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[摘 要]本文以4500m？牲畜船为例，介绍了根据AMSA（Australian Maritime Safety Authority澳大利亚海事安全局）规范中MO43要求的牲畜船货舱电力系统设计，重点探讨了货舱供电的设计思路和方法，以及简单介绍了通风等货舱设备系统线路的设计要点。
[关键词]牲畜船；AMSA；电力系统
中图分类号：U664.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0289-02
[Abstract] The article introduce the power system design of 4500m？ Livestock carrier cargo area， according to the requirements of AMSA MO43， focus on power supply system for cargo area and design method， then introduce the design of livestock services system at ventilation system.
1 引言
根据澳大利亚国家统计局（ABS）最新数据显示，受东南亚市场需求强劲助推，澳洲活牛出口量逐年递增，屡创新高；澳活牛出口方式依旧是海运为主（超过95%），空运为辅。活牛是澳支柱产业和主要出口产品，未来产量和出口量将逐年增长，加上出口量同期增长的阿拉伯等国家和地区，可以推断牲畜运输船市场前景广阔，未来有稳定的需求基础。而此前有建造经验的船厂多数是欧洲和日韩的部分船厂，目前中国已有部分船厂（如广东中远船务设计建造的4500m？牲畜船）逐渐有建造和改装经验，从建造能力上看，中国船厂没有问题。因此，研究牲畜船设计建造如何满足AMSA规范要求，以适应逐步增长的市场需求，势在必行。
2 货舱供电系统设计
牲畜船有别于一般货船之处在于，其货运对象是牛羊等活物，因此AMSA MO43（Marine Orders Part 43， issue 6，以下简称MO43）章节中主要是对货舱供电系统的要求。其要求必须有两路完全独立的电源（发电机）向货舱牲畜系统设备供电，为一组电源服务的系统不允许服务于另一组；即设计和布置的一般前提为，任何一个单点故障不会造成两组电源同时失效。以4500m？牲畜船为例，供电单线图见图1：
2.1 主用电源
MO43中关于主用电源的描述是基于SOLAS II-1/41中关于船舶主电源的要求，即一般货船主电源的要求。但对于牲畜船来说，船舶负载这一概念不仅包含一般商船正常运行的负载，同时必须包含牲畜所需设备的负载要求；因此在进行电力负荷计算时，对负载的考虑较之一般商船来说，应更加周全：
以4500m2牲畜船为例，该船选用3台1050kW主发电机，和一台相同功率的轴带发电机作为主电源供电。正常载货航行时，单台发电机或轴发以约92%的负载率满足正常工况所需。包含货舱牲畜设备，如货舱抽送风机，照明，淡水泵污水泵等负载的正常运行。如图1所示，电源由机舱的主配电板通过联络开关向货舱主用、备用配电板供电，再由货舱主用、备用配电板向牲畜设备供电。货舱设备供电为冗余设计，具体在下文描述。
2.2 备用电源
MO43中要求牲畜船需配备备用电源，即服务于牲口设备所需的备用电源。出于经济性考虑，牲畜船单独配置了发电机组，该发电机组独立于船舶日常使用的应急发电机组，专门作为牲畜设备应急供电使用。
首先，备用发电机组应完全按照SOLAS II-1/45关于应急电源中电缆型号，电缆敷设，电缆材质，电缆接线和照明回路的要求，同时要求电缆不能穿过危险区域（SOLAS II-1/45.5.3要求）。
其次，备用电源的电缆及相关设备（接线盒，分电箱等），不允许穿越包含主用电源所经过的区域，或者与主用电源相连续的区域。这就决定了，备用电源无论在空间布置或是其延伸分布上，必须是一个完全“独立”的存在。设计者进行区域划分、电缆路径规划等设计时，都要考虑到其独立性的特点，避免交叉。
再次，以牲畜船实际运营工况出发，考虑停泊的经济性，备用发电机通常要兼作停泊发电机来使用。由于装卸货物对象为活物，牲畜船对港口的选择有一定的妥协性（如内河农场），当停靠的码头无法提供岸电时，备用发电机要作为港泊工况的电源使用。因此在发电机容量选择和计算时，应充分考虑这一工况的负载；同时，要求备用发电机通过货舱配电板对主配电板反供电，以满足停泊设备的使用要求。
以4500m2牲畜船为例，如图2，该船选用1台415kW作为备用发电机，在主电源失电的状态下以53%的负载率向货舱设备供电，满足应急工况；当其作为停泊发电机时，以86%的负载率满足停泊工况。
3 牲畜服务设备冗余设计
MO43中12款中规定牲畜船所配备的牲畜系统和设备需满足维护保养的要求。作为对供电系统冗余的补充，牲畜设备也必须有足够的冗余，从而保证设备的单点故障不会造成全船或船上部分系统的故障，所涉及的系统设备如下：
i. 通风系统
ii. 饮用水系统
iii. 饲料喂养系统
iv. 照明系统
v. 污水排放系统
以上系统的冗余，并非是对整个系统的复制，诸如管路，电气线路，泵组等设备或系统，当其中一组故障或需维护时，应保证另一组能够正常运行；即原则是任何单点故障均不能影响系统正常功能。以下仅以4500m？牲畜船货舱通风系统为例，介绍其供电冗余设计，其他系统设计原则上相同，本文不做赘述。
如图3所示，货舱风机组合启动器安装于货舱配电板内，从而满足了两组启动器在空间上分隔的要求；同时货舱主用备用配电板均为主用电源和备用电源供电（前文已作叙述），电源也满足了隔离和冗余的要求；最后为每台风机设置一台电源转换箱，用以实现两路电源的自动切换和联锁，以满足两路电源非同时供电的要求。值得注意的是，为了避免主用备用电缆布线时的交叉，电源转换箱最好放置在风机本地位置，而非另寻设置空间安装，这样可以保证两路电源的走线更易分开，对后期生产设计放样提供便利。
4.结束语
牲畜船相对于一般商船，根据载货对象的不同，对货舱供电设计提出了更高的要求。本文根据AMSA MO43的要求，结合已完工交付的牲畜船，对其货舱供电设计进行了简要的介绍，相信随着全球化经济一体化的进一步发展，牲畜船的比重会越来越高，对电力系统设计的应用也会越来越广。
参考文献
[1] AMSA Marine Order 43（Cargo and cargo handling - livestock）， 2006
[2] 船舶设计实用手册-电气分册[M]. 北京：国防工业出版社，1997.
[3] 1974-国际海上人命安全公约（SOLAS）[S]. 2009.
[关键词]牲畜船；AMSA；电力系统
中图分类号：U664.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0289-02
[Abstract] The article introduce the power system design of 4500m？ Livestock carrier cargo area， according to the requirements of AMSA MO43， focus on power supply system for cargo area and design method， then introduce the design of livestock services system at ventilation system.
1 引言
根据澳大利亚国家统计局（ABS）最新数据显示，受东南亚市场需求强劲助推，澳洲活牛出口量逐年递增，屡创新高；澳活牛出口方式依旧是海运为主（超过95%），空运为辅。活牛是澳支柱产业和主要出口产品，未来产量和出口量将逐年增长，加上出口量同期增长的阿拉伯等国家和地区，可以推断牲畜运输船市场前景广阔，未来有稳定的需求基础。而此前有建造经验的船厂多数是欧洲和日韩的部分船厂，目前中国已有部分船厂（如广东中远船务设计建造的4500m？牲畜船）逐渐有建造和改装经验，从建造能力上看，中国船厂没有问题。因此，研究牲畜船设计建造如何满足AMSA规范要求，以适应逐步增长的市场需求，势在必行。
2 货舱供电系统设计
牲畜船有别于一般货船之处在于，其货运对象是牛羊等活物，因此AMSA MO43（Marine Orders Part 43， issue 6，以下简称MO43）章节中主要是对货舱供电系统的要求。其要求必须有两路完全独立的电源（发电机）向货舱牲畜系统设备供电，为一组电源服务的系统不允许服务于另一组；即设计和布置的一般前提为，任何一个单点故障不会造成两组电源同时失效。以4500m？牲畜船为例，供电单线图见图1：
2.1 主用电源
MO43中关于主用电源的描述是基于SOLAS II-1/41中关于船舶主电源的要求，即一般货船主电源的要求。但对于牲畜船来说，船舶负载这一概念不仅包含一般商船正常运行的负载，同时必须包含牲畜所需设备的负载要求；因此在进行电力负荷计算时，对负载的考虑较之一般商船来说，应更加周全：
以4500m2牲畜船为例，该船选用3台1050kW主发电机，和一台相同功率的轴带发电机作为主电源供电。正常载货航行时，单台发电机或轴发以约92%的负载率满足正常工况所需。包含货舱牲畜设备，如货舱抽送风机，照明，淡水泵污水泵等负载的正常运行。如图1所示，电源由机舱的主配电板通过联络开关向货舱主用、备用配电板供电，再由货舱主用、备用配电板向牲畜设备供电。货舱设备供电为冗余设计，具体在下文描述。
2.2 备用电源
MO43中要求牲畜船需配备备用电源，即服务于牲口设备所需的备用电源。出于经济性考虑，牲畜船单独配置了发电机组，该发电机组独立于船舶日常使用的应急发电机组，专门作为牲畜设备应急供电使用。
首先，备用发电机组应完全按照SOLAS II-1/45关于应急电源中电缆型号，电缆敷设，电缆材质，电缆接线和照明回路的要求，同时要求电缆不能穿过危险区域（SOLAS II-1/45.5.3要求）。
其次，备用电源的电缆及相关设备（接线盒，分电箱等），不允许穿越包含主用电源所经过的区域，或者与主用电源相连续的区域。这就决定了，备用电源无论在空间布置或是其延伸分布上，必须是一个完全“独立”的存在。设计者进行区域划分、电缆路径规划等设计时，都要考虑到其独立性的特点，避免交叉。
再次，以牲畜船实际运营工况出发，考虑停泊的经济性，备用发电机通常要兼作停泊发电机来使用。由于装卸货物对象为活物，牲畜船对港口的选择有一定的妥协性（如内河农场），当停靠的码头无法提供岸电时，备用发电机要作为港泊工况的电源使用。因此在发电机容量选择和计算时，应充分考虑这一工况的负载；同时，要求备用发电机通过货舱配电板对主配电板反供电，以满足停泊设备的使用要求。
以4500m2牲畜船为例，如图2，该船选用1台415kW作为备用发电机，在主电源失电的状态下以53%的负载率向货舱设备供电，满足应急工况；当其作为停泊发电机时，以86%的负载率满足停泊工况。
3 牲畜服务设备冗余设计
MO43中12款中规定牲畜船所配备的牲畜系统和设备需满足维护保养的要求。作为对供电系统冗余的补充，牲畜设备也必须有足够的冗余，从而保证设备的单点故障不会造成全船或船上部分系统的故障，所涉及的系统设备如下：
i. 通风系统
ii. 饮用水系统
iii. 饲料喂养系统
iv. 照明系统
v. 污水排放系统
以上系统的冗余，并非是对整个系统的复制，诸如管路，电气线路，泵组等设备或系统，当其中一组故障或需维护时，应保证另一组能够正常运行；即原则是任何单点故障均不能影响系统正常功能。以下仅以4500m？牲畜船货舱通风系统为例，介绍其供电冗余设计，其他系统设计原则上相同，本文不做赘述。
如图3所示，货舱风机组合启动器安装于货舱配电板内，从而满足了两组启动器在空间上分隔的要求；同时货舱主用备用配电板均为主用电源和备用电源供电（前文已作叙述），电源也满足了隔离和冗余的要求；最后为每台风机设置一台电源转换箱，用以实现两路电源的自动切换和联锁，以满足两路电源非同时供电的要求。值得注意的是，为了避免主用备用电缆布线时的交叉，电源转换箱最好放置在风机本地位置，而非另寻设置空间安装，这样可以保证两路电源的走线更易分开，对后期生产设计放样提供便利。
4.结束语
牲畜船相对于一般商船，根据载货对象的不同，对货舱供电设计提出了更高的要求。本文根据AMSA MO43的要求，结合已完工交付的牲畜船，对其货舱供电设计进行了简要的介绍，相信随着全球化经济一体化的进一步发展，牲畜船的比重会越来越高，对电力系统设计的应用也会越来越广。
参考文献
[1] AMSA Marine Order 43（Cargo and cargo handling - livestock）， 2006
[2] 船舶设计实用手册-电气分册[M]. 北京：国防工业出版社，1997.
[3] 1974-国际海上人命安全公约（SOLAS）[S]. 2009.