焚烧炉烧掉。杜绝含油污水排放出海。另外,由燃油分油机所分离出来的各种油渣也是通过焚烧炉进行焚烧处理。为了消除船员生活垃圾对海洋的产生的危害,大型的船舶都装有生活污水处理装置,能过厌氧型和需氧型细茵的培养,对船员及旅客所产生的粪便等进行分解。再按相关的要求排放,为了方便船舶,世界上许多的国家和地区还有专门的回收组织,如中国的上海和德国的汉堡。而这种服务都是免费的。另外,为了消除船舶对大气的污染,<<73/78防污公约>>附则Vi对船舶排放的废气也做出了相应的规定,如氮氧化物(noX);硫氧化物(SoX);为此,大型船舶柴油机排气系统都装有废气滤清系统,同时,对船用燃油的质量也提出了要求。如含硫量不超过3%等。当然和陆地上一样,氟利昂在船上也开始禁止使用。
随着世界经济一体化进程的不断加快,全球性的航运贸易得到了空前的发展,营运航行的船舶数量与日俱增,使今天的海洋承受着来自船舶污染的巨大压力,而人们对海洋环境污染问题的认识也越来越清醒,国际组织及各国政府越来越感到对海洋环境的治理和保护已迫在眉捷。为了有效地控制船舶对海洋环境的污染,以保证海洋具有较强的自身净化能力,国际海事组织制定了<>防污公约及附则,为世界各国对船舶的检查控制提供了国际准则。此外,在世界上还有一些区域性的组织和国家,制定出非常严历的法律对污染海洋环境的行为者和船公司给予重罚,如<<巴黎备忘录>>国家、<<东京备忘录>>国家、美国、澳大利亚等等。在防污染与治理方面,欧洲及美国等西方国家己走在了世界的前面,在这一点上,由于工作的便利。我感触颇深,几次到美国和欧洲等国家的经历给我留下了很深的印象,他们的pSC检查官对船舶防污染设备的检查,船员技能的检查都非常严格,而且密西西比河和基尔运河优美的环境也不能不让人叹服。但是一些欠发达国家和地区,尽管人们也承认对环境的破坏给人类所带来的灾难,但是实际上却并没有引起足够的重视,总觉得离自己还很远,我曾经去过的埃及的苏伊土运河口和印度的加尔各答港等地区,当船在河道里航行时,看到海面上那一层层、一片片的污油,心情非常沉重,在我国也同样存在着海洋环境保护问题,我国1999年12月25日全国人大通过的<<中华人民共和国海洋环境保护法>>,以及中国海事局<<中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例>>为我国海洋环境保护提供了法律依据。
2科学技术与航运业
科学技术是第一生产力,是推动社会前进的革命力量。从蒸汽机到内燃机应用到船舶上,使世界航运业得到空前的发展。随着科学技术突飞猛进的发展,使得航海技术得到日新月异的发展,目前船舶正向大型化、专业化、高速化和自动化方向发展。世界航运巨头如中远、中海、马士基等航运公司,纷纷建造一些大型超大型的船舶,如50万吨级的超大型油轮(中远大连有36万吨级的)、36万吨级的散装矿石船、10000标箱集装箱船(中海己在韩国订造了两艘)、14万吨级的豪华游轮以及作为居住和休闲为一体的“海上移动城市型”船舶的面世和开发;同时船舶的专业化程度也越来越明显:如液化气船、滚装船、客滚船、集装箱船、冷藏船等的相继面世和使用。随着商品的技术含量的不断提高,对运输的要求也在不断地提高,技术含量高的运输方式和专业化船舶将有较好的市场前景,传统的杂货船舶将越来越少。另外,随着海洋的开发和利用,海洋的各种工程船、新能源运输船(如液化气、液态氢等高热量环保型的运输船)、水上水下的观光游览船也不断出现;随着人们对船舶的高速化追求和向往,气垫船、水翼船和喷气船将越来越受到重视,同时大排水量的船舶正面临高速化的迫切需要。为了提高较大型船舶的快速性,人们将另外开发体积小而输出功率大的船舶推进新技术。目前我国已开发出超导磁流体的船舶推进系统,也许在不久将来能取代传统的螺旋桨推进系统,成为各种船舶的动力来源;船舶自动化:船舶自动化己从20世纪60年代前半期的最初设置机舱控制室的初期自动化时代,到20世纪70年代无人机舱的实现,目前又发展到船舶智能化和综合化时代。特别是从20世纪80年代开始,随着电子技术和通信技术的迅猛发展,以及劳动力成本的进一步提高,人们提出了驾通合
一、机电合
一、驾机合一的许多设想,并被国际海事组织所采纳,有的已经实现,有的将要实现。目前人们正着力研制开发“高信赖度智能化船舶”。其构成系统有:综合航行管理系统(海上自动航行系统与港内自动航行系统)、最佳航线计划系统、自动靠离泊系统、气象海况状态监视系统、装卸系统及船体状态监视/姿势控制系统等。上述许多系统正在模拟实验或实船实验之中,不久的将来也许会在实船开始应用。新晨
3能源利用与轮机技术
船舶要航行,总是要消耗能源。最初的船舶航行依靠帆借助于风力航行,蒸汽机的发明及其在船舶上的使用,使船舶的营运效率大大担高,但由于要携带大量的煤,使船舶的受载量受到限制。1885年内燃机的发明及后来在船舶上的广泛应用,使航运业得到了长足的发展,目前,有90%以上的船舶都采用内燃机作为船舶的动力,第一次石油危急导致的油价上涨,对轮机技术提出了新的要求,于是长冲程、大缸径柴油机得到了发展,随着能源的不断紧张,船舶节能技术也得到了很快的发展,涡轮增压系统,利用柴油机废气所带走的能量,使增压器涡轮旋转,带动同轴的压气端对吸入的空气进行压缩,增大了柴油机所需空气量,使柴油机的工作性能得到了改善;船舶废气锅炉,利用通过增压器后的柴油机废气对其中的能量再次利用,用来产生蒸汽,满足船舶的需要,如舱室取暖,燃油加温等等。同时现代船舶还装有造水机,对柴油机冷却水所带走的能量再利用,进行海水淡化,产生的淡水满足船舶锅炉、柴油机冷却水、冲洗货舱以及船员日用的需要,即有效地利用了柴油机冷却水中的热能,同时又节约了大量的淡水费用,其产生的经济效益是非常可观的。最近,manB&w公司新近研制成功的teS系统对能量的更进一步的利用提出了新的思路,样机已经成型。它利用柴油机的废气来带动气轮机和一个废气炉,利用废气锅炉产生的过热蒸汽带动蒸汽轮机进行发电,与船舶电网并联,这样在船舶正常航行后就无需发电柴油机运行,从而也就节约了发电柴油机的燃油、备件及维修费用。
总之。世界经济的发展必然会带动航运业的发展,而航运的快速增长不可避免地对海洋环境带来一定程度的污染,这就需要各国政府及我们航海界人士负起历史的责任,特别是处于第一线的船员,我们人生的大部分都在海上度过,减少对海洋的危害,维持良好的海洋环境和生态平衡,以及海洋的可持续利用,对自己和子孙都是一件积功德的大事。同时,我们应该不断地进行技术创新,提高船舶的技术含量和自动化水平,提高能源的利用率,使能源在船舶上得到最有效地利用;使世界航运业也在一个良性、和谐的状态下快速发展。
参考文献
[1]Dieselfactsmagazine2005/3.manB&wDiesela/S,Copenhagen,Denmark.
船舶电气自动化技术篇10
关键词船舶电力推进船舶电子电气专业课程建设
中图分类号：G424文献标识码：a
ConstructionandteachingResearchonShipelectric
propulsionCoursesofBoatsprofessional
HanYaozhen，XiaoHairong
（CollegeofinformationScienceandelectricalengineering，ShandongJiaotongUniversity，Ji'nan，Shandong250357）
abstractelectricpropulsionshipbecauseofitshigheconomy，goodmaneuverability，flexiblelayout，lownoiseandotheradvantages，inrecentyears，therapiddevelopment，China'selectricpropulsionandgreattalentgap，itisparticularlyimportantformarineelectricpropulsioncoursesinelectricalandelectronicprofessionalshipsteaching.Fromthecoursecontent，laboratoryconstruction，establishandimprovetheteachingmodelthreeaspectsofcurriculum，trainingundergraduatesmeettheemploymentrequirementsofelectricpropulsion.
Keywordsmarineelectricpropulsion；shipelectronicandelectricalprofessional；courseconstruction
0前言
以电能驱动电动机带动螺旋桨推进船舶的方式称为电力推进。①随着电力电子、自动化技术发展，造船水平的提高，电力推进船舶蓬勃发展，相比于传统主机推进方式，船舶电力推进主要特点有：节约空间、布置灵活、增加有效载荷比，减少燃油消耗和环境污染，提高船舶动、静态性能等，以上优势使电力推进船舶应用日益广泛，自上世纪90年代，新建的客轮、渡轮和破冰船约有三分之一采用电力推进系统，②并呈逐年上升趋势。目前国外几家大型船用设备制造商都推出了各自的电力推进系列产品，如aBB公司主导推出的azipod全方位吊舱推进器，德国西门子公司和肖特恩公司联合研发的SSp推进器，法国alstom公司和瑞典的卡买瓦公司联合研制的mermaid吊舱，德国的StnatLaS公司和荷兰的JohnCrane-Lips公司联合设计的Dolphin，2013年中国船舶重工集团公司第七一二研究所承担的中国首套大中型船舶先进电力推进系统研制成功，标志着我国成为世界上少数几个掌握此项技术的国家之一，具有重要的战略意义。可以说，电力推进代表了未来船舶推进系统的重要发展方向。③
采用电力推进船舶也具有一些劣势，④其中，对技术人员专业技能要求较高是阻碍电力推进船舶发展的重要原因之一。电力推进系统设备多、电气关联复杂，需要技术人员具备比较全面的专业知识，才能维护系统长期稳定运行，此外，已于2012年1月生效StCw公约修正案对船舶电子电气员知识要求中包含了船舶电力推进方面的内容。这就要求必须加强船舶电力推进课程教学，特别是针对船舶电子电气（船电）专业，无论船电专业学生作为船舶电子电气员上船，还是进船厂或制造船舶设备单位工作，单位中电力推进相关工作非其莫属。而目前国内船舶电力推进技术的教学还非常欠缺，据笔者了解，上海交通大学针对研究生开设了30学时的电力推进选修课，集美大学有电力推进及其控制方向研究生，武汉理工大学针对本科轮机等专业开设了船舶电力推进系统课程，⑤江苏海事职业技术学院为船电专科学生开设了船舶电力推进课程，其他一些船舶院校基本只用几个学时讲解电力推进相关内容。
近年来电力推进技术的中高层次人才欠缺的情况日益严重，山东交通学院把握机遇于2008年开始针对船电方向学生讲授电力推进技术相关内容并逐步完善，而且于2011年获得山东省教育厅重点实验室项目资助，建成船舶电力推进系统实验室。本文介绍船舶电力推进课程建设中课程教学内容提炼、实践教学开展、实验室建设与管理、教学方法等方面内容。
1课程内容
针对船电本科专业开设的船舶电力推进课程，性质为专业选修课，课时数为40学时，其中包含实验操作8学时，课程的主要教学内容如下：
1.1理论教学内容
（1）船舶电力推进概述。主要包括电力推进系统的构成、分类、特点、应用、发展现状及趋势。（2）电力推进系统的组成与原理。船舶电力推进系统主要包括发电机组、配电板、推进变压器、变频器、推进电机、侧推装置等部分。（3）船舶电力推进功率管理系统。功率管理系统概念、结构、主要功能及其实现原理。主要功能包括机组的自动启动、投入、并车、解列、停机，发电机组起、停序列设定，跨接开关控制及联锁保护功能，重载询问功能，分级自动卸载功能，系统中低压回路的过载、短路及绝缘监测等保护功能，功率限制功能，供电的平衡性，人机界面监测功能。（4）船舶中压电力系统。中压电力系统的结构、“泰安口”半潜式电力推进特种运输船电力系统的运行模式、中压电力系统的隔离开关和接地开关、船舶中压维护。（5）吊舱式电力推进器结构。吊舱式电力推进器的形式、构成与特点、推进器的水动力特性。（6）船舶电力推进电机及其控制原理。推进电机的种类、永磁电动机结构及建模、矢量控制原理、直接转矩控制原理、变频器应用。（7）船舶电力推进系统设计。主要包括负荷计算短路，计算接地故障、电压降，瞬态分析，可靠性分析。（8）船舶电力系统谐波的生成及抑制。包括的内容有谐波概念、产生原因、危害、限制标准、分析、抑制方法，无源滤波、有源滤波原理及装置。
1.2实验内容
船舶电力推进实验配合理论教学穿行，主要包括船舶电力推进系统认识，船舶中压电力系统启动、并车、解列，中压开关柜维护，电力系统整体推进操作实验，电力推进系统各类故障设置及排除。
1.3课程实践
电力推进相关的实践活动主要包括：每学期组织船电专业学生去黄海造船有限公司参观电力推进船舶建造，每学年组织学生申请2～3项船舶电力推进相关的学校大学生科技创新项目，船舶电站实训期间包含电力推进系统实操内容，每学期安排2～3个电力推进毕业设计题目。仍需说明，我校有船电方向工程硕士研究生，船舶电力推进是专业必修课，除学习前面知识外，研究生课程内容还应包括船舶电力推进系统仿真、动力定位原理及实现，船舶电力推进电机控制策略，超导和磁流体电力推进，电力推进船舶运动控制等。
2实验室建设及管理
在山东省教育厅重点实验室项目资助下，斥资145万建立了船舶电力推进仿真实验室，本项目的模拟对象为西门子（SiemenS）公司和德国肖特尔（SHotteL）公司联合供货SSp系统。西门子供货内容主要包括发电机（不包括柴油机部分）、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。
全套电力推进模拟硬件系统包括：中压电站、低压电站、驾驶台操作设备、pS机旁控制箱、St机旁控制箱、SSp吊舱实物模型，如图1所示。
图1船舶电力推进系统实验室部分图
该实验系统非常先进，在国内院校屈指可数，因此对实验室的管理及管理人员提出了较高的要求。要求实验设备的管理人员必须具备船上服务经验、硕士以上学历、讲师以上职称。目前实验室由一名副教授和一名助教负责管理。再者，实验室必须制定一系列完整的管理和操作规章并挂于墙面显著位置，要有完备的实验指导书。
至今依托该实验室，成功申请了省级科研项目2项，省级教研项目1项，校级教研项目1项，有3名硕士生依托实验室硬件及软件条件从事科学研究。452名船电专业或方向的学生进行了实验操作，20余学生人次开展了相关科技创新项目或毕业设计。实践证明，该仿真实验室的投用，对船电专业的学生进行培训，使其了解和掌握船舶电力推进系统的基本工作原理，提高专业技能，对培养适应船舶智能自动化要求的船舶电力推进中高级专业技术人才起到积极的作用。
3教学方法实践与探索
对于该课程，激发学生学习的兴趣尤为重要，在最初授课要通过大量视频、对比图片，尤其是播放中铁渤海一号客滚船、电力推进的中国海监船南海执法视频，再者，举例往届学生在好的单位从事电力推进相关工作等。在授课方法上，采用多媒体教学，多用图形说明，少文字叙述，每次理论课，留出15分钟时间让学生站在讲台当一回老师，讲解通过课下查阅的电力推进相关的一个知识点，同时，广泛借助网络工具，如，学校网络教学平台、QQ电力推进课程学习群，实时解答、交流课程知识。通过这些措施，绝大部分学生熟悉了船舶电力推进系统，掌握了船舶电子电气员考试大纲要求及其他基础知识，部分学生对电力推进有深入的认识，继续了相关的学生科技创新活动和毕业设计，并有一些学生已经或致力于从事电力推进相关工作。
2013年我校船舶电子电气本科专业开始招生，而不是以前的船电方向，这样，学习该课程的学生更加确定，积极主动性应能有进一步提高，因此，下一步教改目标是增加在实验室教学比重，只要涉及具体操作或装置学习的都在实验室开展，改进学生课堂讲课内容及方法，改为3人一组，联合制作ppt，精确、图文并茂地讲解电力推进的一个知识点。在课程考试方面，进一步增大平时成绩比重至50%，学生课堂参与的质量作为平时成绩权重最大的部分。
4结语
随着科技发展，能源危机及环境污染的加重，电力推进船舶必将在船舶市场中占据举足轻重的位置，加强电力推进技术教学迫在眉睫，本文从课程内容、实验室建设、教学模式三个方面介绍了我校课程体系建设，实践证明，为学生工作后深入掌握电力推进技术打下了良好基础。
项目资助：山东交通学院教学改革与研究项目（no.JG201320，no.JG201317，no.1202-112），山东省高等学校教学改革研究项目（no.2012314）
注释
①汤建华，赵乌恩，杨子龙.船舶综合电力推进技术发展思路研究[J].舰船科学技术，2010（5）：133-138.
②栾胜利.船舶电力推进技术的发展[J].船电技术，2009.29（4）：46-49.
③陈次祥，唐石青，王良秀，等.电力推进技术下的船舶电站发展[J].舰船科学技术，2010（8）：30-32.