船舶高压电力系统PPT课件
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轮机工程学院船电系
电力系统及其自动化
2020/11/23
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(1)中性点不接地方式 由于不接地方式的中性点对地绝缘,较安全、可靠,当电 力系统发生单相接地故障时,不会影响三相电压各相之间 的对称关系,一线接地也不形成短路,可以继续带接地故 障运行2小时,供电连续性好。中性点不接地电力系统, 单相接地电流由电力系统对地分布电容电流决定。对于输 电线路距离较近的低压电力系统,输电线路各相对地的电 容较小,因此接地故障电流也很小,瞬时性故障往往自动 消除。因接地电流小,对通信电路的干扰也小。
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2020/11/23
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促使船舶采用高压电力系统的主要原因
1) 目前,船舶低压工频发电机的设计容量上限为2.5MW,超过这
个极限的发电机在设计技术上是困难的,在经济上也不合算。
如今很多大型船舶的电站容量已达到十几MW甚至几十MW,
按此条件采用常规船用低压发电机,一艘船上将安装十几台甚
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2020/11/23
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1 船舶高压电力系统电压等级 世界各国以及在不同应用领域关于电力系统电压等级的标 准并不完全一致。
美国电气和电子工程师协会IEEE标准规定,额定电压大于 1KV,小于10KV的电力系统为中压交流电力系统。其中 常用的有3.3KV /3.0KV、6.6KV /6.0KV、11KV /10.0KV三个等级,上述等级中分子、分母分别表示额 定频率为60HZ、50Hz的电力系统所对应的额定电压。
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第七章 船舶高压电力系统
2020/11/23
随着船舶电气设备自动化程度的不断提高以及船员生活、工作条件 的逐步改善,船舶电气负荷急速增加,相应的船舶发电机的功率也 随之大幅度增加。
目前大型船舶电力系统容量设计值已高达15MVA~20 MVA,大 型
豪华游轮更高达70MVA。
已经被广泛采用近半个多世纪的船舶低压电力系统已无法满足现代 化大型船舶电力系统容量的要求,船舶高压电力系统有不断增加的 趋势,这将给船舶电力系统带来一系列新的变化。
粗,并需多股并联,造成电缆的发热量增大、线路传输损耗严
重,布线与安装上更加困难。随着电压等级的提高,输送同一
功率采用的电缆规格与数量都可大幅下降。在船舶电缆的选择
来自百度文库
上,采用高电压等级的优越性最为显著。
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2020/11/23
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采用船舶高压电力系统后,保护装置、接地、高压变 压器、变配电方式、主开关型式、电缆端头的构造及 处理方法都与低压船舶电力系统有很大差别,特别是 船舶高压电力系统往往采用中性点接地方式,与低压 电力系统普遍采用中性点绝缘方式有着明显的区别, 中性点采用何种接地方式也是船舶高压电力系统需要 解决的关键技术。目前,从国内外应用来看,船舶高 压电力系统普遍采用高电阻接地方式。船舶高压电力 系统给船舶电气系统带来一系列新的变化,船舶设计、 使用、管理者必须特别注意。
至更多的发电机组,这显然是不合理的,实船上也无法实现。
2) 随着船舶电站容量的增大,当船舶电力系统发生短路故障时,短
路电流也大幅度增加。如果采用低电压等级的船舶电力系统,
大幅度增加的短路电流已使目前所能生产出的开关电器与保护
装置的断流容量无法满足要求。
3)如果输送大功率电能仍采用低电压等级,船舶电缆的截面会很
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(3) 具有金属外壳的控制设备、配电设备组件和静止变换 器的外壳防护等级至少应为IP32,如安装在非专职人员可 以到达的处所时,则其外壳防护等级至少为IP4X。
(4)由于功率大,损耗的绝对值也大,加上机舱压力水雾 灭火系统对船舶发电机防护性能的要求,所以船舶高压发 电机绝大多数采用空气一水冷却方式,其防护等级一般为 IP54以上,可满足IP44的最低要求。至于冷却水用淡水 还是海水视具体船舶设计而定,但不论何种水质,空气一 水冷却器均应做成双管式,具有泄漏传感器报警装置。
(1) 旋转电机的外壳防护等级至少应为IP23,其接线盒 的防护等级至少应为IP44。安装在非专职人员可以到达处 所的电动机,其外壳防护等级至少为IP4X,以防止人员接 近或触及电机的带电或转动部分;
(2) 变压器的外壳防护等级至少应为IP23,如安装在非 专职人员可以到达的处所时,则其外壳防护等级至少为 IP4X。
可见,中国船级社规定,超过低压电压等级的船舶电力系 统就称为船舶高压电力系统,这样,船舶高压电力系统的 电压等级在1KV至15KV之间。
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2 船舶高压电力系统防护要求
2020/11/23
船舶高压电气设备的外壳防护等级均应与其安装场所相适 应,除至少应符合外壳防护等级的最低要求外,还应满足 下列要求:
在中压电压等级之上,IEEE标准还有高压和超高压电压等 级。
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中国船级社CCS《钢质海船入级规范2009》(第四分册) 对交流高压电气装置特殊要求中指出:
交流高压电气装置适用于额定电压(相间电压)超过1kV的 交流三相电气装置。除另有明文规定外,低压电气设备的 构造和安装一般也适用于交流高压电气装置。系统额定电 压应不超过15kV。但如有特殊需要,经CCS同意可以采用 更高的电压等级。
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3 船舶高压电力系统中性点接地方式 目前, 船舶高压电力系统在国内尚处于起步阶段。特别是随着船舶 高压电力系统的推广使用,中性点接地技术越来越引起船舶设计者 的广泛重视。中性点采用何种接地方式是船舶高压电力系统需要解 决的关键技术、热点问题。 3.1 电力系统中性点运行方式 电力系统的中性点(neutral point)运行方式是指电源或变压器 中性点采用什么方式接地。 3.2 中性点运行方式分类 通常中性点运行方式分为以下几种: (1)不接地方式,又称中性点绝缘; (2)直接接地方式,中性点直接与接地装置连接; (3)消弧线圈接地方式,中性点经电抗器(称消弧线圈)与接地 装置连接。 (4)电阻接地方式,中性点经过电阻与接地装置连接;
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3.3 中性点接地方式分析
2020/11/23
电力系统中性点的接地方式是一项综合性技术问题,必须 考虑以下几个方面的因素:电力系统供电的安全性、连续 性和可靠性;过电压保护和绝缘技术措施的配合;继电保 护构成和断路器跳闸方式;配电网和线路的结构;人身和 设备的安全等。