T∕CSNAME 141-2025 船舶直流综合电力系统运行模式安全评估

T/CSNAME141—2025船舶直流综合电力系统运行模式安全评估SafetyassessmentofoperationmodeforshipDCintegratedpowersystem2025-10-31发布2025-12-31实施中国造船工程学会发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件起草单位：哈尔滨工程大学、中国舰船研究院、中国船舶集团有限公司第七〇一研究所、本文件主要起草人：张兰勇、赵凯岐、任元杰、赵世泉、李陇南、杨福鑫、王浩、杨天诣、姚钦1本文件规定了船舶直流综合电力系统运行模式分类、评估指标体系、评估流程和评估活动的组织下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适以直流电力网络为基础，通过发电系统实现电能的产生，借助配电系统完成电能的传输与分配，并依托控制系统对全系统的电能流动、设备运行状态进行实时监测与调控，最终为船舶的各类负载提船舶直流综合电力系统在不同运行状态下，为保障系统稳定、安全和高效运行所采取的操作模式，用于衡量和评估船舶直流综合电力系统运行模式的各项参数和要求，包括但不限于平均无故障时间、安全事故频率、直流系统电压偏差、平均修复时间、平均操作时间、平均响应时间等方面的指标在船舶直流综合电力系统运行过程中发生的，导致或可能导致设备损坏、电能供应中断或降级等船舶轮机人员或自动化系统为维持或改变船舶直流综合电力系统运行状态，所执行的、具有明确船舶直流综合电力系统运行中出现的、需要控制系统或保护系统在限定时间内自动或手动介入，4运行模式分类2航行运行模式是指船舶在航行过程中，系统根据航行需求提供持续稳定的电力供应的运行状态。4.2应急运行模式应急运行模式是指在发生故障或紧急情况下，船舶直流综合电力系统采取的特定运行状态。该模进出港运行模式是指船舶在进港或出港过程中所经历的特定运行状态。该模式旨在确保船舶在靠评估指标的选取遵循系统性、科学性及可操作性的原则，以确保评估体系能够全面、客观地反映a)设备类型差异化。针对发电系统、配电系统及负载设备等不同设备类型的运行特性和功能需b)实验验证支撑。所有技术指标均基于系统实际运行数据、仿真分析与实地测试结果进行设定c)可操作性保障。通过细化设备类型与运行模式，明确各项指标的定义与计算方法，确保评估123456注：为明确评估指标的范畴，对其中涉及的“安全事故”、“操作内容”及“紧急事件”类型和范围分别见表2、12发电机、变流器、主配电板等核心设备因过载、短路、绝34导致推进、导航、通信等影响船舶航行安全的11.从“航行运行模式”切换至“进出港运行模式”或“应急运行模式”3231234主电源失效后，备用电源自动投入的需求；或不同5从运行日志中获取总任务执行时间和故障次数，确保覆盖足够的时间周期。根据公式（1）计MTBF——平均无故障时间，单位为小时（h）；Tf——总任务执行时间，单位为小时（h）；Nd——故障次数。基于历史安全事件记录，选择完整的工作周期数据，根据公式（2）Nse——发生的安全事故次数；Tu——单位时间，单位为小时（h）。使用精确的电压计测量实际电压，与设备标称电压对比，根据公式（3）计setΔVd——电压偏差；）；4rMTTR——平均修复时间，单位为小时（h）；Td——总修复时间，单位为小时（h）；Nr——维修次数；依据系统操作日志记录的实际工作时间和操作次数，确保数据的代表性，根据公式（5）计算MOT——平均操作时间，单位为分钟（min）；Top——总操作时间，单位为分钟（min）；Nop——操作次数。从系统监控或日志记录中获取请求响应时间数据，确保准确性和一致性，根据公式（6）计算incMRT——平均响应时间，单位为秒（s）；Tresp——总响应时间，单位为秒（s）；Ninc——紧急事件次数。不同运行模式与设备类型下，系统运行的安全状态应根据其评估指标的得分，参照表5所规率±6±85率0>±10±5±70>±10±5±70±5±70>±10±5±70>±10±4±60式±4±60>±10±5±70>±10±4±606具体的权重系数需依据实际船型特征及评估需求进行差异化设定，推根据第5.3条所述方法计算各项评估指标的实际数值，并依据第5.4中表5对应的阈值区间，判定各指标所处的运行安全状态及指标得分S。依据第5.5中的指标权重系数计算各指标权重o。该权重系数综合考量了船型特征与系统运行需求。采用公式(7)所示的综合加权评分法，计算安全评估的综合得分，或可参考GB/T17751-2021相关oi——第i个指标的权重；Si——第i个指标的得分。根据综合得分将系统的安全评估结果划分为4个等级，划分等级数量应遵循GB/T43942-2024执行。7.1.2涉及多个评估指标时，需遵循规定的先后顺序取值和评估，优先保障关键指标数据的准确性与7电力系统相关工作经验；承担关键指标评估任务的人员，工作经验应不少于5年，包括船舶7.2.2必须有一定的实践经验和技术7.3.5明确相关方，包括涉及的试验/测量机构、数据提供方等，明确各方的角色和职责，确保信息7.4.1数据/材料收集，收集与评估相关的数据和材料，包括设计文档、运行记录、测试结果等作为8A.1概述本附录以某型海洋科考船的直流综合电力系统为假想评估对象，以“航行运行模式”为例，演示依据本标准进行安全评估的全过程，包括数据收集、指标计算、权重应用、综合得分计算及等级评定，A.2.1评估对象A.2.3评估范围通过对该船过去一年的运行日志、维护记录及实时监控数据进行分析，提取相关数据，并依据本1Tf=8760h,Nd=1MTBF=8760/1=8760h23Vset=1.0kV,Vact=0.98kVΔVd=1.0_0.98/1.04Td=8h,Nr=1MTTR=8/1=8h5Top=150min,Nop=5MOT=150/5=30min6Tresp=45s,Ninc=3MRT=45/3=15s本例对指标与设备类型的对应关系进行了合理化指定。实际应用中，评估方可根据系统具体设计将表A.1的计算结果与标准中表5“航行运行模式”下的各设备类型阈值进行比对，判定各指标所处的运行状态。为便于综合计算，将运行状态转换为百分制得分，建议转换规则如下：安全运行：100分；较安全运行：80分；边界运行：60分；不安全运行：0分。判09A.6.2评估结论该船舶直流综合电力系统在“航行运行模式”下的安全等级为II级运行。系统大部分指标达到安全运行要求，但平均修复时间指标表现较差，平均响应时间指标处于边界运行状态。系统总体可控，b)控制系统优化。检查控