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船舶电站并车自动化以及协调保护研究

船舶电站并车自动化以及协调保护研究

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作者：曾宪敏长沙理工大学

学位级别：硕士

随着船舶不断向自动化和大型化方向发展,船舶电力系统供电的供电质量、连续性和可靠性,将直接影响船舶的经济运行和生命力。传统的以熔断器和电流保护构成的简单继电保护方案不能满足现代船舶的电网的要求。因此对船舶电站自动并车与自... 详细信息

随着船舶不断向自动化和大型化方向发展,船舶电力系统供电的供电质量、连续性和可靠性,将直接影响船舶的经济运行和生命力。传统的以熔断器和电流保护构成的简单继电保护方案不能满足现代船舶的电网的要求。因此对船舶电站自动并车与自动解列,船舶电网保护的研究显得尤为重要。论文基于Matlab平台,模拟包含两台相同发电机的船舶电站,当负荷增加到超过单机容量80%时,启动待并机组,通过调整待并机组转速和励磁来降低待并机组的电压与频率。当负荷减少到双机总容量30%时,通过调整其中一台发电机的转速和励磁,逐渐把该机组的负载转移到另一台发电机,当该机组所带负载小于20%时,自动把该机组从电网解列。为了解决传统船舶环形网络保护选择性与快速性矛盾的难题,提出了一种保护加速的方法。该方法通过比较各段线路两端电流相位差值来确定故障区域,再实时调整各个断路器跳闸时间,使故障点两侧最近的两个断路器能瞬时跳闸,从而达到保护加速的目的。同时使这两个断路器各自上一级的断路器延时0.3秒后跳闸,作为其各自的后备保护。针对发电机出口两个断路器无后备保护的问题,提出了三种解决方案。利用Matlab/GUI,实现船舶电力系统电流保护协调性分析软件的设计。其能按用户要求绘制和调试上下级保护以及电流三段保护配合曲线。界面中的继电器参数可直接传递给Simulink中相应继电器,方便直观地对系统上下级保护和电流三段保护之间的协调性进行分析。仿真算例验证了软件的保护协调性分析功能。基于Matlab/Simulink仿真,论文成功模拟了含有两台相同发电机的船舶电站自动并车与自动解列,对工程实际应用有一定指导作用。提出了一种船舶环形电网保护加速的方法,该方法能使故障点两侧最近的两个断路器瞬时跳闸,能达到保护加速的目的,同时也解决了传统差动保护无后备的难题。设计的电流保护协调性分析软件为船舶电力系统中分析与验证多个电流继电器之间的整定配合,提高保护的选择性提供了一种工具。

关键词：船舶电力系统 Matlab 自动并车与解列电流保护配合环形配电网保护加速

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