船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的研究

摘 要:介紹了船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)重要性，闡述了繼電保護(hù)的任務(wù)、基本要求及原理，分析了船舶發(fā)電機(jī)的過電流保護(hù)原理，對了解船舶繼電保護(hù)具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:船舶繼電保護(hù)

中圖分類號:TM713文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0099-01

Abstract:importance of relay protection of power systems is introduced，basic requirements and principles are explained，and current protection principles of shipping generator is analyzed.It is valuabe to understand shipping ralay protection.

Key words:Shipping，Ralay protction

船舶電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能會出現(xiàn)各種不正常運(yùn)行狀態(tài) 和故障，不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有過載、欠壓、過壓和故障，不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有過載、欠壓、過壓、欠頻、過頻以及中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)發(fā)生的單相接地等[1]。這些不正常狀態(tài)發(fā)展到一定程度就演變成故障。舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用就是監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。同時(shí)它還是船舶電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)及基本要求

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)

(1)當(dāng)船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障或有必將導(dǎo)致故障的趨勢。繼電保護(hù)裝置能準(zhǔn)確、自動地檢測出其信號，繼電保護(hù)裝置能準(zhǔn)確、自動地檢測出其信號，并迅速及時(shí)地將故障電路從系統(tǒng)中切除，迅速及時(shí)地將故障電路從系統(tǒng)中切除，以保證船舶電力系統(tǒng)的正常電路和設(shè)備安全運(yùn)行。

(2)當(dāng)船舶電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)且短時(shí)還不足以造成破壞時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)自動發(fā)出報(bào)警信號;造成破壞時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)自動發(fā)出報(bào)警信號，警示值班人員及時(shí)進(jìn)行處理，人員及時(shí)進(jìn)行處理，以防不正常運(yùn)行狀態(tài)繼續(xù)發(fā)展和導(dǎo)致事故的發(fā)生。

(3)配合自動控制裝置，自動消除或減少事故的發(fā)生。

1.2 對繼電保護(hù)性能的基本要求[2]

(1)可靠性。可靠性是指裝置本身要能可靠地工作繼電保護(hù)裝置的可靠性主要取決于:裝置本身的質(zhì)量，整定計(jì)算和調(diào)試，安裝、維護(hù)和檢修質(zhì)量等。

(2)選擇性。在選擇性保護(hù)中，在選擇性保護(hù)中，若前一級保護(hù)裝置拒絕動作，則后一級保護(hù)裝置應(yīng)動作。實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性有兩個基本原則:時(shí)間原則和電流原則。

(3)速動性。速動性就是要求保護(hù)裝置的動作時(shí)限應(yīng)力求短。迅速切除故障可減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度、防止故障蔓延，并減少對非故障電路的影響。要求快速切除短路故障的理由主要有以下兩方面:要求快速切除短路故障的理由主要有:①熱效應(yīng)方面;②對負(fù)荷的影響方面。

(4)靈敏性。繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性愈高，故障發(fā)覺和切除得就愈早，對系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就愈小。保護(hù)裝置的靈敏性，可用靈敏度來表示。

2 船舶繼電保護(hù)裝置的組成

繼電保護(hù)的任務(wù)，是反映電力系統(tǒng)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，通過斷路器將故障元件切除，或發(fā)出信號通知值班人員。為完成此任務(wù)，根據(jù)繼電保護(hù)的基本原理，繼電保護(hù)裝置一般由測量、邏輯和輸出三大部分組成(如圖1）。

測量部分:測量被保護(hù)元件工作狀態(tài)的物理量，并和已給的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該起動。

邏輯部分:根據(jù)測量部分各輸出量的大小，性質(zhì)，出現(xiàn)的順序等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。

執(zhí)行部分:根據(jù)邏輯部分送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如發(fā)出信號，跳閘或不動作等。

3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理[3]

船舶繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號。

(1)利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別。

(2)利用內(nèi)部故障和外部故障時(shí)被保護(hù)元件兩側(cè)電流相位(或功率方向)的差別。

(3)對稱分量是否出現(xiàn)。

(4)反應(yīng)非電氣量的保護(hù)(如圖2）。

正常狀態(tài):一次設(shè)備通過的電流為負(fù)載電流[4]。

KA流過的二次電流小于動作值→KA不動作→其接點(diǎn)不閉合→保護(hù)不動作。

短路故障時(shí):流過一次設(shè)備的電流激增。

KA流過的二次電流大于KA動作值→KA接點(diǎn)閉合，KT得電→KT觸點(diǎn)閉合→KM線圈得電，其觸點(diǎn)閉合→QF的YT線圈得電跳閘→切除故障。

4 結(jié)語

船舶電力系統(tǒng)的過電流危害性很大，過電流選擇性保護(hù)分析能再次檢驗(yàn)電力系統(tǒng)的可靠性，最大程度上保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。隨著船舶工業(yè)的快速發(fā)展，船舶電站的供配電系統(tǒng)也日趨現(xiàn)代化，勢必對船舶電力系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求，船舶電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證船舶供配電網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng)[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]叢培亭.船舶電站[M].人民交通出版社，2006，8.

[2]陶偉.船舶電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)，江蘇船舶.2009，8.

[3]姜雅飛.淺析船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用，裝備制造技術(shù)[J].2009，12.

[4]王忠義.PLC在船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用，航海技術(shù)[J].2005，2.

[5]卞根發(fā).船舶電力繼電保護(hù)與監(jiān)測系統(tǒng)的研究，中國水運(yùn)[J].2009，11.