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时间:2019-10-24
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1、论文翻译(中文)发表于2010国际智能系统的设计及工程应用智能研究绝缘在线船舶交流电网监测装置程相昕:山东交通人学海事学院;中国威海;chengxiangxin@sohuo吴硕:山东交通大学海事学院;中国威海;Chinawushuo84@163o摘要:船舶电力系统的绝缘临测是消除船舶故障和隐患的一项重要措施,它的运行状态关系到电力系统的安全性和船舶安全运行。传统的舰船电力系统绝缘监测很难准确地监测出绝缘电阻降低(故障)或者很难精确定位出接地分支故障(的具体位置)。它在排除绝缘故障上花费了大量的时间和精力。本文介绍了智能化绝缘在线监测装逍,它基于零序电流检测方法,双频注入法和单片机控制(原理),
2、它可以准确、有效地监视,以保证船舶的电网安全运行。【关键词】船舶电网短路绝缘电阻绝缘监测I引言随着造船技术的发展和船舶吨位的提高,现代化船舶的动力系统得到不断强化,其分销网络结构更加复杂,船舶电网也变得LI益拓展和复杂。在高温度、振动、冲击、油、雾、湿度、盐雾等苛刻的条件下,船舶电网将会受到船舶电气绝缘性能的影响,使得其动力系统发生绝缘故障的儿率将会很高,以至于往往引发可怕的事故,如:电气设备故障或损坏、火灾、碰撞、沉船等灾难。受限于技术手段,船舶电网复朵的分支网络的绝缘状态一肓难以监测。一旦发生故障,除了手动操作之外,找不到其他可以解决问题的办法,这不但造成了电力供应的中断,而且高强度的体力
3、劳动也伤害了船员们的身心健康。因此,船舶动力系统绝缘实时监控对船舶供电系统的安全和连续性具有十分重要的意义。II船舶电网简要介绍船舶上一般有两•种类型的电网,交流电网和直流电网类型。直流电网是很少使用,因此将不会在此进行了分析。三相交流电网主要在船舶电力系统中有以下三种形式:(1)交流三相三线绝缘系统(三相三线制),(2)交流三相四线中性接地系统(三相四线制),(3)三线中性点接地制系统(使用中性线环绕船体)而船舶动力系统所采用的就正是交流三相绝缘系统。。该系统的一大优点是,当电流发生单相对地短路吋,不会造成电力中断,从而保证了船删动力供应的连续性和可靠性。智能绝缘监测装置III智能绝缘监测装
4、置是一个安装在船舶动力系统的先进智能化绝缘在线监测和报警装置,它对以有效监测系统绝缘分支故障。其测量精度高,定位准确,自动化程度高,因此在国内处于领先水平。其主要特点如F:该设备的核心由微处理器系统构成。自动化程度高,具有很强的扩展和通信功能,町确保与其他综合监测绝缘监测装逍等的数据交换。绝缘监测装置的硬件部分是按功能模块化和功能模块插件结合的,它使设备的可维护性得到极大的增强。通过在线实时监测营运船舶电网的绝缘电阻,绝缘监测装置不仅可以依据降低的绝缘电阻找到单相分支故障,rfoH•述对以依据降低的绝缘电阻找到两相或三相的分支故障,它有效地克服了地电容对故障分支定位的不利影响。绝缘监测装置的软
5、件还应用了模块化技术,当我们需要提高设备的功能,通过修改或增加相应的模块可以达到在原有设备的基础上升级的目的。IV绝缘故障分支的定位原理该装置采川了零序电流检测和双频注入法的方法來检测和定位故障分支,全面整合此两种方,综介了此两种方法在应用范围和技术可行性方而各自的优势。一、零序电流检测方法该种方法检测时,故障分支有两个特点。首先,零序电流远远高于非故障分支电流。其次,零序故障支路电流滞后电压90°,而零序非故障分支电流超前电压90°。根据这些,故障科能位于非常精确。零序电流的方法对以区分单相对地故障电阻,但当三相同时存在绝缘故障或者缘故障电阻比较大时却很难找到故障分支。二、双频注入法即把两种
6、不同频率的交流信号注入到交流电网。当工频十扰被过滤后,根据测得的电流信号[3],每个分支的对地绝缘电阻到可以准确地计算出來,从而可以精确定位故障分支。当单相绝缘电阻比较人或者三相全部存在绝缘故障时,双频注入方在查找故障中,有一大明显区别于其他方法的优势,它能更冇效地消除对地电容对电网的影响,但实行起来非常复杂。因此,此实用设备相结合了零序电流检测法和双频注入法的优点,以用来全而区分故障分支。当发生接地故障时,首先采用零序电流检测方法來监控每个分支载流,以此确定故障故障分支所在;反Z,应采用双频注入法來定位故障分支。下而介绍了双频注入法的基本原则。对双频注入法示意图如图1(a)所示。图1双频注入
7、法示意图BrancLl…Branchi*oBranchn1CUabR*uTb(b)当电网发生绝缘故障(例如当分支i绝缘电阻下降到Ri时),检测装置将轮流发出两个低频率的正弦波信号F1和F2到船船电网的一相和船体结构中。对于对地绝缘电阻、对地容抗、发电机内部阻抗,如等效电路图1(b)所示,可忽略不计。由于存在电阻R和电容C两个未知变数,因此必须提供两个方程得到的R和C的值。双频注入法通过向电网注射两
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