基于逆变电源组网的综合电力系统保护技术研究

在对逆变电源短路限流特性及塑壳式断路器的保护特性进行分析的基础上,提出了基于逆变电源组网的综合电力系统保护策略,对逆变电源及配电断路器的保护进行了配置与整定,最后采用物理试验验证了这种保护策略的正确性,可作为综合电力系统保护设计参考。     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

舰船综合电力系统可实现全舰能量的综合利用,被誉为是舰船动力的第三次革命。介绍了一代和二代舰船综合电力系统的技术特征。结合我国综合电力系统设备的技术现状,介绍我国一代半舰船中压直流综合电力系统的研究进展,分析了系统层面存在的难点,主要包括:系统建模和电磁暂态仿真、气轮机发电机组和柴油发电机组并联、系统稳定性分析和分层保护等,并给出了解决的方法,指出中压直流综合电力系统需要在中压直流断路器、系统储能、系统安全运行和多时间、多目标能量调控方面进一步开展研究。     

一种高供电可靠度的交流供电方案研究

随着舰船综合电力系统技术的发展,逆变电源已成为部分全电力推进舰船电力系统的主供电电源。逆变电源作为电子设备,虽然具有电能品质高、响应速度快的优势,但也存在任务可靠度低的不足。针对这一问题,本文提出一种新颖的基于冗余逆变电源切换策略的并联供电方案,分析了高任务可靠度的供电切换方法。通过电源系统的供电可靠度建模和计算,本文所提出方案在仅增加一台冗余电源的前提下,不仅提升了重要负载的供电可靠性,同时也提高了全船全网的供电可靠度。     

基于逆变电源组网的电力系统短路电流改进算法

船舶电力系统的短路电流计算对于系统保护整定和各电气设备的选择性校验具有重要意义。随着综合电力系统的发展和直流电制的应用,逆变电源逐渐取代传统交流发电机成为船舶电力系统交流电网的主电源。由于逆变电源短路时输出电流相对于发电机短路电流数量级大大减小,传统电动机反馈电流计算方法的相对误差被放大不容忽略。本文对比分析了传统交流发电机和逆变电源的短路特性,提出了可应用于逆变电源组网的电力系统中电动机反馈电流的改进算法,通过仿真验证了该改进算法相对于传统算法的优越性。     

舰船综合电力系统发电机组投切条件分析

由于采用大小容量发电机组配置方式,舰船综合电力系统发电机组投切条件与采用等容量发电机组配置的传统舰船电力系统发电机组投切条件不尽相同。以英国皇家海军45型驱逐舰综合电力系统为例,分析了其不同运行工况下的机组运行方式,根据设计经验,给出了其可能的发电机组投切条件。     

基于逆变电源组网的船舶电力系统短路电流计算方法适用性研究

船舶电力系统的短路电流计算是系统保护设计和整定的依据。常用的船舶电力系统短路电流计算方法由于采取各种近似和等效方法对结果造成了一定误差,在基于逆变电源组网的船舶电力系统中,由于逆变电源相对于传统发电机输出短路电流数量级的减小,这种近似算法的相对误差被放大不宜忽略。本文首先分析了采用电力电子技术的逆变电源的短路特性,然后搭建了基于逆变电源组网的船舶电力系统仿真模型,基于此对常用标准中等效平均电动机短路电流计算方法的误差进行分析,并提出了相应的修正建议。     

针对舰船直流综合电力系统中低阻抗故障和电力电子设备的保护方案

舰船直流综合电力系统采用了大量的电力电子器件,其保护需求不同于传统的交流电力系统。从系统的角度分析直流综合电力系统短路故障,以及电力电子器件设备的内部故障特点,重点、深入地探讨直流综合电力系统保护需求,得出系统的保护功能与模块内部参数设置密切相关的观点,以及限流、速动等11项保护要求,形成针对系统短路和电力电子设备的保护方案。根据国内外直流断路器、直流限流器等主要直流保护器件的技术现状,进一步提出电力系统保护器件的技术发展需求。     

舰船电力系统自适应保护技术研究

随着舰船电力系统的不断发展,系统配置、网络结构和运行模式等方面较传统舰船电力系统都发生了较大的改变,以离线整定为特征的三段式电流保护方法已不能满足要求.在全面分析传统继电保护特性的基础上,提出舰船电力系统自适应保护策略,利用网络结构和系统状态自动在线调节保护整定值,可以有效地提高保护的灵敏性和选择性.     

新型限流断路器在舰船电力系统中应用分析

针对舰船直流电力系统,开展了新型限流断路器的相关研究,研制出了高速限流断路器样机并进行了短路分断的验证实验。本文还对舰船电力系统中安装直流限流断路器方式进行了应用分析,结果表明该新型直流限流断路器能够满足现代舰船大容量电网对保护设备的要求。     

逆变电源短路保护及限流策略

介绍了逆变电源IGBT短路耐受能力的概念,在分析了基于集电极-发射极电压检测的IGBT短路保护电路之后,详细介绍了三相逆变电源的短路模式和保护方法,并提出了一种硬件限流电路和软件限流环相结合的逆变电源限流策略,试验结果验证了该策略能有效地提高逆变电源的抗短路冲击能力.     

船舶电力系统中的纵差动保护

随着船舶供电网络结构复杂程度和选择性保护要求的提高,将纵差动保护应用于船舶电力系统有着越来越大的实际意义.它可对各种两端电缆及多引出线的母线短路故障进行有选择性的保护,同时,数字式纵差动保护也将为整个保护策略和后续供电控制提供了一个全新的实现方法.     

基于DSP的舰船交流电力系统保护装置设计

舰船交流电网采用以大功率逆变电源为核心的新型电网结构,对电力系统保护设计也提出新的要求。为实现系统保护本文采用DSP TMS320LF2407A为核心器件的舰船电站交流系统保护装置。介绍了保护装置的工作原理和系统保护方案的基本思路。通过试验证明保护装置性能良好、设计思路合理可行,并已交付用户使用。     

基于高速限流重合闸装置的舰船直流电网选择性保护方法

舰船电网电气传输距离短,短路电流沿线路衰减很小,高上升率的短路电流往往会使上下两级开关同时动作,导致选择性保护失效。本文在舰用300A和1000A塑壳开关电磁脱扣器特性曲线基础上,分析了舰船电网电流原则选择性保护失效的原因,提出了一种基于高速限流重合闸装置——HLB的选择性保护方法。故障时,通过HLB的快速限流,避免了上级开关动作,故障支路开关跳开后,HLB快速重合闸恢复对无故障支路的供电,实现系统的选择性保护。实验证明该方法可以将预期峰值100kA,时间常数为7ms的短路电流限流在15.4kA,故障切除后50ms内重合闸恢复对非故障支路的供电,实现电网的选择性保护。     

船舶电力系统的故障诊断及处理研究

介绍了一种船舶电力系统监控架构,针对该监控架构提出故障诊断及处理策略,将电力系统的故障分为直流幅压电网故障、交流电网故障和直流24 V电网故障,给出不同故障诊断的依据及判断部位.针对不同故障,提出不同的处理措施,当供电支路发生过载或短路故障时,通过分级保护实现供电支路的隔离;当电源发生故障停机时,通过电力系统拓扑结构改变,实现故障重构,恢复未故障区域供电.该故障诊断及处理策略能够满足电力系统自主运行的需求,适用于无人舰船.     

一种舰船发电系统可靠性分析方法及其应用

发电机组运行的可靠性是电力系统供电可靠性的一个关键环节,本研究在状态空间分析理论的基础上,建立了舰船电力系统负荷和电站发电机组的概率模型,介绍了舰船发电系统的可靠性分析方法。举一实例进行分析,得出可靠性分析结论。     

多供电模式舰船发电机励磁控制器保护系统

为提高舰船发电机励磁控制器保护效果,设计一个多供电模式舰船发电机励磁控制器保护系统。系统硬件主要包含处理器和模数转换模块,并提出数据采集流程,并对前馈环节做了控制,完成系统软件设计;最后进行反模糊控制,实现舰船发电机励磁控制器保护。实验结果表明,此次研究的保护系统在调压扰动下能够快速稳定电磁功率,并能够在发电机故障时将机组转速恢复到额定值,证明此次研究的系统具有较好的保护性能。     

一种基于概率统计方法的舰船发电系统可靠性分析方法

发电机组运行的可靠性是电力系统供电可靠性的一个关键环节．本文基于状态空间分析理论建立了舰船电力系统负荷和电站发电机组的概率模型．介绍了舰船发电系统的可靠性分析方法，结合实例进行研究分析，最后得出其系统可靠性的分析结论。     

舰艇柴油发电机组系统稳态可用度分析磁

柴油发电机组系统是船舶动力系统的重要组成部分,为船舶设备正常工作提供用电保障。作为船舶独立电源,其性能稳定性和工作可靠性是设计、使用部门最为关注的问题。船舶一般配置4～8台柴油发电机组,通过控制柜,构成比较复杂的供电电网。论文针对船舶柴油发电机组及供电网络的特点,运用马尔科夫模型,对系统可用度进行计算、分析,找出提高机组系统可用度的措施,为柴油发电机组系统设计、使用提供参考。     

短路故障时柴油发电机组隔振系统响应分析

柴油发电机组常采用隔振设计来减小振动和冲击。MAN公司要求核电柴油发电机组及其隔振系统能在发电机短路故障的情况下保证设备的安全,但该公司对短路故障时系统冲击特性的评估方法并未公开。分析了某机组及隔振系统静力学特性和动力学特性,计算了柴油发电机组及其隔振系统在正常运行时的振动特性,采用逐步积分法计算了系统在短路故障时的响应,计算结果与MAN公司计算结果一致,因而成功反演了该公司对于核电柴油发电机组隔振系统在短路故障时的冲击分析方法,可为我国同类产品的设计提供技术参考。     

新型IGBT驱动策略在船用直流电网短路保护中的应用

为解决船舶电力系统短路保护的快速性和选择性问题,提出基于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的船用直流电网瞬时短路保护策略。通过研究IGBT短路特性,提出di/dt与集电极电压VCE联合检测短路策略,提高短路故障检测的快速性和准确性;同时,提出IGBT软关断短路保护策略,实现在发生短路时缓慢减小集电极电流,从而大大减小关断电压尖峰。通过试验验证算法的可行性。