多发电机船舶中压电力系统保护方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及多发电机船舶中压电力系统保护方法及装置，方法为，在船舶中压电力系统的母排上连接接地变压器，接地变压器连接谐振接地装置，在船舶中压电力系统中的每台发电机中性点连接高电阻接地装置，高电阻接地装置的电阻值通过多抽头方式整定。本发明通过将高电阻接地装置与谐振接地装置并联的方式有效地对中压发电机及电力系统提供保护，同时该混合接地方可在多发电机并联解列等复杂工况有效应用。
【专利说明】多发电机船舶中压电力系统保护方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及船舶中压电力系统保护【技术领域】，具体涉及一种多发电机船舶中压电力系统保护方法及装置。
【背景技术】
[0002]在船舶电网中，单相接地故障的比例均大于50%，其中90%以上的单相接地故障会产生电弧。单相接地产生的电弧过电压，会影响非故障相电缆对地绝缘，单相接地故障很容易恶化成相间故障，从而影响系统供电可靠性和连续性。
[0003]单相接地故障危害程度和处理方式与电网中性点的接地方式密切相关。高电阻接地方式要求高电阻接地装置能够带故障运行2个小时(高电阻是指阻值为100-400欧姆)，且能够将过电压抑制在2.6倍以下。这就要求高电阻接地故障点电流小于10A，接地电阻的阻值必须小于系统容抗值。通过分析计算，得到高电阻接地只适用于电容小于5.9uF系统，大电容时不适用。低电阻接地可以有效抑制过电压，但故障点电流过大(达到400A)，容易损害设备，而低电阻接地方式中对发电机的损害进行计算得，即使发电机发生接地故障后开关立即跳闸，故障能量为67.2kJ，大于Conrad确定的30kJ的标准，就是说低电阻接地方式存在定子铁芯永久烧毁的问题。对于谐振接地方式，为了保护发电机，每台发电机都需要在中性点连接谐振接地装置，当发电机发生单相接地故障需要迅速脱离电网时，谐振接地装置整定有延迟，此时无法满足发电机保护要求。同时当数台发电机并联运行时，接地装置间需要相互通信，并要有一套复杂参数整定方法，这种接地装置昂贵复杂，可靠性低。
[0004]现有大部分船舶由单台或两台中压发电机供电，但对于需要多台中压发电机供电的应用场合，电力系统工况复杂，多台发电机会根据工况的变化而频繁出现并联解列运行的情况，且电缆与船体钢板距离近，负载多，系统对地电容大，过大的分布电容会使发生接地故障时零序电流上升，采用现有的高电阻接地方式，接地故障发生时零序电流不允许超过10A，因此高电阻接地装置不能在大系统分布电容条件下应用。同时，高电阻接地装置必须连接于发电机中性点，当多台发电机并联时，等效接地电阻值下降，也会导致故障点电流上升，因此现有的固定阻值的高电阻接地装置不能对多台发电机形成良好保护。综上所述，亟需一种解决船舶中压电力系统接地故障保护问题的方法和装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服上述缺陷和不足，提供一种能够在定子绕组发生单相接地故障、船舶发生接地故障时对发电机及系统进行保护的多发电机船舶中压电力系统保护方法及装置。
[0006]为实现上述目的，本发明设计的多发电机船舶中压电力系统保护方法为:在船舶中压电力系统的母排上连接接地变压器，接地变压器连接谐振接地装置，在船舶中压电力系统中的每台发电机中性点连接高电阻接地装置，高电阻接地装置的电阻值通过多抽头方式整定，所述高电阻接地装置的电阻值Rg整定方法为:[0007]设定接入的发电机数量为m，高电阻接地装置所保护的发电机单相对地电容为Cg，电力系统单相分布电容为Ctl，发电机额定电压为U，谐振接地装置失谐度为υ，
[0008]当船舶中压电力系统多台发电机并联运行时，高电阻接地装置的电阻值Rg值为:
[0009]
【权利要求】
1.一种多发电机船舶中压电力系统保护方法，其特征在于:在船舶中压电力系统的母排上连接接地变压器，接地变压器连接谐振接地装置，在船舶中压电力系统中的每台发电机中性点连接高电阻接地装置，高电阻接地装置的电阻值通过多抽头方式整定，所述高电阻接地装置的电阻值Rg整定方法为: 设定接入的发电机数量为m，高电阻接地装置所保护的发电机单相对地电容为Cg，电力系统单相分布电容为Ctl，发电机额定电压为U，谐振接地装置失谐度为u， 当船舶中压电力系统多台发电机并联运行时，高电阻接地装置的电阻值Rg值为:
2.根据权利要求1所述的多发电机船舶中压电力系统保护方法，其特征在于:所述谐振接地装置的失谐度υ配合高电阻接地装置整定，谐振接地装置采用过补偿方式，失谐度为正，由下式进行整定:
3.一种多发电机船舶中压电力系统保护装置，其特征在于:包括连接在船舶中压电力系统的母排上的接地变压器，以及连接在接地变压器与大地之间的谐振接地装置、每台发电机中性点与大地之间连接的高电阻接地装置，所述高电阻接地装置为抽头式可变电阻，所述高电阻接地装置的电阻值Rg整定方法为: 设定接入的发电机数量为m，高电阻接地装置所保护的发电机单相对地电容为Cg，电力系统单相分布电容为Ctl，发电机额定电压为U，谐振接地装置失谐度为u， 当船舶中压电力系统多台发电机并联运行时，高电阻接地装置的电阻值Rg值为:
4.根据权利要求3所述的多发电机船舶中压电力系统保护装置，其特征在于:所述谐振接地装置的失谐度u配合高电阻接地装置整定，谐振接地装置采用过补偿方式，失谐度为正，由下式进行整定:
【文档编号】H02H7/06GK103490384SQ201310423013
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】李红江, 罗宁昭, 杨锋, 贺慧英 申请人:中国人民解放军海军工程大学