多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法及裝置，方法為，在船舶中壓電力系統(tǒng)的母排上連接接地變壓器，接地變壓器連接諧振接地裝置，在船舶中壓電力系統(tǒng)中的每臺發(fā)電機中性點連接高電阻接地裝置，高電阻接地裝置的電阻值通過多抽頭方式整定。本發(fā)明通過將高電阻接地裝置與諧振接地裝置并聯(lián)的方式有效地對中壓發(fā)電機及電力系統(tǒng)提供保護，同時該混合接地方可在多發(fā)電機并聯(lián)解列等復(fù)雜工況有效應(yīng)用。
【專利說明】多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶中壓電力系統(tǒng)保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在船舶電網(wǎng)中，單相接地故障的比例均大于50%，其中90%以上的單相接地故障會產(chǎn)生電弧。單相接地產(chǎn)生的電弧過電壓，會影響非故障相電纜對地絕緣，單相接地故障很容易惡化成相間故障，從而影響系統(tǒng)供電可靠性和連續(xù)性。
[0003]單相接地故障危害程度和處理方式與電網(wǎng)中性點的接地方式密切相關(guān)。高電阻接地方式要求高電阻接地裝置能夠帶故障運行2個小時(高電阻是指阻值為100-400歐姆)，且能夠?qū)⑦^電壓抑制在2.6倍以下。這就要求高電阻接地故障點電流小于10A，接地電阻的阻值必須小于系統(tǒng)容抗值。通過分析計算，得到高電阻接地只適用于電容小于5.9uF系統(tǒng)，大電容時不適用。低電阻接地可以有效抑制過電壓，但故障點電流過大(達到400A)，容易損害設(shè)備，而低電阻接地方式中對發(fā)電機的損害進行計算得，即使發(fā)電機發(fā)生接地故障后開關(guān)立即跳閘，故障能量為67.2kJ，大于Conrad確定的30kJ的標(biāo)準，就是說低電阻接地方式存在定子鐵芯永久燒毀的問題。對于諧振接地方式，為了保護發(fā)電機，每臺發(fā)電機都需要在中性點連接諧振接地裝置，當(dāng)發(fā)電機發(fā)生單相接地故障需要迅速脫離電網(wǎng)時，諧振接地裝置整定有延遲，此時無法滿足發(fā)電機保護要求。同時當(dāng)數(shù)臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，接地裝置間需要相互通信，并要有一套復(fù)雜參數(shù)整定方法，這種接地裝置昂貴復(fù)雜，可靠性低。
[0004]現(xiàn)有大部分船舶由單臺或兩臺中壓發(fā)電機供電，但對于需要多臺中壓發(fā)電機供電的應(yīng)用場合，電力系統(tǒng)工況復(fù)雜，多臺發(fā)電機會根據(jù)工況的變化而頻繁出現(xiàn)并聯(lián)解列運行的情況，且電纜與船體鋼板距離近，負載多，系統(tǒng)對地電容大，過大的分布電容會使發(fā)生接地故障時零序電流上升，采用現(xiàn)有的高電阻接地方式，接地故障發(fā)生時零序電流不允許超過10A，因此高電阻接地裝置不能在大系統(tǒng)分布電容條件下應(yīng)用。同時，高電阻接地裝置必須連接于發(fā)電機中性點，當(dāng)多臺發(fā)電機并聯(lián)時，等效接地電阻值下降，也會導(dǎo)致故障點電流上升，因此現(xiàn)有的固定阻值的高電阻接地裝置不能對多臺發(fā)電機形成良好保護。綜上所述，亟需一種解決船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障保護問題的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷和不足，提供一種能夠在定子繞組發(fā)生單相接地故障、船舶發(fā)生接地故障時對發(fā)電機及系統(tǒng)進行保護的多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法及裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法為:在船舶中壓電力系統(tǒng)的母排上連接接地變壓器，接地變壓器連接諧振接地裝置，在船舶中壓電力系統(tǒng)中的每臺發(fā)電機中性點連接高電阻接地裝置，高電阻接地裝置的電阻值通過多抽頭方式整定，所述高電阻接地裝置的電阻值Rg整定方法為:[0007]設(shè)定接入的發(fā)電機數(shù)量為m，高電阻接地裝置所保護的發(fā)電機單相對地電容為Cg，電力系統(tǒng)單相分布電容為Ctl，發(fā)電機額定電壓為U，諧振接地裝置失諧度為υ，
[0008]當(dāng)船舶中壓電力系統(tǒng)多臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，高電阻接地裝置的電阻值Rg值為:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法，其特征在于:在船舶中壓電力系統(tǒng)的母排上連接接地變壓器，接地變壓器連接諧振接地裝置，在船舶中壓電力系統(tǒng)中的每臺發(fā)電機中性點連接高電阻接地裝置，高電阻接地裝置的電阻值通過多抽頭方式整定，所述高電阻接地裝置的電阻值Rg整定方法為: 設(shè)定接入的發(fā)電機數(shù)量為m，高電阻接地裝置所保護的發(fā)電機單相對地電容為Cg，電力系統(tǒng)單相分布電容為Ctl，發(fā)電機額定電壓為U，諧振接地裝置失諧度為u， 當(dāng)船舶中壓電力系統(tǒng)多臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，高電阻接地裝置的電阻值Rg值為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護方法，其特征在于:所述諧振接地裝置的失諧度υ配合高電阻接地裝置整定，諧振接地裝置采用過補償方式，失諧度為正，由下式進行整定:
3.一種多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護裝置，其特征在于:包括連接在船舶中壓電力系統(tǒng)的母排上的接地變壓器，以及連接在接地變壓器與大地之間的諧振接地裝置、每臺發(fā)電機中性點與大地之間連接的高電阻接地裝置，所述高電阻接地裝置為抽頭式可變電阻，所述高電阻接地裝置的電阻值Rg整定方法為: 設(shè)定接入的發(fā)電機數(shù)量為m，高電阻接地裝置所保護的發(fā)電機單相對地電容為Cg，電力系統(tǒng)單相分布電容為Ctl，發(fā)電機額定電壓為U，諧振接地裝置失諧度為u， 當(dāng)船舶中壓電力系統(tǒng)多臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，高電阻接地裝置的電阻值Rg值為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多發(fā)電機船舶中壓電力系統(tǒng)保護裝置，其特征在于:所述諧振接地裝置的失諧度u配合高電阻接地裝置整定，諧振接地裝置采用過補償方式，失諧度為正，由下式進行整定:
【文檔編號】H02H7/06GK103490384SQ201310423013
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】李紅江, 羅寧昭, 楊鋒, 賀慧英 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學(xué)