舰船中压电力系统接地方式研究

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舰船中压电力系统接地分析

舰船中压电力系统接地分析
( v l c d myo ma e tB i n 0 0 3 C ia) Na a A a e f Ar m n, e ig1 0 7 , hn j
Ab ta t Wi h n ra eo ec p blyo r ep w rsse a d w t el tt no bely sr c: t teice s ft a a i t f ma i o e y t h h i n m, n i t i ai c l a h h mi o f a a dcp blyo ra e o otg y tm c nn t e erq i me t T e o r ytm otg p t n a a i t f b e k  ̄lw v l esse a o t h e ur n. h we se v l eu i a me t e p s a o 66k eut i o e rbe i ec a g l g n ru dn a e th q et se . hs . V rs l n o lm w t t h n e v t ei u go n igc nm e er u s o s tm T i sn p hh f o oa s t e y f a t l p ee t ten c sayo g o n igo m r e o r y tm. r ce rsns h e es r ru dn a i we s i f f n p s e
因此 提 出 了 中压 电 力 系统 。
中性 点 不 接 地 系 统最 大 的 优 点 是发 生单 相 接 地 故 障 时 ,并 不破 坏系 统 电压 的 对 称 性 ,且 故 障 电流较 小 ,基 本 不 影 响对 负载 的供 电 ,系 统 可 以 短 时 继续 运 行 。然 而 当 发生 单 相 接 地 故 障 时 , 虽 然 没有 直 接 的短 路 电 流 ,但 长 期 运 行 时 由于 非 故

船舶电力系统接地保护的相关研究与分析

船舶电力系统接地保护的相关研究与分析

船舶电力系统接地保护的相关研究与分析摘要:随着船舶大型化和智能化的发展,其所需电力负荷也越来越大。

由于海上工作环境的特殊性限制,船舶电气设备安全保护成为一个极为突出的问题。

本文结合当前船舶电力系统中较为常见的接地保护方法,探讨了各方法的优劣性,并分析提出一种较为适合的接地方案。

关键词:船舶;接地保护;中性点接地;小电流接地引言在迅猛发展的国际贸易中,船舶运输占据了非常重要的地位。

高比例的货运量任务,使新造船向大型化、智能化方向发展。

由于船舶电气自动化和智能化程度的大大提升,所需的电力负荷增大,其电力系统采用的电压等级亦随之增高。

高压电力系统的采用已成为超大容量船舶电力系统的必然选择。

对于高压系统,工作的可靠性与安全性永远是第一位的,因此必须采用合适的接地方式以防止船舶高压交流电力系统单相接地时发生严重事故。

本文结合当前船舶电力系统中较为常见的接地保护方法,分析讨论了各方法的优劣性,并提出一种较为适合的接地方案1 几种船舶接地方式分析在船舶电气系统中,船舶接地有“接地保护”和“接地故障”之分。

船舶接地分为以下几种:1.1 非接地方式(NEUTRAL INSULATION)该方式下的单相接地故障时的接地电流在各种方式中是最小的。

因其接地电流很小,所以确定故障回路比较困难,也难以使接地继电器正确动作和实现选择性保护,但可保持供电的连续性。

单相接地故障时,其它健全相的对地电压要升高。

而对于暂态过渡高压,理论上,故障产生的系统高压可以达到额定电压的 7.5 倍,但因系统的静电电容及接地异常电压继电器的内阻的存在,实践中可能达到最大 5 倍的程度,所以该方式对设备的绝缘水平要求很高。

1.2 高阻抗接地方式(HIGH RESISTANCE EARTHING)该方式基本原理如图 1 所示。

在各母线上分别设置 ET,通过 ET 二次侧电阻检测出接地电流,没有必要设置发电机的中性点。

即使有多台发电机,也只要在每个母线上设置一台 ET 即可,且可选择小型的低压阻抗。

船舶电力系统中性点接地方式研究

船舶电力系统中性点接地方式研究

些相 应 的研 究 。
求 非 常 高 , 出于 对 绝 缘成 本 、人 身 和 设 备 安 全 等 方面 的考 虑 ,船 舶 电力系 统 中性 点 接 地 技 术得 到 了越 来 越 多 的关 注 。同 时 , 随着 船 舶 电力 系 统 的 结 构 日趋 复杂 ,发 生接 地 故 障 的可 能 性 也 越 来越


pr po e . o sd Ke r : n tal o dig;a c o e v la ;ov r u r nt hi e i t egr n n y wo ds eu r un n gr r v r o tge e c r e , gh r s sanc ou di g "
2 中 性 点 接 地 方 式 的选 择
电 力系 统 中性 点 的 接 地 方 式 是一 个 综 合 性 技 术 问题 ,必 须 考 虑 以下 几 方 面 的 因素 :供 电 的安
大 , 如何 可 靠 地 检 测 接地 故 障 ,准 确 地 实现 接 地
选 择性 保 护成 为船 舶 设计 所 必 须 考虑 的 问题 。 国 内 目前 对 船 电领 域 的 中性 点接 地 技术 的研 究还 比较 少 ,这 一 方面 是 由于 对 传 统船 舶低 压 系 统 ,没 有 工 程 应 用 上 的需 要 ;另 一 方面 是 由于 船 舶 电力 系 统 作 为独 立 系 统 比较 特殊 ( 船 舶 的接 如 地 实 际 就 是连 接 到船 体 ,而 船 体本 身是 一 个 良好 的导 体 ,不仅 容 易危 及 人 身 安 全 ,而 且 可 能 在 中
器 接 地 、 中性 点 不接 地 。其 中 , 中性 点 经 电阻接 地, 按接 地 电流 大 小 又 分 为 高 阻接 地 和 低 阻 接 地 下 面 将 对 各 种接 地 方式 进 行 比较 ,在 综 合考 虑 以

船舶中压电力系统的研究

船舶中压电力系统的研究
机 电技术
2 0 1 5 年2 月
船舶 中压 电力 系统 的研究
许 明 华
( 福建船政交通职业学院 , 福建 福州 3 5 0 0 0 7 )

要: 对于现代大型船舶 , 船舶 的电力系统采用 中压 电力系统是必然趋势 。为 了保证船舶 电力系统 的供 电可靠 性 ,
防止 中压弧光放 电导致 电网绝缘 击穿 , 文章通过 船舶 中压 电力 系统 中性 点不接地方式 、 中性点经小 电阻接 地方式和 中性 点经消弧线圈接地方式 的综 合分析 比较 , 认 为采用 P L C控制 的 自动 跟踪控制调 匝式消弧线 圈装置是最佳选择 , 并对其进 行 系统设计 。实践证 明船舶 中压 电力系统 自动跟踪消弧装置运行可靠 , 动作准确 、 快 速。
题需 要解 决 , 如: 中压 产生 弧光 放 电导致 电网 电荷 的积累 、 配 电 网络 中电压 升高 导 致 电 网绝 缘 击 穿 等 问题 。本 文通 过分 析研 究船 舶 中压 电力 系统 运 行 可靠性 , 就 中性点 装置 进行 设计 。
如 果 船 舶 中压 电力 系统 产 生 单 相 接地 故 障
第l 期
许明华 : 船舶 中压 电力 系统 的研究
中被加速 , 打击其它原子并使之电离 , 使电缆之间 有 自由电 子和 正离 子 。结 果是 产生 了越来 越 多 的
1 船舶 中压 电力 系统 中性 点不 接 地 方 式 分 析
1 . 1 船舶 中性 点不 接地 分析
3 0 r r  ̄ ( 1 + 等)
( 1 )
式 中: m为 船舶 电缆或 汇 流排 表面 粗糙 系数 , 一 般
电缆绞线 m = O . 7 5 ~ 0 . 8 5 ; 6 为空气相对密度 , 主要影 响 因 素 有 大 气 压 P和 温 度 t , 其 计算 式 为 : 6 = ( ) ( 其中 2 0 ℃, P 0 为标准大气压 ) ; r

舰船中压电力系统接地分析

舰船中压电力系统接地分析

340
Vol.27 No.6 2007.11/12
下可产生 2.5~3.5 倍最大相电压的弧光接地过电 压,危及整个网络的绝缘。
综上所述,不接地系统发生单相接地故障时 具有以下特点:(1) 在发生单相接地时,全系统 都将出现零序电压;(2) 在故障线路上,零序电 流为全系统非故障元件对地电容电流之总和,数 值一般较大,电容性无功功率的实际方向为由线 路流向母线;(3) 可能出现异常过电压。发生间 歇性弧光接地时,有时可达数倍相电压值。该高 压波及整个系统,将对系统的绝缘产生影响。
当接地电容电流较小时,接地电弧会迅速自 行熄灭,电网可继续正常运行;如果接地电流较 大(30A 以上),则将产生稳定的电弧,形成持续 性弧光接地,强烈的电弧将损坏设备并导致两相
或三相短路;当接地电流在 10A 和 20A 之间时, 可产生一种间歇性电弧,导致系统中电感电容回 路的振荡,产生谐振过电压。据实测,严重情况
时,所引起的热效应在设备的绝缘等级范围内,
因此部分故障不接地系统是可以承受的。另外其
单相接地故障不引起保护系统动作跳闸的特性满
足了供电连续性的要求。当系统发生单相接地故
障时,由于其非故障相对地电压升高了 3 倍,长 期运行可能导致系统中绝缘的薄弱环节被击穿, 发展成相间故障。不接地系统中电弧的起弧、重 燃或振荡的接地故障可能会产生高达 3.5 倍相电 压的冲击电压。
I b = U bd jωC 0 I c = U cd jωC 0
此时,从接地点流回的电流为 Id = Id + Ib + Ic, 其有效值为 Id =3UωC0,U 为相电压,即正常运 行时三相对地电容电流之和。
当发生单相接地故障时,非故障相电压升高
3 倍,而线电压维持不变,不影响三相设备的正

船用中压发电机中性点接地电阻的整定计算

船用中压发电机中性点接地电阻的整定计算

关键 词 : 中性 点接 地
中图分 类号 :T M6 4 5
船 舶 中压 电力系统
发 电机
参数 计算
文 章编 号 :1 0 0 3 — 4 8 6 2( 2 0 1 5 )0 4 . 0 0 0 9 . 0 4
文献标 识码 :A
Re s i s t a nt Pa r a me t e r Ca l c u l a t i o n f o r Sh i pbo a r d M e di um Vo l t a g e
故 障 电流 。针对 这 一情 况 ,本 文开展 理 论研 究 ,首 先合 理选 择 了发 电机 高 阻接地 方 式 。然后 依据现 有 标准 规 范要 求 ,通过 参 数计 算得 到 了某 船 中压 电力 系统接 地 电阻值 。最 后 ,从 限制 系统 过 电压 、保 证人 员安全 、 保证 继 保装置 灵敏 度等 方 面校验 了接 地 电阻 参数 的合理 性 。
g r o u n d i n g r e s i s t a n c e n u m e r i c a l v a l u e fo o n e s h i p b o a r d me d i u m v o l t a g e p o w e r s y s t e m i s c a l c u l a t e d b a s e d o n s t a n d a r ds p e c i ic f a t i o n . F i n a l l y , t h e r a t i o n a l i t y o ft h e g r o u n d i n g r e s i s t a n c e v a l u e v e r i ie f d f o r t h e p u r p o s e f o

船舶交流电力推进系统的接地方式研究与探讨

船舶交流电力推进系统的接地方式研究与探讨
rs l o a e ru dn d s r ao a l e c nya drl be euts wt th o n i mo e er sn be f i c n i l sh h t g g a e ,i e ea .
Ke o d : hp ACp w r rp l o s m"ru dn o e sf t" MC yw r s si: o e p o u in y t , o n igm d , ae , s s e g " yE 交 流 电力 推进 系 统 缩 比例样 机 陆 上 联 调试 验 ,验
在潜 艇 直 流 电力推 进 系 统 中 , 比较 常用 的还 有控
方式探讨很有必要性 。
本 文 先简 要 介 绍 潜 艇 直流 电力 推 进 系 统 的接 地 方 式 ,结 合 对 陆地 民用 电网 的接 地 方 式 的 比较 分 析 ,对 舰 船 交 流 电力 推 进 系 统 的接 地 方 式进 行 较 为 详 细 的探 讨 ,分析 其 合 理 性及 有 效 性 。通 过
证 现 在 应 用接 地 方 式 基 本合 理 、有 效 、 可靠 。
1引言
交流 电力 推 进 系统 舰 用 化 是 海 军 预先 研 究 的 重 要方 向之一 。舰 船 的供 配 电环 境 不 同 于 陆地 ,
所 有供 配 电设 备都 放 置 在舰 船 这 样 一 个独 立 的空
2 船 舶 电力 推 进 系 统 的接 地 方 式
Ab tat T ip p r ipyit d cst dt n l r u dn o eo s c: hS a e m l nr ue a io a o n igm d r s o r i g fDC e c ip o us nss m. i e e tc rp li t W t t l r o ye hh

船舶电力系统中性点接地方式的探讨

船舶电力系统中性点接地方式的探讨

船舶电力系统中性点接地方式的探讨摘要:船舶电力系统中性点接地方式的选择是一个综合性的课题,正确的接地方式选择具有非常重要的意义,因为它直接关系到船舶供电系统的线路与设备之间的绝缘水平,供电系统的可靠性、连续性和运行的安全性,船舶通信信号的电磁干扰等问题。

关键词:船舶电力系统、中性点接地方式一、引言由于船舶自动化、智能化和大型化不断提升,特别是一些超大型集装箱船、石油平台、海洋工程船、FPSO等船舶,船舶用电量的猛增,使得原来的低压交流电力系统不能适应船舶的发展,必须要使用电压等级更高的中压电力系统,甚至高压电力系统,才能够满足电力系统猛增容量的需求。

采用中高压电力系统可以大幅度降低短路电流的水平,在降低配电板成本的同时,也节约了大量电缆,提高系统的经济性和安全性。

某些船舶大功率电力系统船舶电站容量和短路电流如表1.表1.由于中高压电力系统对设备绝缘等级的要求非常高,但又考虑到绝缘成本、人身安全和设备安全等方面,所以船舶电力系统中性点接地方式必须要合理的选择。

二、船舶电力系统的中性点运行方式三相交流电交流的中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。

中性点的运行方式主要分两类:小接地电流系统和大接地电流系统,亦称中性点非有效接地和中性点有效接地系统。

前者亦分为中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统和中性点经高电阻接地系统,后者亦分为中性点直接接地系统、中性点经低电阻接地系统。

(一)中性点不接地系统中性点不接地的系统亦称为三相绝缘系统,通常采用三相三线制,电网中性点与船体之间无任何连接。

优点是:当系统发生单相接地时,不会因单相短路而产生短路电流使系统保护跳闸,系统即使发生单相接地故障仍然能继续工作,可最大限度地保持供电的连续性。

也不会影响三相线电压之间的对称关系,只是使接地相相电压变为零,而非接地相的电压升高为线电压,这时系统仍可供电。

但必须在短时间(一般为两小时)内找出接地点并排除,以免长时间使非接地相工作在线电压下,造成绝缘损坏。

船舶中压系统中性点接地的分析

船舶中压系统中性点接地的分析

船舶中压系统中性点接地的分析摘要:文章主要阐述船舶中压系统中性点接地和不接地存在的问题,并分析各自的优缺点。

关键词:船舶中压电力系统中性点接地分析随着社会发展,船舶大型化设备越来越多,设备的用电功率也就越来越大,发电机的容量也不断增加。

对于目前大多数船舶使用低压交流电力系统来说,由于线路的电流大,设备制造所占的体积也大,机舱空间有限,布线的电缆线粗,为了使船舶电力系统协调工作,现代化大型船舶采用中压系统是必然趋势。

但随之而来的有许多问题需要解决,如配电网络中单相接地、电容电流等。

本文主要探讨的就是船舶中压系统安全运行存在的一些问题。

1船舶中压中性点不接地系统分析1.1船舶中压中性点不接地系统的特点我们知道船舶低压电力系统都是采用中性点不接地的三相三线制绝缘系统,在发生单相接地时不会产生短路电流而跳闸,也不影响三个线电压的对称关系,能最大限度地保持连续供电;而对船舶中压系统中性点不接地系统(小电流接地系统)具有如下特点:当一相发生金属性接地故障时,接地相对地电位为零,其它两相对地电位比接地前升高3倍。

一般情况下,当发生单相金属性与船体接触故障时,流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和,其值一般不大,船舶电网就发出接地信号,值班人员必须尽快排除接地故障,保证人身安全和连续不间断供电。

但当中性点不接地时,在接地点将通过全系统的对地电容电流,使非故障相的绝缘破坏进而造成相间短路,对电网造成很大的危害。

1.2船舶电网与船体电容电流超标的危害实践表明船舶电力系统中性点不接地系统也存在许多问题,随着电缆出线增多,配电网络与船体中单相接地电容电流将急剧增加,当系统电容电流太大时,将带来一系列危害,具体表现如下:(1)当发生间歇弧光接地时,可能引起高达3.5倍相电压的弧光过电压,引起多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏,使小电流供电系统的可靠性这一优点大受影响,而且对整个电网绝缘都有很大的危害;(2)配电网的铁磁谐振过电压现象比较普遍,时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断,严重威胁着船舶配电网的安全可靠性;(3)当有人误触带电部位时,由于受到大电流的烧灼,加重了对触电人员的伤害,甚至死亡;(4)当船舶配电网发生单相接地时,电弧不能自灭,很可能破坏周围的绝缘,发展成相间短路,造成停电或损坏设备的事故,同时对不接地相电压升高,对设备绝缘等级要求更高;(5)单相接地电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,该电流流入船体后由于接地电阻的原因,使整个接地网电压升高,危害人身安全和船舶安全;(6)交流杂散电流危害。

关于船舶中压电力系统中性点接地的探究

关于船舶中压电力系统中性点接地的探究

关于船舶中压电力系统中性点接地的探究摘要:本文针对船舶中压电力系统中性点的接地方式展开调研、剖析和探究,详细论述了船舶中压电力系统四种中性点接地类型并对其各自的性质、优势和缺陷进行总结,希冀可以为推进船舶中压电力系统中性点接地的稳定性和安全性的提高提供参考性的建议。

关键词:船舶;压电力系统;中性点接地方式;研究中性点的接地工作是船舶中压电力系统正常运行的前提和保障,预防和控制接地发生短路、系统空开断路等风险的产生,进而确保压电力系统稳定和安全的运行。

一、中性点接地方式(一)中性点直接接地中性点直接接地也叫做大地电流接地,简而言之就是直接把中性点和大地连接起来。

船舶中压电力系统的中性点接地采用直接接地的方式,其突出优点是有效保持压电力系统相关设备的电压在安全范围内浮动,同时中心点的绝缘耐受电压能力尽量保持在最低范围里。

针对船舶中压电力系统,中性点直接接地的方式适用于高电压等级的电力系统。

中性点直接接地类型的缺陷也很明显,比如:当中性点使用单相电压接地模式时,压电力系统设备开关经常会出现的跳闸与掉闸故障,从而不能保证船舶供电的持续性。

另外,采用中性点接地采用直接相连的方式,容易干扰和影响船舶上的信号传输线路和设备,使信号传输路径混乱,出现噪声杂音,削弱信号传输效果。

(二)中性点不接地压电力系统中性点不接地是指中性点没有与大地直接连接,而是通过电容介质进行连接。

在船舶中压电力系统的初始阶段常常使用不接地方式。

中性点不接地方式相对直接接地方式具有更显著的优势和有利条件。

比如船舶中压电力线路遭遇雷电袭击时,其中某相电压故障不会对系统运行造成影响,设备因外电的闪掉故障能够自行清除,不会出掉阐或断闸故障,设备可以在短时间内维持运行,确保维修人员有足够的时间开展抢修工作,很大程度上加强了船舶中压电力系统运行的稳定性。

另一方面,中性点不接地方式简单便于维护,降低投入成本和材料损耗,以上这些优势的体现主要针对中性点线路较短的船舶中压电力系统。

船舶中压电力系统中性点接地与过电压研究的开题报告

船舶中压电力系统中性点接地与过电压研究的开题报告

船舶中压电力系统中性点接地与过电压研究的开题报告1.研究背景近年来,随着船舶高压电力系统的普及,船舶中压电力系统的应用也越来越广泛。

在船舶中压电力系统中,由于任何一条电缆都可能被击穿,因此必须将系统的中性点接地,以保护设备和人员的安全。

同时,过电压也是船舶中压电力系统中常见的问题,尤其是在雷电等恶劣环境下,会对系统造成严重损害。

因此,研究船舶中压电力系统中性点接地和过电压问题,对于船舶电力系统的安全和稳定运行具有重要意义。

2.研究目的本文旨在探究船舶中压电力系统中性点接地与过电压问题,以提高船舶电力系统的安全性和稳定性。

具体研究目的如下:1.了解船舶中压电力系统中性点接地的原理和作用,探讨其在船舶电力系统中的应用。

2.针对船舶中压电力系统的过电压问题,研究其产生原因及预防措施,并对其进行仿真分析。

3.探究船舶中压电力系统中性点接地方式的优缺点,并提出改进意见。

3.研究内容和方法(1)研究内容1.船舶中压电力系统中性点接地原理和作用。

2.船舶中压电力系统的过电压问题研究。

3.船舶中压电力系统中常用的中性点接地方式及其优缺点。

4.针对船舶中压电力系统的过电压问题,使用仿真软件进行分析研究。

5.根据研究结果提出船舶中压电力系统中性点接地的改进意见。

(2)研究方法1.文献调研法。

通过查阅相关文献了解船舶中压电力系统的发展现状,并对性能、技术和应用等方面进行分析。

2.仿真软件。

使用PSCAD/EMTDC等仿真软件对船舶中压电力系统的过电压问题进行建模和仿真分析。

3.实验法。

对船舶中压电力系统的中性点接地和过电压问题进行实验研究,以验证理论分析结果。

4.预期成果通过对船舶中压电力系统中性点接地与过电压问题的研究,达到以下预期成果:1.明确船舶中压电力系统中性点接地原理和作用,并深入分析其在船舶电力系统中的应用。

2.分析船舶中压电力系统的过电压问题的产生原因和预防措施,并对其进行仿真分析。

3.探究船舶中压电力系统中常用的中性点接地方式的优缺点,并提出改进意见。

船舶中压电力系统中性点接地方式研究

船舶中压电力系统中性点接地方式研究

所 谓的中性点直 接接地指 的是将船舶压 电力系统 的中性点直接和 大 地相连 。 将 船舶压电力系统的中性点进 行直 接接地 的最大好 处就 是能够将 压 电力系统设备 的电压控制在安全范 围之 内, 并且将 中心点的绝缘水平控 制在极低 的范 围内。 中性点直接接地 的这一优 点在 具有较 高标称 电压的船 舶压 电力系统 中显示得更为 明显f 1 】 。 然而 , 中性点直接 接地也具有 不足之处, 例 如当采用 中性 点单相接地 时, 极易致使压 电力系 统设备 的跳 闸与断 闸, 这对 于船舶 的连续 供 电来 说 是十分不利的 。 而且中性点直 接接地 的方式 在很大程度上会对船 舶内的通 信系统产生干扰和影 响, 扰乱通信渠道、 降低通信质量。
结束语:
舶的压 电力系统线路时, 不接地的压 电力系统能够 自行使绝缘 线路 进行恢 复, 就算不 能完 全将故障 消除, 也 能最 大程度的 为线路抢 修人员 赢得充足 的补修时间 , 能够极大的增强船舶压 电力系统的可靠性目 。 而且 中性 点不接 地还能够最 大限度的节省 资金和能源 消耗, 操作便捷 , 而这些优 点的存在 都是 以船舶压 电力系统的 中性点线路较短为前提的。当船舶 的压 电力系统 的中性 点的电缆线路较长 时, 往往会产 生数量较 大的电容 电流 , 并且 电流 量一般较大 , 这 种情况下 若是不对压 电力 系统的 中性 点进行接地 , 会因为 电弧过大且无法 自行熄灭导致电力安全事故, 轻者对压电力 系统 的设备绝 缘造成一定的威胁, 重者则可能会危及生命口 】 。
三、 中 性 点 经 消 弧 线 圈 接 地
中性点接地作为影响船 舶压电力系统运行 的一大 因素 , 不 仅对 于保障 船舶设备的正常运转具有重要 作用 , 对 于保 障船 舶压 电力系统 的安全 也具 有重要意义。 本文主要在对船舶压电力系统中进行接地的必要性进行分析 的基础上 , 分析 了船 舶压 电力 系统的四种接地方式 的特 点及优缺点, 希望 能够为提高船舶压电力系统 的安全可靠性具有一定的作用 。一

船舶高压电力系统常见中性点接地法的辨析

船舶高压电力系统常见中性点接地法的辨析

船舶高压电力系统常见中性点接地法的辨析摘要船舶电力系统中性点接地方式的分析是一个综合性的课题,正确的接地方式的选择具有越来越重要的意义,能够直接影响到供电可靠性、线路与设备的绝缘水平、继电保护等方面。

随着船舶电气设备自动化程度的不断提高,船员生活和工作条件的逐步改善,船舶的电气负荷迅速增加,相应的船舶发电机的功率也大幅增加。

目前,大型船舶电力系统的设计能力已达到15 MVA至20 MVA,大型豪华游轮的设计能力高达70MVA。

半个多世纪以来,船舶的低压电力系统已经不能满足现代大型船舶电力系统的容量要求。

船舶高压电力系统有增长的趋势,这将给船舶电力系统带来一系列新的变化。

船舶高压电力系统中性点接地方式主要有:中性点不接地、中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地。

从这几个接地方式的适用范围、经济性、安全性、绝缘性等方面综合比较,并且通过对不同接地方式接地电流、单相接地电流以及对接地电阻器阻值的计算进而比较分析。

结合数据得出结论中性点经高电阻接地方式适用于船舶高压电力系统。

该接地方式可以将故障电流控制在允许的范围内,并且能有效地将事故可能造成的损失降低到最小的程度,保证供电可靠性,是较理想的中性点接地运行方式。

关键词:高压电力系统,中性点接地,电弧线圈,经电阻接地AbstractThe analysis of neutral grounding mode in ship power system is a comprehensive subject. The selection of correct grounding mode is of more and more important significance, which can directly affect the reliability of power supply and the insulation level of line and equipment. Relay protection and other aspects.With the continuous improvement of the degree of automation of the ship's electrical equipment and the gradual improvement of the living and working conditions of the crew, the electrical load of the ship increases rapidly, and the power of the corresponding marine generator is also greatly increased. At present, the design capacity of large ship power system has reached 15 mva to 20 mva, and the design capacity of large luxury cruise ship is as high as 70mva.. For more than half a century, the low voltage power system of ships has been unable to meet the capacity requirements of modern large ship power systems. Ship high voltage power system has an increasing trend, which will bring a series of new changes to ship power system.The neutral grounding mode of ship high voltage power system is as follows: neutral point is not grounding, neutral point is directly grounding, neutral point is grounding by arc suppression coil, neutral point is grounding by resistance. The applicable range, economy, safety and insulation of these grounding modes are comprehensively compared, and the grounding current, single-phase grounding current and resistance value of grounding resistor are compared and analyzed through the calculation of grounding current, single-phase grounding current and resistance value of grounding resistor.Combined with the data, it is concluded that the neutral grounding mode through high resistance is suitable for ship high voltage power system. This grounding mode can control the fault current within the allowable range, and can effectively reduce the possible loss caused by the accident to a minimum, ensure the reliability of power supply, and is an ideal neutral grounding operation mode.Key words:High voltage power system,neutral-point earthing,Arc coil,resistance grounded目录前言 (1)1 船舶高压电力系统及接地方式简介 (3)1.1船舶高压电力系统简介 (3)1.1.1 船舶高压电力系统的电压等级 (3)1.1.2 船舶高压电力系统的主接线图 (3)1.1.3 船舶高压电力系统的保护 (5)1.2 中性点接地方式简介 (6)1.2.1 中性点不接地方式 (6)1.2.2 中性点直接接地方式 (8)1.2.3 中性点经消弧线圈接地方式 (8)1.2.4 中性点经电阻接地方式 (10)2 船舶高压电力系统不同中性点接地方式的计算 (13)2.1船舶高压电力系统不同中性点接地方式单相接地电流的计算 (13)2.2 船舶高压电力系统经高电阻接地电流的计算 (15)2.3 船舶高压电力系统接地电阻器阻值的选择和计算 (15)3 基于MATLAB的接地方式仿真 (17)3. 1 中性点不接地方式单相接地故障仿真 (17)3. 2 中性点经消弧线圈接地方式单相接地故障仿真 (18)3. 3 中性点经高电阻接地方式单相接地故障仿真 (18)4船舶高压电力系统中性点接地方式的综合比较 (20)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A 附录内容名称 (25)山东交通学院毕业设计(论文)前言随着船舶设备功率的增加,低压电站的容量已不能满足船舶总功率增加的需要,从而提高了船舶电力系统的电压水平。

舰船中压电力系统间歇性接地故障判定方法研究

舰船中压电力系统间歇性接地故障判定方法研究

Ma t l a b / S i mu l i n k 环境 下搭建 了含 有 多条支 路 的仿真 模型 ,并 对仿 真结 果进行 了相 关 的分析 ,最 后得 到 了一
种针 对 间歇性接 地 故障 的判定 方法 。
关键 词 :舰 船 中压 电力系 统 间歇 性接地 故 障 中 图分类 号 :T M7 1 1 文献标 识码 :A
的 方 法 具 有 很 强 的 必要 性 和 现 实性 。本 文 采 用 了
间 歇 性 检测 方 法 , 来判 断系 统 是 否有 间歇 性 接 地
提 出 了更 高 的 要 求 ,而 且 也 带来 了很 多应 用 的难 题 。舰 船 中 压 系 统 中包 含 大 量 中压 设 备 并 铺 设 较 长 的 中压 电缆 ,对 地 电容 影 响 不 容 忽视 ,在 舰 船 电力 系 统 具 有 较 大 对 地 电容 时 ,一 旦 发生 单相 接
ma n y t y p e s f o g r o u n d i n g f a u l t s i n s h i p b o a r d p o we r s y s t e m a r e a n a l y z e d a n d s t u d i e d .Me a n w h i l e ,a s i mu l a t i o n m o d e l o f s h i p b o a r d me d i u m v o l t a g e p o we r s y s t e m wi t h m u l t i p l e b r a n c h e s i s b u i l t o n
a n a l y s i s ; g r o u n d i n g f a u l t d e t e r mi n a t i o n

舰船中压电力系统接地故障识别的仿真研究

舰船中压电力系统接地故障识别的仿真研究

0 引言
根 据 统 计 ,无 论 在 舰 船 电网还 是 陆地 电力 系 统 , 单相 接 地 故 障 占所 发 生 故 障 的 比 例均 超 过 半
快速 识别 ,在 确 定 发 生 间歇 性接 地 故 障后 再 将 合 适 的接 地 装 置投 切 如 接 地 系 统 中 ,对 系统 供 电 的
稳 定 性和 可靠 性 大 大 地 提 高 。故 障类 型识 别 还 可 以对 不 同 故 障类 型 的发 生 进 行 统计 , 利用 统 计 学
数。 单 相接 地 故 障 形式 可 分 为 永 久 的金 属 性 接 地 、 单 次放 电 、 电弧 不 断重 燃 造 成 的 间歇 性 弧 光 接 地 。
d i f f e r e n t c o n d i t i o n s .
Ke y wo r d s : mi d d l e V o l t a g e ; s i n g l e - p h a s e g r o u n d i n g f a u l t ; I t i d e n t i ic f a t i o n ; ma t h e ma t i c a l mo r p h o l o g y

的 电流 补 偿 故 障 电流 。 若接 地 故 障 为 永 久 的金 属
性 接 地 ,该 方 法 会 因 为 消弧 线 圈在 正 常 状 态和 补
算 变换 级联 的方 式识 别接 地故 障类 型 的方 法 。该 方法 能识 别 出金 属性接 地和 间歇 性接 地发 生 时的不 同 。通
过 太量 仿真验 证 了该方法 ,不 同条 件下 其均 能 良好 的识 别故 障 。
关键词:中压 箪相接地故障 故障识别 数学形态法

船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨

船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨

船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨不容置疑,船舶电力系统的结构具有一定的复杂性。

正因为如此,在多种现实因素的制约和作用之下,无法避免会产生一系列的接地故障,应该引起有关方面的高度重视。

文章紧密联系船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨的实践状况,在对触电的危害和分类进行了较为细致地探讨和解析的前提之下,系统、全面地阐述了船舶电力系统常用接地类型,包括:保护接地、工作接地和保护接零(接中线)等等,进一步指出了船舶交流三相配电系统的防触电保护,希望能够对船舶电力系统接地与防触电保护应用探讨的实践工作发挥十分重要的指导和借鉴作用。

标签:电力系统;接地;触电引言近年来,船舶电力系统接地与防触电保护应用越来越广泛。

毫无疑问,如何对接地故障进行十分准确、有效的检测,精确的完成防触电保护和接地选择性保护,已经成为相当一部分船舶设计研究所亟需思考和进一步探究的难点问题。

对于绝缘来说,绝大部分中高压发电机对它相应的要求并不低,在现有的船舶电力系统中,基于各种各样的客观因素考虑,中性点接地技术已经获得了人们十分广泛的关注和支持。

但是,在实践中,我们不难发现,在船舶电力的范围和限度之内,对于中性点接地技术和防触电保护相关方面的研究十分欠缺,有待进一步深入探讨和处理,进而探求较好的技术支持和帮助。

1 触电的危害和分类一般来说,在人体接触到带电体的过程之中,我们会感受到一定程度的高电压。

在触电的时候,我们应该清楚地看到,绝大部分电流会不同程度地伤害到人体。

资料表明,电击和电伤是触电的两种十分常见的表现形式。

电流一定程度的伤害到人体表面往往被称为电伤。

相当一部分电流一定程度的伤害到人体的内部器官被称为电击。

不可否认的是,电击具有较大的危害性。

实践证明,交流电流在人体内部超出一定限度范围之后,会一定程度的损害中枢神经,最终让人的心脏无法继续跳动,结束生命。

毫无疑问,间接电击和直接电击是电击十分重要的构成部分。

通常来说,如果遭受的电击发生于人体直接接触相当一部分电器线路和电气设备带电部分的过程中,被人们叫做直接电击。

船舶中压电网弧光接地过电压的研究

船舶中压电网弧光接地过电压的研究

设计与研究本文引用格式:张亚明,刘以建,陈文秀,等.船舶中压电网弧光接地过电压的研究[J]. 新型工业化,2017,7(1):59-63.DOI:10.19335/ki.2095-6649.2017.01.010船舶中压电网弧光接地过电压的研究张亚明,刘以建,陈文秀,孙磊(上海海事大学物流工程学院,上海 201306)摘要:船舶中压电网中性点接地方式不同,发生单相接地故障时,内部所产生的弧光接地过电压大小也会有所差异。

在PSCAD 软件中,建立发生弧光接地的过电压模型,对几种基本接地方式的内部过电压抑制情况进行了仿真研究。

仿真结果表明,中性点经大电阻接地方式对单相接地故障所引起的弧光过电压有良好的抑制作用,能够保证系统供电的安全、可靠,是一种合理的接地方式。

关键词:船舶中压电网;中性点接地;过电压;PSCAD/EMTDCResearch on Arc Grounding Over-Voltage of Shipboard Medium-Voltage Power NetworkZHANG Ya-ming, LIU Yi-jian, CHEN Wen-xiu, SUN lei(School of Logistics Engineering, Shanghai Maritime University, shanghai 201306)Abstract: In shipboard medium-voltage power system, when single-phase earth fault occurs, different neutral point grounding ways, it generates vary internal over-voltage. Then, it establishes the simulation model of arc grounding’s over-voltage in PSCAD software. The simulation of the over-voltage suppression in different grounding modes is carried out. From the simulation results, it can be concluded that the high-resistance grounding of the neutral point can effectively suppress the arc grounding over-voltage caused by the single-phase grounding fault of the system, and ensure the safety and reliability of the power supply. It is a reasonable neutral grounding method.Key words: Shipboard medium-voltage power network; Neutral grounding; Over-voltage; PSCAD / EMTDC0 引言随着工业的不断进步,船用设备功率不断增大,一些低压船舶电站的容量已经不能满足总功率增加的需要,中压电力系统越来越多的被用到船舶电网之中[1]。

船舶高压电力系统常见中性点接地法的辨析

船舶高压电力系统常见中性点接地法的辨析
在船舶用电装置数量上去之后,其船舶容量也会大幅度升高,一旦用低电压等级的电缆运输电能,将会发出很高的无功功率,从而使船舶电力系统的供电效率大幅度降低,因此采用高电压等级的船舶电力系统在未来的发展前景将更加明朗。
通过这两年的发展,船舶高压电力系统应用到船舶上比船舶低压电力系统效益更加明朗。船舶高压电力系统应用于大型船舶,能够摆脱采用十几个低压发电机的困扰,并且能够提高整个船舶电站的工作效率,最重要的是大幅度的提高了大型船舶的容量,因此这就直接的决定了船舶高压电力系统在未来大型船舶上所居于的位置。
2
随着远洋贸易往来的增加,航运业也正在发展。为了节省运输成本,减少运输时间,为了提高效益,船舶逐步规模化、大型化,船舶电力容量的需求更大。电源不仅需要满足生产需要,而且要保证安全性、可靠性及经济性。
电力系统的容量不断增大,接地故障也跟着增加,严重威胁到设备的正常运行以及人身安全。这导致了许多技术方面的改革,中性点接地的选择就包括在其中。
船舶高压电力系统高压部分主要包括高压发电机组、真空断路器、高压配电板、高压变压器和高压负载(如首侧推电机)[5]。
(1)电源:由高压发电机作为主发电机组成(此外还有应急发电机和蓄电池)。高压发电机是应用高压电力系统的船舶的命脉,是动力的源头。高压发电机的型号有多种,例如:3390KVA,6.6KV,50Hz,296A高压发电机型号。
2.1
In this paper, the characteristics of different grounding systems are analyzed in detail. By analyzing and comparing the principle of neutral grounding, advantages and disadvantages, plus its practical scope. After comparing and analyzing the characteristics and advantages and disadvantages of different grounding methods, the more effective grounding scheme is further explored. The system of neutral point through resistance grounding is more economical in investment, more reliable in power supply, small in contact voltage, small in the threat of stride voltage to human safety, less in maintenance, and in equipment. The high degree of edge can regulate the earth fault overvoltage value by resistance, and the interference to communication lines is weak, and the system is more stable. But the relay did not move quickly. Due to the application of computer protection, the speed of system protection has been greatly improved. It is of great significance to the selection of neutral grounding mode in the current transformation of ship power network.
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压 又减 小故 障 电流 。
大 电流 接地 方式 只是 在继 电保 护选 择性 上 有
1 接 地 方 式 分析
接 地方 式 主要 分 为 两 类 , 需 要 断 路 器 遮 断 凡 单相 接地 故 障者 属 于大 电流 接 地 方式 ; 是单 相 凡
接地 电弧能够 瞬 间 自行 熄 灭 者 , 于 小 电流 接 地 属
接 地故 障电流标 幺值 ;
u —— 非 故 障相工 频 电压 升高标 幺值 。
由上述 公式 可 以看 出 , 当零 序 阻抗 与 正 序 阻
作 。但 随着 电压 等 级 的升 高 , 生 单相 接 地故 障 发
时, 接地 电容 电 流在 故 障点 形 成 的 电弧 不 能 自行
抗 之 比增 大 时 , 障 电流 减 小 , 故 障 相 电压 升 故 非
互换 特 性 如下 。
连续性 应是 优先 考 虑 的 目标 。 适 合舰 船 电力 系统 的接 地方式 只 有 中性点 谐 振 接地 方 式和 高 电阻接 地方 式两 种 。
2 适 合 舰 船 的 接 地 方 式
2 : 0 00 — 1 2 1 70
修 回 日期 0 00 一6 2 J 7]
高 电阻 接 地 的系 统 设 计 应 符 合 R ≤ 3 , X 的 准 则 , 限制 由于 电弧接 地故 障产 生 的瞬态 电压 。 以

作 者 简 介 : 宁 昭 (9 2)男 , 士 生 。 罗 18 , 博 研 究方 向 : 电力 系 统 安 全 运 行

要: 根据舰船电力系统特殊性 , 给出最适合舰船 中压 电力系统的两种接地方式 , 分析两种接地方式 并
的优 缺 点 , 过 计 算 得 出两 种 接 地 方 式 在舰 船 上 适 用 的范 围 , 接 地 装 置 在 舰 船 上 的应 用 提 供 参 考 依 据 。 通 为
关键词 : 中压 ; 电力 系统 ; 舰船 ; 高电阻接地 ; 谐振 接地
交流 电力 系统 是一 个很 好 的选择 。 传统 舰船 的低 压 电力 系统通 常采用 中性 点不
T r 一
尼茅 一
I f一
( 】 )

、是 / +k l +
是+ 2
u。一
式 中 : — — 正序 和零 序 阻抗 ; Z、
— —
接地 的方 式运 行 , 大 的优 点 就 是 单 相 接 地故 障 最 时, 电力 系统 能够 持续 运 行 , 影 响负 载 的正常 工 不
E ma : ig h ou @ g i c r - i nn z a lo ma . o l l n
11 8
般采 用 接地故 障 电流小 于 1 0A。R 是 系统 等
值零 序 电阻 , 是 每相 的对 地 分 布 电容 。高 电 X∞
舰 船 中压 电系 统 接 地 方 式 研 究 ——一 宁 昭 , 晓锋 , 罗 张 杨
并 不是 十分 敏感 , 此 大 电流 接 地 方 式 一 般 不 作 因
为舰船 电力 系统接 地方 式 , 特别 是 带 有 易 燃 易 爆 物 品 的舰船 。由 于舰 船 工 作 条 件 的 特殊 性 , 电 供
大 电流 接地 方式 主要 有 : 中性 点直 接接 地 、 中
性点 低 电阻接 地 、 中性 点 低 电感 接 地等 。 小 电流 接地 方式 主要 有 : 中性 点不 接地 、 中性 点谐 振 接地 、 中性 点 高 电阻接 地等 。 根 据 电 网正负零 序 等效 电路 推导 出电压 电流
高 。这 是 电 力系统 的 电压 电流 互换 特性 。在 全 局
范围 内 , 可能 有 一 种接 地 方 式 既 减 小 系统 过 电 不
熄灭 , 同时 , 间歇 电弧 产 生 的过 电压往往 又 使故 障 扩大 , 明显 降低 了 电力 系 统 的 运 行 可 靠 性 [ 。为 1 ]
此, 必须 改变 电力 系统 的接 地方 式 。
第4卷 O
第 5期
SHI P
船 海 工 程
OC EAN ENGI NEERI NG
V o.4 N O 1 0 .5 (c .2 1 )t O1
21 年 】 01 0月
舰 船 中压 电力 系统 接 地 方 式 研 究
罗 宁 昭 , 晓锋 , 张 杨 锋
( 军 工 程 大 学 电 气 与信 息 工程 学 院 , 汉 4 0 3 ) 海 武 3 0 3
高 电阻接 地 的先决 条 件 是 系统 配 电 电制 , 果 有 如 单相 负载 和 三相 四线 负 载 的需 求 , 用 高 阻 接 地 使 是不 切实 际 的 , 因此 舰 船 负 载条 件 正 好 满 足 高 电 阻接 地 的 电制 要求 。 2 1 1 高 电阻接地 的优 点 ..
中图 分 类 号 : 6 . U6 2 9 文 献标 志 码 : A 文章 编 号 :6 17 5 (0 1 0 180 17 —9 3 2 1 )50 1—4
随 着舰用 负 载 的功 率 提 升 , 船 电力 系 统 的 舰 容量 也不 断增 加 , 其 是 以推 进 电机 为 代表 的大 尤 功率 负载 的应 用 , 使得 过 大 的短 路 电流难 以抑制 。 原 来 广泛 使 用 的 低 压交 流 电力 系统 不 再 完 全 适 合 , 电力系 统 的容量 达 到较高 水平 时 , 当 采用 中压

阻接 地通 常使 用一 个小 欧姆 的 电阻接 到一 变压 器
副边 , 变压 器 原 边 接在 中性 点 和 地 之 间 。这 样 连
2 2 谐振 接地 .
中性点 经 消弧 线 圈 接 地 的 电力 系 统 , 为 谐 称
接 的好 处 是副 边 电 阻 可 以取 值 很 小 , 效 果 与 高 但 阻值 电阻 直接 接到 中性 点与 地之 间一 样 [ 。使 用 4 ]
方式 。
突 出 的优势 , 大 电流接地 方 式单相 接 地时 , 障 但 故
电流 巨 大 , 在设 备 安 全 性 、 员安 全 性 , 人 以及 供 电 连 续性 等诸 多 方 面劣 势 明显 , 且 舰 船 中压 电 力 而 系统 电压等 级与 高压 、 高压 相距甚 远 , 超 对过 电压
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