摘要：船舶综合电力推进系统设备众多，组成及接口关系复杂，为了确保系统顺利交付，节省上船调试及系泊航行试验时间，船舶电力推进系统一般在装船前需要进行陆上联调试验。基于此，本文主要对船舶综合电力推进系统陆上联调试验进行分析探讨。
关键词：船舶；综合电力；推进系统；陆上联调；试验研究
1、陆上联调的必要性
电力推进系统陆上联调是指整套电力推进系统所属设备的陆上联合试验，通过陆上联调试验验证系统内各设备间功能的协调性、参数的匹配性，接口关系的正确性，初步调整并确认系统参数和验证系统的性能指标，并检查系统运行的稳定性。
1.1陆上联调是检验机组成套性的重要环节
在陆上联调试验中，一个主要任务就是进行机组的单机恢复试验、机组的手动、功率管理系统系统半自动并车试验及相关自动功能试验，检验机组成套性。机组出厂时按照单机进行相关出厂试验，对于电力推进船舶使用最广泛是多机并联运行的自动工况，机组之间的动态特性、协调性影响着并联运行稳定性，这直接影响船舶的供电连续性。联调场地负载配备齐全，有功负载和无功负载容量充足，负载均采用干式负载，安全可靠，负载可调性满足船级社的相关加载减载要求。而船厂一般负载容量有限，负载试验接线属于临时接线，占用舱门通道，存在诸多安全隐患。通过陆上联调试验，检验机组成套性，对机组特性及相关动态参数匹配进行初步调整，对配电板相关开关保护进行整定验证，可大大加快船厂系泊航行试验的进度。
1.2电站与推进系统匹配关系影响船舶安全
在整个系统联调时，着重对电站系统及最大用电设备（推进负荷）的匹配性、协调性进行调试，匹配好电站及推进变频器的参数动态特性，推进系统作为船上最大的用电负荷，推进系统负荷决定了电站的负荷，在各种工况下，确保推进负荷限制在可用功率范围内，确保电站不过载，从而确保供电连续性，同时，电站系统动态调压调速特性、稳态调压调速特性决定了电站供电品质，同样影响着推进系统的安全运行。通过陆上联调试验，可以在确保人员和设备安全的情况下，不用出海试航就可以进行充分的试验，完成推进系统与电站的参数匹配调整，可以大大加快系泊航行试验的工作进度。
1.3减少系泊航行试验时间节省成本
相对于柴油机直接推进的舰船，采用电力推进舰船布局更灵活、有效空间更多、全寿命费用降低，但是采用电力推进舰船设备众多，设备间接口关系复杂，本船采用国产发电机组、功率管理系统、推进变压器、推进变频器和推进电机，配套国产舵桨，这些设备均是首次装备于布缆船，虽然经过多轮次的接口与功能协调，还需要进行进一步安装、接线、调试和配合试验，确保接口正确和功能协调一致，通过陆上联调试验，方便检验设备间的接口及参数匹配是否正确，及时发现设备间接口匹配问题、功能协调性，方便进行设备接口完善。
通过陆上联调试验，设备装船之前解决设备接口、匹配性的问题，及时发现电气接口及机械接口的实际接线或安装问题，可以大大缩减设备系泊试验和航行试验时间。
1.4陆上联调试验试验充分、成本较低
系泊试验由于是在码头进行试验，受码头条件影响，承受系泊拉力有限，许多试验不能充分进行，如电力推进系统试验大部分不能充分进行，而航行试验牵扯范围大，每个航次试验时间有限，且受外界环境条件影响大，不能充分的进行试验，成本太高。
1.5陆上联调试验试验效率高、灵活安排
航行试验一般试验效率低下，每一个航次都需要到海事部门备案，寻找专业的试航队伍配合试验，且需要拖到试航区才能进行试验，每个航次能真正用于试验的时间并不多，且容易受到环境条件和气象条件影响。采用陆上联调试验，场地处于室内，可灵活安排试验内容，试验效率较高。
1.6试验安全性考虑
在陆上联调试验大纲中，有许多摸底试验，如功率限制试验、防全船失电试验、急停试验、快速性试验等，参数调节需根据试验情况动态调整，最好在确保安全的陆上联调试验中进行初步调试后，在航行试验中进行微调完善。如果直接在航行试验进行动态调整试验，可能会引起全船失电、失去动力等危险情况。
2、某船试验方案
2.1某船电力推进系统组成
根据组成设备的功能，整个系统组成如下：发电系统、配电系统、主推进系统、侧推系统、自动化系统。发电系统由3台1550kW柴油发电机组和1台600kW柴油发电机组组成，4台690V发电机组可任意台数长期并联运行。配电系统主要要由1套690V配电板、1套400V配电板、1套应急配电板组成。配电系统将馈电给2套主推进变频驱动装置、2套艏侧推变频驱动装置、1套高压冲水泵等，并通过配电变压器和照明变压器给400V负载和230V负载供电。
主推进系统主要完成该船主推进功能的实现。主推进系统有两条支路，每条支路由主推进变压器（含预充磁变压器）、主推进变频器（含制动电阻）以及主推进电机组成。主推进电机功率为1600kW，额定转速为1500r/min。侧推系统主要完成该船侧推功能的实现。侧推系统有两条支路，每条支路由侧推变压器（含预充磁变压器）、侧推变频器（含制动电阻）以及侧推电机组成。侧推电机功率为650kW，额定转速为1500r/min。自动化系统包括主推控制系统、侧推控制系统、功率管理系统以及机舱监测报警系统。
2.2试验质量控制
参照《Q/712J263-2016船舶电力推进系统试验规范》要求，在编制陆上联调试验大纲和细则时，根据场地试验条件和保障条件，确定详细的试验方法和试验步骤，并确保正确性和可操作性。并在试验过程中项目组配合检验组采取了多项质量管控措施。
一、分配人员岗位，明确责任分工在试验开始前，确定各岗位人员和责任分工。
二、制定试验计划，确保试验有序进行试验前，制定整体试验计划。试验开始后根据试验情况确定当日试验计划，并对每天试验情况做好记录，形成试验日志。并将当天发现的问题、解决办法和处理结果反映到试验日志中，检验组在试验日志上签字确认。
三、重大问题多方协商
试验中出现影响总体进度、技术状态更改或者质量安全重大问题时，现场组织船厂、总体所、供货单位等各方进行协调，并形成会议纪要，并做好质量管控跟踪。
2.3试验方案
根据试验大纲要求，主要受试设备见下表1。
表 1 主要受试设备
本船电站装机功率达5250kW（1550kW×3+600kW=5250kW），无功功率达3937.5kVar。根据试验大纲大纲要求，场地需要提供AC690V的试验负载，其中有功负载不小于5000kW，无功负载不小于4000kVar，确定负载方案后采用Etap软件建立仿真模型，进行潮流分析计算。而对于推进负载，只有两套主推进系统参加陆上联调试验，场地需要提供两台测功机，且需要满足额定功率1600kW/1500rpm的试验需求，根据场地试验条件，YP5900T（5900kW）可以直接使用，另一台测功机YP12000T（12MW）最高转速1200rpm，不满足试验要求，需要配置减速齿轮箱配合试验。
最终形成试验方案主要参数设备如下表2。
表 2 主要参数设备
最终形成试验方案如下图1。
图 1 试验方案
3、结束语
在各供货厂家的共同努力下顺利完成了全系统的陆上联调试验，试验中解决了机组节温器故障、喷油嘴问题、机组安全电源问题、电缆施工接线、推进参数匹配等方面问题，为后续系泊航行试验奠定了良好的基础，大大加快了系泊航行试验进度。
参考文献：
[1]中国船级社.钢质海船入级建造规范[M].2018.
[2]中国船舶重工集团公司第七一二研究所.船舶电力推进系统试验规范：Q/712J263-2016[S].2016.
[3]柯常国等.基于ETAP的电力推进系统仿真分析[J].船电技术，2016，36（2）：71-74.
论文作者:杨东东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：陆上论文; 系统论文; 负载论文; 设备论文; 机组论文; 电力论文; 船舶论文; 《基层建设》2019年第25期论文;