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摘要：随着现代化技术的高速发展，以综合电力推进系统为代表的海洋工程船舶，已经变成当前船舶动力系统的主流发展趋势，在海洋建设上得到了较为广泛的应用。根据相关理论内容，本文通过对海洋工程船舶综合电力推进系统中的关键技术进行分析，希望能够起到一些积极的参考作用。
关键词：海洋工程船舶；综合电力；推进系统；关键技术分析
在当前的技术发展中，大容量电力电子元件得到了广泛的应用，所以在船舶动力系统的建设上，势必要用到综合电力推进技术的内容，将船舶动力系统与辅机电站结合为一体，提炼出具有综合性的技术内容，达到资源的最优化配置，提升船舶操作的灵活性，这样能够进一步增强海洋工程的技术力量。与传统的船舶电力系统相比较，当前电力系统的总装机容量甚至突破了上百兆瓦，工作人员在技术研究的过程中，应该针对多机组、大容量和复杂结构的环形供电系统进行深入研究。
1.综合电力推进系统的内容分析
在大型起重铺管船的综合电力推进系统中，其具有一定数量的柴油发电机组，并利用冗余设计和环形供电网络，借助动力定位系统的作用。这类船舶不仅仅需要配置大功率的主推进负载，同时还需要其它各类大功率负载，像定位锚绞车、大功率的起重铺管设备，以及艏侧推的内容，其中，非线性的负载大概占据超过80%的比例。运用这套系统，能够避免低压系统的大电流问题，降低系统的额定电流，减少电缆的使用数目；其次，由于上述设备在使用过程中需要借助较多的驱动设备，并且变频电机的设置较为集中化，所以工作人员在研究过程中，应该考虑工程船舶的空间性问题，尽可能降低总体的成本，合理提升冗余度。
2.综合电力推进系统的技术应用分析
2.1中性点接地技术
在海洋工程船舶中，高压供电网络的中性点接地处理方法，属于是一项较为综合性的问题，并且同传统低压电力系统相比较，工作人员首先需要对绝缘问题给予重视。在当前，船用的电力系统电压等级多为6.3kV、11kV，甚至到达了15kV，一旦发生单相接地故障，那么接地电流的故障点所出现的电弧难以自行熄灭。
在处理上，可以主要采取中性点不接地、直接接地、弧线圈接地和经电阻接地等技术内容，并且根据继电保护的难度等级，海洋工程船舶多是选择经高阻接地的方法，这样在发生接地故障的时候，会产生零序电压、零序电流，是整个保护装置更具灵敏性，进而达到限制单相接地故障的目的。当然，在应用中也需要注意，当电力系统电压较高，接地电容电流超出限制的时候，不能采取这种方法，可以采用每一段主汇流排经开口三角变压器的接地手段。
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2.2系统保护问题
海洋工程船舶中高压电力系统与传统的低压电力系统存在着较大的不同，除了常规的保护手段之外，针对高压电力系统，主要可以选用中性点接地的方法，当出现故障问题的时候，系统能够在第一时间找出故障，所以需要增加接地故障的监测力度，并增设相关的保护手段。还有，低压电力保护多是在空气断路器内部完成的，而中高压电力系统则是利用数字式综合继电保护装置和真空断路器来完成的。还有当发电机自身的容量超出1500kVA的时候，需要在其内部设置短路故障的保护措施，与此同时，根据综合电力系统的内容，还应该引入大容量的变压器、发电机组，并根据相关规范内容，做好内部短路的保护工作。
2.2.1零序保护
在海洋工程船舶中高压电力系统中，所采用的大多是中性点接地处理技术，当发生单相故障，或者是两相接地故障的时候，系统中会产生零序电压及零序电流，根据供电系统自身的实际网络结构，可以在接地故障的内容上引入选择性的保护机制。例如在海洋工程船舶的中高压环形供电网络中，可以按照规定内容，将流向母排的电流方向设定为正方向，将母排上的零序电压设定为参考向量，这种带有方向性的接地保护措施，可以通过零序功率的方向性来判别故障内容，并在后续过程中执行相应的保护动作。如果故障发生在跨接线路之间，或者是系统检测到零序功率呈现反方向的时候，则说明故障点处在主母排上，这时可以进行线路跨接断路器的同步脱扣操作，隔离供电网络和中压配电板，并将母线上的零序电压保护内容设定为故障后的保护措施。
2.2.2谐波抑制技术
在海洋工程船舶上，电力推进功率约占据电力系统总容量的80%，这些电力电子设备会产生大量的谐波问题，进而为整个电力系统带来较为严重的危害。在抑制电网谐波的问题上，当前国内所采取的技术内容，大多是根据电网总谐波电压THD指标来对电网电能质量进行评价和分析的，规定船舶中高压电网汇流排THD不能超出10%的标准，低压电网则要保持在5%以内。利用变频器抑制谐波的方法，可以分为预防型和补偿性，其中预防型主要是结合电力系统本身状况，设计出零谐波的交流器，而补偿型则是在外部设置滤波器，这类方法又可以细分为有源和无源这两类。
2.3区域直流配电技术
在海洋工程船舶上，除了推进器等变频驱动内容外，还有较多的变频驱动设别，像海洋工程船舶上的锚绞车和起重机，需要同时驱动多个奠基，并利用直流配电板的供电技术，为各个逆变器进行统一化的配电。在使用区域直流配电技术的时候，应该减低电网测变压器的规格要求，减少穿插电缆的数量，降低变频设备的数量，并在合理范围内降低系统滤波的复杂化，优化系统构架，降低建设的成本。在应用过程中需要注意，当直流配电板电压超出所允许的范围之后，不妨利用外接制动电阻来对过剩的电能进行消除，并且在放电电流达到电动机额定电流的二分之一时，可以利用制动电阻的内容进行制动转矩的计算工作。
结语
总而言之，随着电力电子技术的不断发展，在海洋工程船舶的综合电力推进系统中，应该制定出相应的系统保护措施，并就谐波治理和磁控制动等技术内容展开更为深入的研究，深化综合电力推进系统的技术性，为整个行业的发展，起到更好的推动作用。
参考文献
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[3]李志垒.动力定位海洋工程船舶电力推进系统的设计[D].天津大学，2013.
论文作者:徐洲,宋建春
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：海洋工程论文; 船舶论文; 系统论文; 电力论文; 电力系统论文; 内容论文; 故障论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;