船舶電力系統(tǒng)繼電保護分析

林漢松

摘 要：近幾年，我國在航運方面發(fā)展比較迅速，主要與現(xiàn)代國內(nèi)外貿(mào)易日益增長存在著密切的關(guān)系，在航運經(jīng)濟發(fā)展時，船舶極易引發(fā)諸多的電氣事故，一旦發(fā)生此類電氣事故，就會構(gòu)成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，也會造成一定的人員傷亡，社會影響惡劣。通常情況下，船舶電氣事故的發(fā)生，主要是船舶的電力系統(tǒng)故障而引發(fā)的，如繼電保護裝置失靈、線路絕緣性差、設(shè)備絕緣能力差與短路等問題突出，容易引發(fā)火災(zāi)。為滿足需求，必須重視對船舶電力系統(tǒng)的科學(xué)性管控，做好繼電保護工作是關(guān)鍵。本文針對船舶電力系統(tǒng)繼電保護分析展開了分析與探究。

關(guān)鍵詞：船舶；電力系統(tǒng)；安全事故；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.189

實現(xiàn)船舶自動化，大大減輕船員勞動量。然而，就目前船舶電力系統(tǒng)運行情況的分析，了解到電力系統(tǒng)極易出現(xiàn)故障，最終會威脅船舶電力系統(tǒng)運行的高效性。若想實現(xiàn)傳播電力系統(tǒng)運行的高效性與安全性，必須要重視繼電保護工作，以降低故障的發(fā)生概率。

1 船舶電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)及具體要求

1.1 電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障

從電力系統(tǒng)運行的具體情況來看，應(yīng)從電能發(fā)生、輸送、配置、應(yīng)用等角度出發(fā)，對電力系統(tǒng)整體進行全方位的監(jiān)控，進而滿足電力發(fā)展的實際需求[1]。在電力系統(tǒng)中，變壓器、發(fā)電機、斷路器、主配電板、輸電線路與用電設(shè)備等都屬于一次設(shè)備，也是產(chǎn)生電能、實現(xiàn)電能傳輸?shù)闹匾O(shè)備。電力系統(tǒng)在運行的過程中，極易發(fā)生各類安全事故，且在任何條件下都可能出現(xiàn)故障，其中，短路問題最為突出。通常情況下，短路主要表現(xiàn)為兩相短路、三相短路、單相接地短路、兩相接地短路與發(fā)電機短路等[2]。導(dǎo)致短路問題出現(xiàn)的主要原因有機械設(shè)備被嚴(yán)重?fù)p傷、絕緣層被破壞與基本操作不科學(xué)等。電力系統(tǒng)多種故障的發(fā)生，過負(fù)荷問題較為突出，此類故障一旦出現(xiàn)問題，會讓絕緣的溫度逐步升高，也會加速絕緣層的老化，也會讓設(shè)備受到嚴(yán)重破壞，最終會引發(fā)火災(zāi)問題。

1.2 繼電保護的基本任務(wù)

在各設(shè)備間，電與磁存在著密切的聯(lián)系，不正常情況與故障問題的發(fā)生，會讓電力系統(tǒng)出現(xiàn)一系列的事故，最終會嚴(yán)重威脅電力企業(yè)的實際發(fā)展。在繼電保護時的主要任務(wù)為：若主配電板、輸電線路、變壓器、發(fā)電機等出現(xiàn)短路或過量負(fù)載問題時，應(yīng)在最短時間內(nèi)將存在故障的設(shè)備借助斷路器予以斷開，以脫離電力系統(tǒng)，能保證不存在故障的部分正常運行，進而降低故障設(shè)備損壞度，還可降低對鄰近設(shè)備供電系統(tǒng)所構(gòu)成的影響，進而保證電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的運行。

1.3 繼電保護的基本組成

繼電保護主要是由測量元件、執(zhí)行回路與邏輯環(huán)節(jié)三個部分所組成的。若物理量出現(xiàn)突變，通過測量之后，及時確定好故障范圍與基本類型，從邏輯判斷來判斷斷路器跳開的次數(shù)與時間，然后讓執(zhí)行回路發(fā)出一定的信號與跳閘脈沖。

1.4 繼電保護的運行原理

電力系統(tǒng)繼電保護裝置的運行，其原理為借助被保護設(shè)備前期與后期一些物理量的突變情況，一旦突變量達(dá)到一定參數(shù)值，借助邏輯判斷，能及時發(fā)出信號與跳閘脈沖。例如，借助被保護設(shè)備故障發(fā)生后期電流的不斷增大，以達(dá)到電流保護的效果；借助降低電壓來達(dá)到低電壓保護效果；借助不對稱短路發(fā)生負(fù)序電流與電壓，以形成負(fù)序保護效果。

2 船舶電力系統(tǒng)繼電保護措施

2.1 發(fā)電機繼電保護

在發(fā)電機繼電保護方面，所要保護的內(nèi)容主要包括短路、過載、錢呀與你功率保護。

（1）過電流保護。實施過電流保護時，主要包括短路與過載兩個層面。短路就是發(fā)電機運行時所出現(xiàn)的故障，而過載則是發(fā)電機在運行過程中所出現(xiàn)的不正常狀態(tài)。

（2）短路保護。短路就是在交流電中，處在不同相導(dǎo)體進行直接性的接觸與碰觸。三相四線的實施，主要包含單相、雙相與三相短路三種情況。通常情況下，短路的發(fā)生主要是由于絕緣層被損壞、絕緣層老化與操作失誤等問題而引發(fā)的。在發(fā)電機內(nèi)部，極易出現(xiàn)一系列的短路故障，但是發(fā)生概率不是很高，在此針對發(fā)電機外部進行短路保護。一旦發(fā)生短路，電流會大大增加，這會對設(shè)備、發(fā)電機等形成破壞，滋生短路故障后，要從發(fā)電機至短路點間會形成很大電流，在開展短路保護時，應(yīng)借助自動化開關(guān)內(nèi)的過電流脫扣器來進行保護與操作。具體航運船舶電力系統(tǒng)的行業(yè)文件規(guī)范來看，短路延時保護所產(chǎn)生的動作電流為發(fā)電機而定電流的3-5倍，整個工作電流的時限設(shè)定為0.2-0.6s，確定好時間后，發(fā)電機就會出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

（3）過載保護。若船舶電力系統(tǒng)中的基本運行機組具體容量無法充分滿足負(fù)載增加的情況，極易使得發(fā)電機出現(xiàn)過載現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)過載現(xiàn)象，會讓發(fā)電機的電流或功率等超出額定參數(shù)值。若在過載條件下，會讓整個機組發(fā)熱，極易引發(fā)絕緣層老化或零部件質(zhì)量受損等問題，也會縮短原發(fā)動機的具體使用使命。實施過載保護時，要加強對發(fā)電機機組的保護，且保證機組不會受到損傷，且不可對供電進行中斷。從發(fā)電機本身著手，其具有過載電流承擔(dān)效能，1.1倍的額定電流時限為2h，1.25倍的額定電流時限為0.5h，1.35倍的額定電流時限為0.08h。實施過載保護時，應(yīng)開展適當(dāng)?shù)难訒r，若發(fā)電機屬于無自動分級卸載類裝置，其在過載保護時，動作電流能夠被整定成額定電流參數(shù)值的1.25%-1.35%，延遲的時間為18s左右。

2.2 主配電板與配電設(shè)備的保護

為實現(xiàn)對電能的科學(xué)性控制，合理分配好發(fā)電機內(nèi)的電能，還要準(zhǔn)備一定的配電設(shè)備。若想達(dá)到理想主配電板保護效果，應(yīng)發(fā)揮好配電裝置的重要作用，進而提升船舶電力系統(tǒng)運行的高效性與穩(wěn)定性。配電裝置的安全運行，應(yīng)及時配備好電路運行所需的信號指示器、開關(guān)、調(diào)節(jié)電器、保護電器與測量儀表等。此外，還要加強對負(fù)載分路、主電源等的科學(xué)性控制與保護。

3 結(jié)束語

綜上所述，為促進船舶的高效運行，降低故障的發(fā)生概率，減少經(jīng)濟損失，必須加強對船舶電力系統(tǒng)的安全保護，及時應(yīng)對好故障問題，以實現(xiàn)船舶自動化運行的高效性與科學(xué)性。實施船舶電力系統(tǒng)繼電保護工作時，應(yīng)加強對發(fā)電機、主配電板與配電設(shè)備故障等的保護，應(yīng)對好短路、過載與過電流等問題，以保證船舶運行機組運行的安全性。

參考文獻：

[1]宋立范.船舶電力系統(tǒng)繼電保護的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（18）：99.

[2]魏坤，安寧，楊博，張碩，李童飛.電力系統(tǒng)繼電保護配置方案及其可靠性分析[J].河北電力技術(shù)，2016（S1）：60-62.