一种核动力船舶中压电力系统的制作方法

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种核动力船舶中压电力系统。

背景技术：

在核发电船的电力系统中，对于电力系统保护有几种常见的解决方案，一种方式是以限时限电流保护作为母线主保护，母线附件发生故障时，保护动作存在一定延时，对于故障电流比较大的场合，可能对设备和系统稳定性造成严重影响；另一种方式是由于船舶电力系统经常发生发电机并联和解列的情况，电网结构随着工况的不同会发生较大变化，需要保证在每一个电气孤岛内投入一天谐振接地装置来保护系统免受过电压的损害，谐振接地装置对船舶电站空间和造价成本提出更高要求，同时，由于不同机组间多台接地装置需要互相通信，以避免在电容测量和参数整定等出现冲突，需要配置可靠的通信方式和通道，船舶设备的谐波影响对通信装置也不可避免。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种核动力船舶中压电力系统。

本发明提供的一种核动力船舶中压电力系统，所述电力系统包括发电机、二回路及平台中压母线、一回路中压母线、弧光采集装置和弧光保护装置，其中：

在发电机至二回路及平台中压母线的进线上设置有第一开关柜，所述第一开关柜内设置有第一开关和第一电流互感器，所述第一开关和所述第一电流互感器依次串联设置在所述发电机至二回路及平台中压母线的进线上，所述第一开关柜内设置有第一弧光传感器；

在二回路及平台中压母线至一回路中压母线的母线联络线上设置有第二开关柜，所述第二开关柜内设置有第二开关，所述第二开关设置在所述二回路及平台中压母线至一回路中压母线的母线联络线上，所述第二开关柜内设置有第二弧光传感器；

在二回路及平台中压母线至馈线连线上设置有第三开关柜，所述第三开关柜内设置有第三开关，所述第三开关设置在二回路及平台中压母线至馈线连线上，所述第三开关柜内设置有第三弧光传感器；

所述第一弧光传感器、所述第二弧光传感器和所述第三弧光传感器与所述弧光采集装置均设置有信号线，所述第一弧光传感器、所述第二弧光传感器和所述第三弧光传感器均用于采集弧光信号，将所述弧光信号发送到弧光采集装置；

所述弧光保护装置与所述弧光采集装置通过光纤连接，所述第一电流互感器与所述弧光采集装置通过信号线连接，所述弧光采集装置用于将弧光信号转换为弧光信号数据发送至弧光保护装置，所述第一电流互感器用于采集发电机至二回路及平台中压母线的进线上的进线电流，将所述进线电流发送至弧光保护装置；

所述弧光保护装置用于对所述弧光信号数据和所述进线电流逻辑运算，根据所述逻辑运算的结果，向第一开关和/或第三开关发送相应控制信号。

进一步地，所述发电机中性点经二次侧接电阻的变压器的电阻接地方式接地。

进一步地，所述电力系统还包括发电机保护装置，所述发电机保护装置第一端连接设置在发电机中性点的第二电流互感器，所述发电机保护装置第二端连接设置在发电机输出端的电压互感器，所述发电机保护装置第三端连接第一开关；

所述发电机保护装置，用于在发电机定子绕组及引出线的相间故障时，配置发动机差动保护为主保护；

所述发电机保护装置，用于发电机或二回路及平台中压母线短路时，设置过流保护。

进一步地，所述电力系统还包括进线保护装置，所述进线保护装置连接所述第一开关柜，所述进线保护装置用于带延时的过流保护和电压监测。

进一步地，所述母线联络线上设置有第三电流互感器和第四电流互感器，在所述第三电流互感器和所述第四电流互感器间设置差动保护装置，所述差动保护装置用于控制设置在母线联络线上第三电流互感器和第四电流互感器之间的第四开关。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明利用弧光传感器敏感、迅速采集故障时弧光的特点，通过采集故障时弧光信号，通过弧光信号与进线电流进行逻辑运算，判断线路是否真正出现故障，对于出现故障的线路进行切断，由于弧光信号采集速度快，因而对于线路切断快，而且不影响系统稳定，成本也非常经济。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的核动力船舶中压电力系统的架构图。

具体实施方式

本专利核心内容为利用弧光传感器敏感、迅速地采集故障时弧光，同时采集进线电流避免出现误判断，以下结合附图和实施例对该系统具体实施方式做进一步说明。

下面将详细描述本发明提供的核动力船舶中压电力系统的实施例。

如图1所示，本发明实施例提供一种核动力船舶中压电力系统，所述保护系统包括发电机11、二回路及平台中压母线12、一回路中压母线13、弧光采集装置14和弧光保护装置15，其中：

在发电机11至二回路及平台中压母线12的进线上设置有第一开关柜16，第一开关柜16内设置有第一开关161和第一电流互感器162，第一开关161和第一电流互感器162依次串联设置在发电机11至二回路及平台中压母线12的进线上，第一开关柜16内设置有第一弧光传感器；

需要说明的是，本发明实施例中第一弧光传感器、第二弧光传感器中的“第一”、“第二”仅仅用于标识，并不用于代表顺序，第一弧光传感器包括弧光传感器163和弧光传感器164，同理第二弧光传感器也包括弧光传感器171和172，第三弧光传感器包括弧光传感器181和弧光传感器182，在一个开关柜内设置两个弧光传感器，主要目的是为了避免一个弧光传感器设置角度和位置导致遗漏故障弧光，同时也是为了故障备份。

在二回路及平台中压母线12至一回路中压母线13的母线联络线上设置有第二开关柜17，所述第二开关柜17内设置有第二开关173，第二开关173设置在二回路及平台中压母线12至一回路中压母线13的母线联络线上，所述第二开关柜17内设置有第二弧光传感器；

在二回路及平台中压母线12至馈线连线上设置有第三开关柜18，第三开关柜18内设置有第三开关183，第三开关183设置在二回路及平台中压母线12至馈线连线上，所述第三开关柜18内设置有第三弧光传感器；

第一弧光传感器、第二弧光传感器和第三弧光传感器与弧光采集装置14均设置有信号线，所述第一弧光传感器、所述第二弧光传感器和所述第三弧光传感器均用于采集弧光信号，将所述弧光信号发送到弧光采集装置；

需要说明的是，弧光采集装置内不同的单元单元对应不同的开关柜，弧光采集装置收到弧光信号时，是可以区分弧光信号来源于那个开关柜的。

弧光保护装置14与弧光采集装置15通过光纤连接，第一电流互感器162与弧光采集装置15通过信号线连接，弧光采集装置15用于将弧光信号转换为弧光信号数据发送至弧光保护装置14，第一电流互感器162用于采集发电机11至二回路及平台中压母线12的进线上的进线电流，将所述进线电流发送至弧光保护装置14；

需要说明的是，光纤用于传递弧光信号数据，采集弧光信号主要是用于发现电路异常放电，但是对于用光照到弧光传感器会出现误判断的情况是没有办法避免的，因此需要电流互感器采集进线电流辅助判断，避免误判断导致开关误跳。

弧光保护装置14用于对所述弧光信号数据和所述进线电流逻辑运算，根据所述逻辑运算的结果，向第一开关和/或第三开关发送相应控制信号。

具体地，当第一弧光传感器采集到弧光信号时，且进线电流超过预设阈值，则弧光保护装置14向第一开关173发送切断第一开关173的控制信号；当第三弧光传感器采集到弧光信号时，且进线电流超过预设阈值，则弧光保护装置14向第一开关183发送切断第三开关183的控制信号；当第一弧光传感器或第三弧光传感器任一采集到弧光信号时，或者两者均采集到弧光信号时，但是进线电流正常并未超过预设阈值，则可以判断弧光信号可能是其他因素导致的，弧光保护装置14不会发送切断信号到第一开关173或者第三开关183。

进一步地，发电机11中性点经二次侧接电阻的变压器的电阻接地方式接地。

需要说明的是，对发电机11的定子接地故障配置90%定子接地保护，起到对定子绕组接地故障报警和保护的功能。

进一步地，所述电力系统还包括发电机保护装置22，发电机保护装置22的第一端连接设置在发电机11中性点的第二电流互感器20，发电机保护装置22第二端连接设置在发电机11输出端的电压互感器21，所述发电机保护装置22第三端连接第一开关161；

发电机保护装置22，用于在发电机定子绕组及引出线的相间故障时，配置发动机差动保护为主保护；

发电机保护装置22，用于发电机或二回路及平台中压母线短路时，设置过流保护。

进一步地，所述电力系统还包括进线保护装置23，进线保护装置23连接第一开关柜16，进线保护装置23用于带延时的过流保护和电压监测。

进一步地，所述母线联络线上设置有第三电流互感器24和第四电流互感器25，在第三电流互感器24和第四电流互感器25间设置差动保护装置26，所述差动保护装置用于控制设置在母线联络线上第三电流互感器24和第四电流互感器25之间的第四开关271。

本发明利用弧光传感器敏感、迅速采集故障时弧光的特点，通过采集故障时弧光信号，通过弧光信号与进线电流进行逻辑运算，判断线路是否真正出现故障，对于出现故障的线路进行切断，由于弧光信号采集速度快，因而对于线路切断快，而且不影响系统稳定，成本也非常经济。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。