舰船供电能力测试指标的选择和测试方法

0 引 言

舰船电力系统在保障舰船正常运行方面起着非常重要的作用，目前对其研究主要集中在电力系统设计和电力系统性能评估2方面。电力系统设计主要采用“自顶向下”的树状生命力分解定义结构、生命力评估指标体系和指标设计定量要求与概率要求[1]等生命力设计，以及低阻抗故障和电力电子设备保护方案设计[2]等保护性能设计;电力系统性能评估主要采用供电生命力的概率分析法、贝叶斯网络法[3]、神经网络与贝叶斯网络结合算法[4]和损伤树分析方法[5]等评估方法。

随着舰船装备技术的不断发展，电力系统的功能和性能要求越来越高。若要判断已交付船舶的电力系统的功能和性能指标是否符合巡航、战备、训练和作战等方面的要求，需进行实船性能评估，而目前有关新型舰船电力系统实船测试的研究较少。对此，本文结合某新型舰船的功能和性能评估工作，对舰船电力系统的功能和性能测试指标及测试方法进行研究，形成一套完整的测试方案。

1 舰船供电能力实船测试指标

舰船电力系统的功能与动力系统、辅助系统和作战系统等系统的功能相互交叉，为舰船稳定运行提供重要的保障。本文以某型舰船的设计定型任务为依托，从舰船电力系统性能和系统组成的角度对该船的供电能力测试指标和测试方法进行分析。

1.1 舰船电力系统性能指标

从整个电力系统的角度对实船电力系统的性能进行测试分析，测试指标见图1。

图1 舰船电力系统性能测试指标

1.1.1 基本线制与电制

此项为系统静态设计指标，在设计和建造阶段从系统的线制与电制和设备用电需求等方面对系统进行检查测试，基本线制与电制指标见表1。

表1 基本线制与电制指标编号指标名称指标要求线制电制1电力网三相三线交流380 V,50 Hz2照明网单相交流220 V,50 Hz3应急电网直流220 V4低压交流(24 V)—24 V,50 Hz5直流24 V—24 V(蓄电池)6自带电制设备自带变压、变频、交流设备

1.1.2 电源品质

电源品质即电能质量。随着负载的种类日益增多(冲击性负载大量使用引起的独立电网短时电压波动；导航等设备的非线性负载引起的电网电压波形发生畸变，产生严重的谐波；大功率负载剧烈、频繁地变动引起的电网产生动态冲击等[6])，电源品质要求越来越严格。本文从发电、配电和用电设备不同部位，以及交流电源和直流电源2个角度对电源品质考核指标进行分析。

1.1.2.1 交流电源品质指标

用电设备标称交流电压(有效值)为380 V或220 V，尖峰电压(峰值)为2 500 V，标称频率为50 Hz。交流电源品质电压部分指标、波形部分指标和频率部分指标分别见表2、表3和表4。

表2 交流电源品质电压部分指标编号指标名称指标要求1 用电设备电压允差: 1) 三相线电压的平均值允差; 2) 用电设备电压允差、三相线电压的平均值允差和线电压不平衡允差的任一线电压容差±5%;±7%2 线电压不平衡允差3%3 电压的周期性变化允差2%4 瞬态电压允差; 瞬态电压恢复时间±16%;2 s5 瞬态或故障情况除外,由瞬态电压和电压周期性变化允差组合引起的与用电设备标称电压的最大偏离±6%6 故障情况除外,由三相线电压的平均值允差、电压的周期性变化允差和瞬态电压允差组合引起的与用电设备标称电压的最大偏离±20%

表3 交流电源品质波形部分指标编号指标名称指标要求1正弦性畸变率5%2最大的单次谐波含量3%3偏离系数5%

表4 交流电源品质频率部分指标编号指标名称指标要求1 频率允差±3%2 频率的周期性变化允差0.5%3 瞬态频率允差/恢复时间±4%/ 2 s4 故障情况除外,由频率允差、频率的周期性变化允差和瞬态频率允差组合引起的与标称频率的最大偏?

有限间断电源的供电范围应根据舰船的使命、电站的设置和配置、重要用电设备的数量、容量和排序及供电转换的延时许可等来合理确定。重要负载通过手动转换开关实现2路或多路供电。供电连续性指标共1项，为“典型的断电时间(0.5～20.0 s)”。

1.1.2.2 直流电源品质指标

用电设备标称直流电压为220 V、110 V或24 V等。直流电源品质直流部分指标见表5。

表5 直流电源品质直流部分指标编号指标名称指标要求(根据船的设计而定)1用电设备电压允差±12%、±20%2系统纹波电压10%3瞬态电压允差/瞬态电压恢复时间±15%/1.5 s4尖峰电压2 500 V、600 V、1 700 V、1 000 V5典型断电时间0.5～20.0 s

文章来源：《电力系统保护与控制》 网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/qikandaodu/2020/0804/427.html