大型艦船電力系統(tǒng)自適應保護原理研究.pdf

1、近年來，隨著以全電力推進技術為基礎的綜合電力系統(tǒng)和大量高能艦載武器的出現(xiàn)，艦船電力系統(tǒng)的規(guī)模和容量越來越大，電力系統(tǒng)在艦船子系統(tǒng)中的重要性大大提高，直接關系到艦船生命力，因此對艦船電力系統(tǒng)供電可靠性提出了更高的要求。為此，大型艦船電網(wǎng)的電壓等級由低壓400V 提升至中壓6kV 甚至10KV，網(wǎng)絡結構形式也由單一的輻射狀網(wǎng)絡發(fā)展為環(huán)形網(wǎng)絡和更為復雜的網(wǎng)形網(wǎng)絡，電網(wǎng)運行方式更加靈活多變，這些特點導致電網(wǎng)發(fā)生故障時短路電流大幅增加，傳統(tǒng)的以熔

2、斷器或電流保護構成簡單繼電保護方案不能滿足現(xiàn)代艦船電網(wǎng)的要求，因此，對大型艦船電力系統(tǒng)繼電保護相關問題的研究有著重要意義。論文圍繞大型艦船電力系統(tǒng)的主后備方案、實現(xiàn)自適應保護功能的網(wǎng)絡拓撲識別方法以及艦船中壓經(jīng)高阻接地電力系統(tǒng)的單相接地選線原理等方面的關鍵技術進行了研究和論述。
　　 艦船電網(wǎng)的輸電距離短，線路阻抗很小，陸地電力系統(tǒng)中常用的距離保護和電流保護在艦船無法正確定位故障區(qū)域，論文根據(jù)差動保護故障選擇性強的特點將其作為艦

3、船電網(wǎng)的主保護，通過仿真分析得出距離保護和過流保護不宜作為艦船電網(wǎng)后備保護，根據(jù)艦船電網(wǎng)相比陸地電網(wǎng)規(guī)模小的特點，提出將集中式廣域后備差動保護應用到艦船電網(wǎng)自適應繼電保護方案中，并給出了廣域通信系統(tǒng)失效時的就地保護方案。
　　 大型艦船電力系統(tǒng)的運行方式種類多樣，特別是在戰(zhàn)斗情況下，戰(zhàn)損及其引起的故障導致電力系統(tǒng)頻繁重構，網(wǎng)絡拓撲隨之改變，要實現(xiàn)保護方案的自適應，必須對網(wǎng)絡拓撲進行跟蹤識別，及時調(diào)整保護的性能。論文分析了大型艦船

4、電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構及運行方式，將樹搜索法和鄰接矩陣法綜合起來，提出一種可以用于艦船多電站梯形網(wǎng)絡拓撲識別的方法，與本文提出的艦船電力系統(tǒng)保護方案相適應。
　　 艦船電力系統(tǒng)普遍采用中性點小電流接地方式，單相接地短路時故障特征不明顯，導致繼電保護系統(tǒng)一般都無法識別單相接地故障，需要制定單獨的單相接地選線方案。陸地中低壓配電網(wǎng)中發(fā)展出很多基于不同原理的選線方法，但選線裝置在實際現(xiàn)場運用中的準確率始終不能令人滿意，主要原因是故障電氣量很小