2023船舶直流综合电力系统检验指南.docx

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1、船舶直流综合电力系统检验指南2023第1章通则1第1节一般规定1第2节图纸和资料3第3节产品检验4第4节船舶检验6第2章直流综合电力系统设计9第1节一般规定9第2节直流配电系统设计要求9第3节交流日用配电系统设计要求11第3章系统保护13第1节一般规定13第2节直流配电系统保护设计13第3节交流日用配电系统保护设计14第4节短路电流计算和保护电器选择15第4章控制和监测19第1节一般规定19第2节功率/能量管理系统(PMS/EMS)设计要求21第5章电磁兼容23第1节一般规定23第2节电磁兼容设计和分析要求23第3节抗干扰设计原则23第6章故障模式和影响分析25第1节一般规定25附录1短路电流

2、计算及保护校核方法26第1节一般规定26第2节直流配电系统的短路计算与保护校核方法27第3节交流日用配电系统的短路计算及保护校核方法32附录2电磁兼容风险分析与设计报告模板34第1节电力系统说明34第2节电磁环境分析34第3节主要设备(系统)电磁兼容特性35第4节主要电磁兼容设计措施及预期效果37第5节系统布局、布线、滤波、接地说明框图37第1章通则第1节一般规定1.1.1 适用范围1.1.1.1 船舶直流综合电力系统检验指南（以下简称木指南）适用于船长20m及以上设有直流综合电力系统的船舶。1.1.1.2 安装本指南所规定的直流综合电力系统的船舶，除应满足本指南的要求之外，还应满足CCS钢质

3、海船入级规范、国内航行海船建造规范、钢质内河船舶建造规范、国内航行海船入级规则或内河船舶入级规则等规范（以下简称相关规范）的相应要求。1.1.1.3 由于直流综合电力系统技术尚在不断发展中，对于特殊的和新型的直流综合电力系统，不能满足本指南规定的技术要求，而需采用基于相应的理论计算、试验结果、使用经验或有效的公认标准进行评估，经CCS同意，可以接受作为代替和等效方法。1.1.2 定义1.1.2.1 本指南适用的定义如下：（1）直流综合电力系统：将全船一次能源（含燃料燃烧或化学反应产生的能源、储能能源、风能、光伏能源等）统一转变为直流电能，并实现综合运用的船舶新型动力电力系统。其将电源装置输出的

4、电能（包括发电装置产生的电能和（或）储能装置释放的电能），经直流配电系统、交流日用配电系统，向全船负荷（如电力推进、作业负荷、主要日用负荷等）供电，并通过功率/能量管理系统实现全船能源的综合调度使用。集中式直流综合电力系统：发电装置、储能装置、负载直接或经变流器接入直流母排。直流母排由两个及以上的母排分段组成，各母排分段通过母联保护装置连接，正常工况下母联保护装置合闸，集中式直流配电。（3）分布式直流综合电力系统：发电装置、储能装置、负载直接或经变流器接入多段直流母排。各段直流母排通过母联接触器或隔离开关连接，正常工况下母联接触器或隔离开关分闸，各段直流母排相互独立、分布式运行。（4）电源装置

5、：船舶的电力来源，一般包括发电装置和储能装置。（5）发电装置：将燃料燃烧或直接将燃料化学反应产生的电能，为船舶负载提供电力来源的装置。其特征是在正常的技术状态下，能量仅能单向从发电装置流向配电系统。可分为交流发电装置（如交流同步或异步发电机组）、直流发电装置（如交流整流发电机组、直流发电机组、燃料电池、太阳能光伏系统等）。（6）储能装置：储存电能或其他能源的装置，能够为船舶负载提供电力来源，也可由发电装置、储能装置或岸电进行充电。其特征是在正常的技术状态下，能量能够在储能装置和配电系统之间双向流动，如蓄电池（组）、超级电容器、飞轮储能等。（7）直流配电系统：将发电装置、储能装置、岸电提供的电能

6、分配至各用电设备，并根据用电设备的不同电能需求实现电制、电压和频率的变换。包括直流配电板、变流器、电缆等。（8）直流配电板：系指由发电装置、储能装置、岸电直接或相应接入变流器供电，分配和控制直流电能至船上各用电负荷的直流汇流排、开关设备、保护电器和监控设备的组合。如内河小型船舶检验技术规则和沿海小型船舶检验技术规则对小型船舶的船长范围作出调整，则应执行两规则适用范围中新的船长范围的有关规定。直流母排：系指直流配电板内部，连接电源装置和负载的公共直流汇流排。(10)变流器：系指根据用电设备电能需求，实现电制、电压、频率变换的电力电子设备。包括整流器(AeyDC)、逆变器(DC/AC)、变频器(D

7、C/AC或ACDCAC)、斩波器(DC/DC)等。(U)交流日用配电系统：系指将逆变器、交流发电装置、岸电提供的三相交流电能分配至日常用电负荷的配电系统。包括交流配电板、照明变压器、电缆等。(12)交流配电板：系指由逆变器、交流发电装置、交流岸电供电，分配和控制三相交流电能至船上日常用电负荷的交流汇流排、开关设备、保护电器和监控设备的组合。(13)功率/能量管理系统(PMS/EMS)：系指为船舶功率/能量获取、分配和使用提供相应监测、控制和管理功能的自动化系统。(14)固态开关：系指采用电力电子功率半导体作为电流分断元件的无触点开关。(15)熔断器弧前时间：系指熔断器从一个足够分断熔体的电流出

8、现至电弧产生瞬间的时间间隔。(16)熔断器燃弧时间：系指熔断器从电弧产生瞬间到电弧最终熄灭瞬间的时间间隔。(17)熔断器熔断时间：弧前时间和燃弧时间之和。(18)熔断器内：即焦耳积分，系指在给定时间间隔内电流平方的积分，弧前A是熔断器弧前时间内的R积分；熔断内是熔断器熔断时间内的内积分。(19)泵升电压：系指电动机处于再生制动状态时，机械能通过电动机转换为电能，此能量回馈至驱动电动机的变流器直流侧电容引起的电压升高。上述(2)、(3)示意图见图1.1.2.1-1,和图1.121-2。*/中式流合电力系统发电装置,储能装置、负载直界或经变源骞张入直流学生.n诙修排由两个及以上的分段母押组成，各分

9、段n海母揖Iti格断晞、嘶路器或囱仓开关等母取保护装窗连接,正常情况以联保护装置令何,形成公共直流母津向斜我供电”在某段H流传排故障时.马联保护装置断开连接.图1.1.2.1-1集中式直流综合电力系统示意图UE1GVIoA分布式近潦综合电力系统接触器或隔向开关（正常ri分用）发电装置、储能装置、负毂汽接或经变流JS接入多段直流I；J撑，各段口流可揖通过对联接依器或隔密开关连接.正常情况母联搂触器或隔岗开关分闸,各分段H流母J1&汇运行向各自负战供电，85Y图1.1.2.12分布式直流综合电力系统示意图第2节图纸和资料1.2.1 送审图纸和资料1.2.1.1 船舶审图阶段，除按CCS相关规范的要

10、求提交图纸资料外，对于制造商在CCS入级船舶上首次安装的直流综合电力系统，还应将下列图纸资料提交CCS批准：直流综合电力系统原理图（可为单线图）；（2）直流综合电力系统短路电流计算书（见3.4.12）,包括直流配电系统和交流日用配电系统两部分（适用于可并联电源装置总功率大于20OkW的船舶）；直流综合电力系统选择性保护分析报告（见3.431）,包括直流配电系统和交流日用配电系统两部分（适用于可并联电源装置总功率大于200kW的船舶）；直流配电系统短路电流计算和选择性保护分析验证资料（见3.4.4）,用于对（2）和（3）的内容进行试验验证；直流综合电力系统控制和监测系统图；（6）直流综合电力系统

11、系泊和航行试验大纲。1.2.1.2 船舶审图阶段，除按CCS相关规范的要求提交图纸资料外，对于制造商在CCS入级船舶上首次安装的直流综合电力系统，还应将下列图纸资料提交CCS备查：（1）系统说明书，应至少包含系统概述、各主要部件功能、系统保护原理、系统控制功能以及系统外部接口描述；（2）直流综合电力系统电磁兼容设计和分析报告（见521.1）；直流综合电力系统故障模式和影响分析（FMEA）报告（见第6章）o1.2.1.3 船舶审图阶段，除按CCS相关规范的要求提交图纸资料外，对于已经过首次安装批准，在CCS入级船舶上后续安装的同型式直流综合电力系统，并将下列图纸资料提交CCS批准：直流综合电力系

12、统原理图（可为单线图）：（2）直流综合电力系统短路电流计算书（见341.2）,包括直流配电系统和交流日用配电系统两部分（适用于可并联电源装置总功率大于20OkW的船舶）。用于计算短路电流的仿真/建模计算方同型式即指系统拓扑结构、保护原理和控制逻辑无原则性变化。一般情况卜.，当直流综合电力系统直流母排分段数、3.2.1.1中的保护电器和保护策略无原则性变化时，可认为是同型式直流综合电力系统。法，应与首制船所采用的方法相一致；直流综合电力系统选择性保护分析报告(见3.4.3.1),包括直流配电系统和交流日用配电系统两部分(适用于可并联电源装置总功率大于20OkW的船舶)；(4)直流综合电力系统控制

13、和监测系统图；(5)直流综合电力系统系泊和航行试验大纲。1.2.1.4 船舶审图阶段，除按CCS相关规范的要求提交图纸资料外，对于已经过首次安装批准，在CCS入级船舶上后续安装的同型式直流综合电力系统，并将下列图纸资料提交CCS备查：(1)系统说明书，应至少包含系统概述、各主要部件功能、系统保护原理、系统控制功能以及系统外部接口描述；(2)直流综合电力系统首次安装的有关信息，应至少包括首制船舶下列信息：船舶识别号、系统原理图(可为单线图)、短路电流计算书、选择性保护分析报告、试验验证情况等；直流综合电力系统电磁兼容设计和分析报告(见5.2.1.1)1.2.1.5 经过首次安装批准后，在CCS入

14、级船舶上后续安装同型式直流综合电力系统，但有个别组件产生变更时，CCS可要求增加送审图纸和资料。1.2.1.6 已完成CCS原则认可的直流综合电力系统或类似应用了直流母排的电力系统，无须满足1.2.1.1-1.2.1.2的要求，应按照1.2.1.3-1.2.1.5的要求进行图纸资料的提交。第3节产品检验1.3.1一般要求13.1.1除满足本指南的要求外，产品检验还应满足CCS相关规范、规则和产品检验指南的有关要求。1.3J.2直流配电系统中使用的电气设备的制造和试验应符合国际或国家标准。对于没有标准的新设备或设备的新用途，应提交文件证明其与传统设备具有等效性。1.3.2直流配电板1.3.2.1 直流配电板应经CCS认可并取得CCS签发的船用产品证书，方可上船使用。1.3.2.2 直流配电板中部件持证要求应符合表132.2的规定。直流配电板中部件持证要求表13.2.2序号部件名称证件类别认可模式审图备注C/EWDATA-BTA-AWAPAI.熔断器XX4X2.断路器XXX3.隔离开关XXX4.母联连接用固态开关XXX见CCS混合动力船舶检验指南第3章第2节5.变流器XXX功率50kW及以上6.发电机保护装置XXX7.功率/能量管理系统XXX8.电工仪表XXX9.绝缘监测仪XXX10.接触器X