船舶电力系统保护.ppt

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1、第七章船舶電力系統的保護1船舶電力系統供電的基本要求要保證安全可靠的供電要保證電能質量要考慮經濟運行2在運行中可能會出現各種不正常運行狀態和故障，不正常運行狀態主要有過載、欠壓、過壓、欠頻、過頻、逆功率以及中性點絕緣系統發生單相接地等。這些不正常狀態發展到一定程度就演變成故障，最常見的故障就是各形式的短路，有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、三相四線制系統單相接地短路。另外，還可能發生電機或變壓器繞組閘間短路或線路的斷線等故障。3上述不正常運行狀態和故障發生後，往往會引起嚴重後果。例如，當發生短路故障時，負載被短接，短路電流很大，將產生很大的電動力和熱效應，並使電

2、壓大大下降，可能造成重要設備的損壞或使供電中斷，從而帶來極大的損失。嚴重的短路故障若不及時切除，就有可能使並聯運行的發電機失步，破壞並聯運行的穩定性，使電站解列，擴大成為系統性事故，以致使整個電網失電而影響船舶安全。4船舶電力系統保護的任務可歸納如下。(1)當船舶電力系統發生故障或有必將導致故障的趨勢時，保護裝置能準確、自動的檢測出其信號，並迅速及時的將故障電路從系統中切除，以保證系統的正常電路和設備安全運行。(2)當船舶電力系統出現不正常運行狀態，且短時還不足造成破壞時，保護裝置應自動發出警報信號，警示值班人員及時進行處裡，以防不正常運行狀態繼續發展和導致事故的

3、發生。(3)配合自動控制裝置，自動消除或減少事故的發生。5對保護裝置的基本要求1.選擇性船舶電力系統保護的選擇性是指當電力系統發生故障時，保護裝置應僅把故障電路切除，使停電範圍盡量縮小，從而保證其他非故障部分仍然能夠繼續安全的運行。如圖1所示，當在A點發生短路時，這時短路電流將流過自動空氣開關QF1、QF3和QF5(如圖中虛線所示)。保護應僅是離故障點A最近的QF5的保護裝置動作，將QF5開關自動斷開，這時，QF3和QF1開關中的保護裝置都不應動作，這樣僅對有故障的電路停止供電，而其他無故障的電路仍然繼續供電，這就是保護的選擇性。若保護裝置無選擇性，QF1或QF3

4、動作，就要擴大停電範圍，甚至引起全船停電，可能造成更大的事故。67在選擇性保護中，若前一級保護裝置拒絕動作，則後一級保護裝置應動作。如圖1中所示，當A點短路時，若QF5開關由於某種原因沒有斷開，故障不能切除，則QF3開關中的保護裝置應動作。在這種情況下，稱後一級保護的後備保護。顯然，這種情況是部分的失掉了選擇性，擴大了停電範圍，由於保護裝置或開關拒絕動作的現象還是可能發生的，因此後備保護是完全必要的。否則，故障部分將無法切除或使事故更加擴大。82.速動性速動性就是要求保護裝置的動作時限應力求短些。迅速切除故障可減輕被保護設備的損壞程度、防止故障蔓延，並減少對非故障

5、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。(1)熱效應方面通過電氣元件的短路電流產生的熱量Q與短路電流IK的平方和時間t成正比，即式中，K為比例係數。由此可見，短路切除的越快，產生的熱量越小，設備越不易燒壞。9(2)對負荷的影響方面短路對異步電動機的影響最明顯，因異步機的轉矩M是和電壓的平方成正比的，即式中，K為比例常數。由上式可見，若電壓U下降較大，轉矩M下降大，會使電動機停止運轉。若短路故障很快被切除，非故障部分的電壓可迅速恢復。因而電動機有一定的慣性，所以可使非故障部分的電動機仍然正常工作。若切除的慢，非故障部分的電動機也要停下來，其中包括重要

6、負荷，這是很不利的。103.靈敏性保護裝置的靈敏性是指對於其保護範圍內的故障或不正常工作狀態的反應能力。就是說，在保護範圍內，不管運行情況，短路性質何位置如何，對屬於自己保護之內的故障，都要反應靈敏。靈敏性越高，故障發覺和切除的越早，對系統的影響和設備的破壞就越小。保護裝置的靈敏性，用靈敏度還表示。114.可靠性保護裝置的可靠性是指裝置本身要能可靠的工作。對它保護範圍之內的故障，不應拒絕動作；在正常運行或不屬於它保護的範圍出現故障時，不應誤動作。否則，它本身就可能成為產生和擴大事故的根源，因此，保證保護裝置的可靠性是很重要的。保護裝置的可靠性主要取決於保護方式的選

7、擇，裝置本身的質量，整定計算和調試，安裝、維護和檢查質量等。12船舶同步發電機的保護船舶同步發電機應設置的保護發電機是船舶的重要設備，保證發電機不損壞是船舶安全航行的首要保證。針對船舶發電機各種常見的不正常運行狀態和故障，必須裝設相應的保護裝置。船舶同步發電機的不正常運行情況主要有:由於負載超過發電機的額定值而形成的過載；由於外部短路，非同期合閘以及系統震盪等而引起的過電流；由於發電機電壓及頻率低於或高於其額定值而形成的欠壓或過壓和欠頻或過載；在並聯運行時，可能產生的逆功率等等。13船舶同步發電機本身的故障主要有:發電機定子繞組的相間短路；單相層間短路；單相接地；

8、發電機轉子