船舶电力系统设计
船舶电力系统的分析与设计
船舶电力系统的分析与设计船舶电力系统作为船舶重要的组成部分，是船舶技术发展水平的重要标志。
随着船舶的不断发展，对船舶电力系统的要求越来越高。
文章以500吨运输船为例简述了船舶电力系统的设计任务、步骤等。
标签：船舶电力系统；系统设计；保护引言随着船舶自动化水平的提高，现代船舶电力系统日趋复杂，并且要求设计质量高、时间短，既要优化资源，又要保证电力系统运行的安全。
因此，在船舶设计和建造的过程应该充分考虑船舶电力系统的特殊性和重要性，构建可靠性高的电网类型，保证船舶能够安全、可靠、经济的航行。
1 船舶电力系统的组成及主要特征1.1 船舶电力系统的组成船舶电力系统由电源、配电装置、电力网和负荷组成。
电源为船舶电力系统提供电能，船舶上一般采用发电机或蓄电池作为电源装置。
配电装置的主要作用是分配电能，同时也对电源、电网及负载进行控制、调节、监视和保护等。
电力网作为电源和用电设备的联系桥梁，将电源产生的电能输送给用电设备。
负荷主要指动力负荷、照明负荷、通信和导航设备等。
1.2 船舶电力系统的特征船舶电力系统与陆地电力系统相比有很大差别，主要体现在以下三方面：（1）船舶电站容量较小，因此船舶电网电压和频率容易发生波动，另外电网中局部发生故障或误操作都容易造成全船失电，给船舶的安全航行带来威胁。
（2）船舶空间有限，电气设备集中，因此船舶电网线路短，电能损失小。
（3）船舶电气设备工作环境恶劣，船舶常年航行在江河、海洋中，潮湿的环境会使电气设备的绝缘下降、变形等；船舶航行过程中会经常受到冲击、振动等的影响，会使电气设备接触不良、误动作或损坏。
2 船舶电力系统的设计任务不同类型、不同用途的船舶，电力系统设计的内容会略有不同。
总的来说，有以下几点。
（1）确定船舶电力系统供电的电压、频率和配电方式等。
（2）选取电源装置，主要有发电机、变压器和蓄电池的选取。
（3）设计配电装置，主要指配电装置的结构设计和电气设计。
（4）设计船舶电力网，如电站配电方式设计、用电设备的布置、主干电缆的走向等。
舰船用电系统的配电优化设计
舰船用电系统的配电优化设计随着科学技术的不断进步和电子技术的发展，船舶的电力需求也日益增加。
随之而来的是舰船用电系统的配电优化设计，该系统要能够为不同的设备和系统提供合适的电力，同时还要最大程度地提高电力传输的效率和稳定性。
本文将重点讨论舰船用电系统的配电优化设计，以及在设计过程中可能遇到的问题并提出解决方案。
一．舰船用电系统的原理及组成舰船用电系统主要由以下四个部分组成：配电室、主发电机组、配电柜和配电网。
这四个部分合理分布以保障整个系统运转的安全和稳定。
1. 配电室配电室是船舶的电气中枢，也是将电力接入和分配至其他部分的枢纽。
在配电室中，还需要安装控制电器和仪器，以便进行风险监控和保护。
2. 主发电机组主发电机组是船舶用电系统的核心，它是从燃料发动机或涡轮机的能量转换中获得动力的。
主发电机组需要设计成多段式，以提高电力传输的可靠性。
3. 配电柜配电柜是电气设备的集成功能部件。
配电柜包括主配电柜和从配电柜。
主配电柜的作用是将电能传输至其他装置和系统，而从配电柜可以将电能接入到小规模的设备。
4. 配电网在船舶用电系统中，配电网就相当于人体的循环系统。
它将电力从主发电机组传输到其他部分，并通过传输线路连接配电柜和各个设备。
配电网应该设计得足够良好，以便能够承受各种环境和操作条件下的挑战。
二．配电优化设计的目的配电优化设计的目的是使电力传输更加高效、可靠和安全。
这需要在设计过程中考虑到舰船的特殊环境和外部因素，以确保电力质量的稳定性和连续性。
在这个过程中，需要采用可持续的方法，以节约能源和资源的使用和运营成本。
1. 提高船舶的运行效率和安全性船舶用电系统的配电优化设计将有助于确保船舶在各种操作条件下的稳定运行。
运行效率和安全性主要取决于各个设备和系统的电力质量、稳定性和可靠性。
2. 节省资源和能源使用舰船用电系统的配电优化设计应该能够节约电能的使用和运营成本。
它们可以通过使用效率更高的设备、采用节能的设计策略来实现目标。
船舶电力系统的动态仿真与优化设计研究方法
船舶电力系统的动态仿真与优化设计研究方法在现代船舶的运行中，电力系统扮演着至关重要的角色。
船舶电力系统不仅要为船舶的各种设备和系统提供稳定可靠的电力供应，还要能够适应复杂多变的工况和环境条件。
为了确保船舶电力系统的性能和可靠性，对其进行动态仿真和优化设计是非常必要的。
船舶电力系统是一个复杂的系统，它由发电设备、配电设备、输电线路和用电设备等组成。
发电设备通常包括柴油发电机组、燃气轮机发电机组等；配电设备包括开关柜、配电箱等；输电线路则包括电缆和母线等；用电设备则涵盖了船舶的推进系统、导航系统、通信系统、照明系统等。
由于船舶在运行过程中会面临不同的负载变化、环境条件和运行工况，船舶电力系统需要具备良好的动态性能和适应性，以保证电力的稳定供应和设备的正常运行。
动态仿真是研究船舶电力系统性能的重要手段之一。
通过建立船舶电力系统的数学模型，并利用计算机软件进行仿真，可以模拟系统在不同工况下的运行情况，从而对系统的性能进行评估和分析。
在进行动态仿真时，首先需要对船舶电力系统的各个组成部分进行建模。
对于发电设备，需要考虑其输出特性、调速特性和调压特性等；对于配电设备，需要考虑其开关动作特性、保护特性等；对于输电线路，需要考虑其电阻、电感和电容等参数；对于用电设备，需要考虑其负载特性和功率需求等。
在建立数学模型后，选择合适的仿真软件进行仿真分析。
目前，市场上有许多用于电力系统仿真的软件，如MATLAB/Simulink、PSCAD、ETAP 等。
这些软件具有强大的功能和丰富的模型库，可以方便地构建船舶电力系统的仿真模型，并进行各种工况下的仿真分析。
在仿真过程中，可以设置不同的参数和工况，如负载变化、故障情况等，观察系统的电压、电流、频率等参数的变化情况，评估系统的稳定性、可靠性和动态响应性能。
通过动态仿真，可以发现船舶电力系统在运行过程中可能存在的问题和潜在的风险。
例如，当负载突然增加时，系统的电压可能会出现较大的波动，甚至导致设备故障；当发生短路故障时，系统的电流可能会急剧增大，超过设备的承受能力。
船舶电力系统的设计与优化研究
船舶电力系统的设计与优化研究船舶电力系统是航海工程中至关重要的一部分，它为船舶提供稳定可靠的电力供应，支持各种电气设备的正常运行，同时还需要满足节能环保的要求。
本文将对船舶电力系统的设计原则、优化方法以及未来的发展方向进行探讨。
一、船舶电力系统的设计原则在船舶电力系统的设计过程中，需要遵循以下几项原则：1. 可靠性：船舶航行时要求电力系统能够全天候、连续可靠供电，特别是对于一些重要设备，如通信设备、导航设备等，其供电可靠性要求更高。
2. 安全性：电力系统的设计应符合国际航海安全标准，确保船舶在各种极端情况下都能够安全、稳定地运行。
这包括电路保护、绝缘、接地等方面的考虑。
3. 灵活性：由于船舶的用电负荷存在波动性和时变性，电力系统应具备一定的灵活性，能够适应各种负载需求，实现用电的灵活分配。
4. 节能环保：船舶电力系统的设计应尽可能减少能源的消耗，采用高效的能源转换装置，同时减少对环境的污染。
5. 经济性：电力系统的设计与优化需要考虑成本问题，选择性价比高的设备和方案，平衡性能与经济效益的关系。
二、船舶电力系统的优化方法为了实现船舶电力系统的优化，可以采取以下几种方法：1. 负荷调度：通过合理的负荷调度，对电力系统实现最佳的负载率，以减少能源的浪费。
可以根据负荷的波动特性，结合船舶航行计划，合理安排设备的工作状态，达到节能减排的目的。
2. 能量回收利用：对于一些能量浪费较大的设备，可以通过能量回收技术进行能量的再利用。
例如，对船舶发动机的排气能量进行回收，用于驱动发电机或船舶其他能源消耗设备，提高能源利用效率。
3. 电池储能系统：在船舶电力系统中引入电池储能技术，能够有效平衡船舶电网的负荷和供能，提高电网的稳定性和可靠性。
此外，电池储能系统还可以作为备用电源，在紧急情况下提供可靠的电力支持。
4. 周期性检查与维护：船舶电力系统的周期性检查和维护是保证其正常运行的关键。
定期检查电路的接线是否松动，维护设备的绝缘性能，清洁电路设备等，能够有效提高电力系统的工作效率和可靠性。
船舶电力系统课程设计
船舶电力系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解船舶电力系统的基本组成和原理，掌握船舶电站的分类、工作流程及主要设备的功能。
2. 学生能够掌握船舶电力系统的运行特性，了解船舶电力系统的主要技术参数。
3. 学生能够了解船舶电力系统的保护、控制和监测方法，以及船舶电力系统的安全操作规程。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析船舶电力系统的运行故障，并提出合理的解决方案。
2. 学生能够设计简单的船舶电力系统，包括发电、配电、用电等环节，并能进行初步的参数计算。
3. 学生能够运用船舶电力系统的相关知识，进行船舶电力设备的选型、安装和维护。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习船舶电力系统，培养对船舶行业和电力工程领域的热爱和兴趣。
2. 学生能够认识到船舶电力系统在保障船舶安全和提高经济效益方面的重要性，增强职业责任感。
3. 学生在团队协作完成课程设计过程中，培养良好的沟通、协作和创新能力。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生掌握船舶电力系统的基本知识和技能，为从事船舶电力工程领域工作奠定基础。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础，对船舶电力系统有一定了解，但缺乏系统、深入的知识和实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程设计，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 船舶电力系统概述：介绍船舶电力系统的基本组成、分类及发展概况，对应教材第一章。
- 船舶电站的组成及工作原理- 船舶电力系统的分类及特点2. 船舶电力系统设备：学习船舶电力系统中的主要设备及其功能，对应教材第二章。
- 发电机及发电机组的结构和工作原理- 配电设备、保护设备及控制设备的功能和原理3. 船舶电力系统运行与控制：分析船舶电力系统的运行特性、控制策略，对应教材第三章。
- 船舶电力系统的运行参数及运行模式- 船舶电力系统的保护、控制和监测方法4. 船舶电力系统设计：学习船舶电力系统的设计方法，包括发电、配电、用电等环节，对应教材第四章。
500t运输船电力系统电源装置的设计
500t运输船电力系统电源装置的设计【摘要】本文主要介绍了500t运输船电力系统电源装置的设计。
介绍了设计的目的和原则，即保障船舶电力系统的稳定运行和安全性。
然后，详细描述了电源系统的组成，包括主发电机、备用发电机和电池组等。
接着，阐述了电源系统的工作原理，例如急需电力时自动切换备用发电机等。
讨论了电源系统的布局设计，确保各个部件之间的连通和便捷维护。
通过本文的设计和讨论，提高了500t运输船电力系统的整体性能和可靠性，确保船舶安全运行。
【关键词】500t运输船、电力系统、电源装置、设计、目的、原则、组成、工作原理、布局设计、结论1. 引言1.1 引言在现代航运业中，电力系统是船舶运行中至关重要的一部分。
电源装置的设计直接影响着船舶的运行效率和安全性。
本文将详细介绍500t运输船电力系统电源装置的设计，包括设计目的、设计原则、电源系统组成、电源系统工作原理以及电源系统布局设计。
通过对这些内容的详细讲解，读者将能够了解500t运输船电力系统的设计流程和关键要点。
本文还将展示电源装置设计中的实际应用技巧和经验，为同行业同行提供参考和借鉴。
在当今世界，航运业正面临着越来越多的挑战，包括环保要求和能源效率等方面。
有效的电力系统设计成为了提高船舶运行效率和安全性的重要途径。
通过深入理解500t运输船电力系统电源装置设计的各个环节，我们可以更好地把握未来航运业的发展方向，不断推动航运业的创新和进步。
2. 正文2.1 设计目的电力系统是大型运输船船舶的重要组成部分。
设计该500t运输船电力系统电源装置的目的主要是为了确保船舶在航行过程中能够持续稳定地供应电力，满足船舶各种设备和系统的电能需求，保障船舶的正常运行。
具体来说，设计目的包括以下几点：1. 提高船舶的可靠性和稳定性：通过设计合理稳定的电源装置，可以保证船舶在各种气候和海况下都能够正常供电，避免因为电力系统故障而影响船舶的正常运行。
2. 提高船舶的安全性和舒适性：电力系统的稳定供电不仅可以保障船舶设备的正常运行，还可以确保乘客和船员在船舶上的安全和舒适。
船舶电力系统设计与建模
船舶电力系统设计与建模章节一：简介船舶电力系统是指船舶上各个电子设备和船舶机器所需的电力设施，它是一个复杂的系统，包括发电机、电池、配电系统、控制系统等，为船舶的正常运行提供保障。
船舶电力系统与陆地电力系统存在着一定的不同，主要表现在其电力传输的方式、频率、电压等方面。
因此，船舶电力系统的设计和建模需要满足海上特殊环境的要求。
章节二：设计要点首先，在设计船舶电力系统时，需要考虑到各种电力设备间的匹配和协调，确保电流的稳定性和发电功率的充足性。
同时，还需对船舶的电力负载进行合理的评估，减少能源浪费和设备损坏的风险。
其次，为了确保电气设备的安全性和可靠性，需要在设计阶段尽可能地避免电气系统中的海水进入、油污染等危险因素。
同时，在电缆、电器、连线等方面也需要考虑到船舶特殊的振动、震动等环境因素。
第三，在设计船舶电力系统时，还需充分考虑到船舶各种类型的操作，在设计阶段需要对操控人员的需求进行充分满足，确保操作人员的安全性和设备的稳定性。
最后，在整个船舶电力系统的设计中，还需要考虑到供电系统和导航系统的耦合问题，使其能够有效地协同工作，确保船舶安全航行。
章节三：船舶电力系统建模船舶电力系统建模是指将设计方案进行模拟分析，以验证设计方案的可行性和有效性，为后续建造和改进提供支持。
首先，需要进行电气网络建模，将电气系统中的各种电器、电缆等元件进行连接和参数化，并考虑到船舶振动、震动等特殊环境因素，建立电气网络模型。
其次，需要进行动力学建模，包括电机转子、电压源、风扇、泵等各个动力设备的协调和建模，以保证船舶电力系统的稳定运行。
第三，需要进行控制系统建模，包括调速器、同步器、稳压器等关键控制元件的参数化建模，保证船舶电力系统的合理调整和控制。
最后，还需要进行故障和安全性分析，建立相应的故障模型和安全保密模型，以计算出各种故障和危险情形下电力系统的运行状况和安全性。
章节四：总结船舶电力系统是一个复杂的系统，设计和建模需要综合考虑各种因素，包括电气参数、机械参数、控制参数、安全参数等。
船舶电力系统解析船舶电力系统的设计和优化策略
船舶电力系统解析船舶电力系统的设计和优化策略船舶电力系统的设计和优化策略对于船舶的正常运行至关重要。
本文将对船舶电力系统的组成、设计原则以及优化策略进行详细的解析和探讨。
一、船舶电力系统的组成船舶电力系统主要包括发电机组、电力配电装置、电力负载以及电力管理系统等组成部分。
发电机组是船舶电力系统的核心，通常由主发电机和备用发电机组成，用于提供船舶所需的电能。
电力配电装置将发电机产生的电能传输到各个电力负载上，并保证电力负载的正常运行。
电力负载包括船舶的各种设备和系统，如船舶推进装置、照明系统、通信设备等。
电力管理系统则负责对船舶电力系统进行监控和管理，以保证系统的可靠性和稳定性。
二、船舶电力系统的设计原则船舶电力系统的设计应遵循以下原则：1. 可靠性原则：船舶电力系统是船舶正常运行的基础，设计时应考虑各种可能的故障情况，并采取相应的备份措施，以保证系统的可靠性和稳定性。
2. 灵活性原则：船舶电力系统应具有一定的灵活性，以满足船舶在不同工况下的需求。
同时，还需要考虑将来的扩展需求，为系统的升级和改造提供一定的空间。
3. 能效性原则：船舶电力系统在设计时应考虑能源的效率利用，减少能源的浪费，并尽可能降低系统的能耗。
三、船舶电力系统的优化策略为了进一步提高船舶电力系统的性能和效率，可以采取以下优化策略：1. 优化发电机组的选择和配置：在设计船舶电力系统时，应考虑到船舶的功率需求以及负荷特性，并选择合适的发电机组进行配置。
同时，还可以采用发电机组的并联或串联方式，以满足船舶在不同负荷下的需求，并提高系统的性能。
2. 优化电力配电装置的设计：在电力配电装置的设计中，可以采用合理的电缆布线方案，减少电力损耗，并通过选择合适的开关设备和保护装置，提高系统的安全性和可靠性。
3. 优化电力负载的管理和控制：通过对船舶电力负载的管理和控制，可以实现对电力系统的优化。
例如，可以采用智能化的负载管理系统，根据负载的优先级和需求进行调度，以提高能源的利用效率。
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• 船舶电力系统是船舶电气系统的之一，其电气系 统主要包括以下几大部分：
• 1、船舶电力系统——电源装置、配电和电力保护； • 2、电力拖动系统——船舶辅助机械电力拖动、起
锚缆机电力拖动和起重机等； • 3、舵机电力拖动系统； • 4、照明系统——照明系统和航引信号灯系统等； • 5、电力推进系统——电力推进系统主电路、励磁
电源装置
1
M
1
M
配电装置
负载
3
5
3 23 2
3
5
2 3
3
5
3
4
3
3
5 5
图1
1－电源
船舶电力系统示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2－配电板 3－输电电缆 4－变换 器 5－负载
• 电源装置
• 主要是主发电机（支流或交流）和主配电 板。为便于管理。发电机通常集中布置在 一个或几个舱室中。住发发电机的控制和 监测等功能均由主配电板完成，具有船舶 电站的特性。（发电机组的控制，配电板 及辅助装置称之为电站）。
• 第二节 设计内容
• 1．设计过程
• 一般船舶电力系统的设计是采用分阶段的方法来 完成。主要分为以下三个阶段。如图2所示。
• (1) 初步设计
• 初步设计主要确定总体概貌，解决方案中存在的 各种技术关键问题。由于初步设计从根本上确定 了以后各阶段的设计方向和轮廓，因此又对总体 设计的成败起关键的作用。这一阶段的主要内容 是初步估算全船的电力负荷，确定电力系统的主 要组成、运行功能以及重要设备的选型意见，并 落实主要电力设备的总体布置等。
规范、规则
船舶诸要素
船东要求
确定系统参数、辅机明细
电力负荷计算
确定电源组成 确定发电机、变压器容量和台数
短路电流计算
瞬态电压降计算
电缆修正
选择配电电器
电力网设计
电力设备布置
电压降计算 图纸化、文件化
图2 船舶电力系统设计步骤图
• （2）技术设计
• 技术设计是初步设计和施工设计两个阶段之间必 要的衔接和过渡。主要是充实初步设计方案，使 之在技术细节上得以进一步肯定和落实，并协调 电力电网中所有的技术问题，落实主要的电力设 备。
第一章 概述
第一节 船舶电力系统的组成
第二节 设计步骤
第二节 设计内容
第二节 设计遵循的规范和标准
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第一章 概 述
• 在这一章中，主要介绍船舶电力系统的组成、设 计内容、设计程序以及设计应遵巡的规范和标准。
• 第一节 系统组成 • 船舶电力系统，是指由一个或几个在统一监控之
下运行的船舶电源及与电源相连接的船舶电网组 成的、以向负载供电的整体。换言之，船舶电力 系统是由电源装置，配电装置和负载三部分组成。 是船上电能产生、传输、分配和消耗的整体。如 图1所示。
• 船舶电力系统不仅要在最恶劣的情况下保证不中 断对船舶重要设备的供电，又要在工况变化复杂 的条件下，维持较高的供电品质，这样就给船舶 电力系统的设计带来很大的挑战。为了满足供电 要求，船舶不但要配备性能优良、工作可靠的发 电设备，而且更应该注重整个船舶电力系统的总 体的研究和设计。只有把整个电力系统看作一个 整体，综合分析系统中各个环节相互作用和相互 依赖的关系，从船舶总体要求的角度出发，合理 选择电力系统的配套方案，周密加以协调，并对 可能存在的问题采取具有针对性的措施，才能使 船舶可靠运行。这就是船舶电力系统设计最主要 的任务。
系统单元及控制和保护； • 6、船内通信系统——电话操纵信号设备、广播和
收音系统等；
• 7、无线电通信和导航系统——如无线电 通信及雷达，计程器，测探仪和自动驾驶 仪等船舶导航设备；
• 8、机舱自动化——如机舱监视报警，主 机遥控和自动电站等；
• 9、特种船舶专用设备电气系统——如渔 业加工船、海洋调查船、汽车渡船和控泥 船等所用设备的电气系统。
• 配电装置（网） • 与电网密切相联的。其主要任务是依据各用电
设备（负载）的性质和容量，选择合理的供电 方式、合适的配电开关和供电电缆。即配电装 置中一般包括供电电缆、配电开关和相关的电 气器械等。另外，配电装置中通常还包括一些 电力变换器，如变压器、变频器和整流器等， 作为电网的二次电源供特殊负载使用。 • 保护装置。 • 对用电设备（负载）加以保护，同时对系统进 行协调保护，以提高供电电网的连续性和电力 系统的生命力。
• 电力系统的设计总体上较为复杂，但一般可归纳 为以下几点：
• （1）根据所要设计的船种、船型和主机以及设计 规范和船东设计任务书的要求，决定电力系统参 数。
• （2）根据轮机专业等业已确定的辅机装置明细， 进行全船电力负载计算，确定发电机的容量和台 数。有应急发电机的还要进行应急负载计算，并 确定应急发电机的容量。
• （3） 设计配电装置。如主配电板、应急配电板和蓄电池 充放电板的结构设计以及配电开关的选择等。
• （4）设计船舶电力网。如供电系统和全船配电系统的设 计，电力设备的布置和电缆的选择等。
• （5）船舶电力系统的保护设计。如发电机的保护，电力 照明变压器的保护，电动机的保护和系统保护的协调等。
第三节 船舶电力系统的设计步骤
船舶电力系统设计
江苏科技大学电信学院
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船舶电力系统设计教程
前
言
第三章 船舶电网
第一章 概 述 第四章船舶电力系统保护
第二章船舶电源设计 第五章 短路计算 退出系统
前言
• 随着现代船舶电气自动化程度的日 益提高，使得船舶对电力供应的依 赖性也越来越强。因此电力系统已 成为现代船舶不可缺少的重要系统 之一。
• （3）一般船舶，除发电机作为电源装置外，通常 还要通过变压器供电给相应等级的用电设备（如 照明，通讯等），所以还要进行变压器容量的计 算，并确定台数。
第三节 船舶电力系统的设计步骤
• （4）一般船舶设有蓄电池组，以供电给临时应 急照明或船内通讯设备等，因此必须考虑蓄电 池组的容量和充放电方式。
• （3）施工设计
• 施工设计是将技术设计付诸实实施而进行的面向 建造的设计，因而偏重于生产细节设计。这个阶 段需要绘制施工所需的全部图纸，提供电力设备 型号和材料的订货明细等。
• 2．具体设计任务
• 主要有以下五个：
• （1）决定船舶电力电网的电压，频率和配电系统；
• （2）选择电源装置。如发电机台数和容量的选择，应急 发电机容量的选择，电力和照明变压器容量的选择和蓄电 池容量的选择等。