DP3母联闭合中压电力系统保护设计及HIL试验验证

在介绍动力定位技术与解读相关规范的基础上,分析DP3船舶母联闭合电力系统短路保护的要求,结合实际案例进行系统短路保护设计和配置,提出一种适用于母联闭合中压电力系统的高效简洁保护方案。该方案在控制硬件成本的同时,保证了隐藏故障发生情况下短路故障的快速隔离。通过硬件在环仿真的试验方法对所设计的系统短路保护方案进行验证,证明了方案原理的正确性。     

DP-2工况下闭合母联电力系统设计

对闭合母联电力系统在具有动力定位(Dynamic Positioning, DP)性能(DP-2)的海工平台或特种船上的应用进行介绍。从过载保护设计、调速器设计和短路故障穿越能力设计等方面阐述闭合母联电力系统在DP-2工况下的设计要求和设计要点,总结得出满足DP-2要求的闭合母联电力系统典型设计方案。     

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。     

船舶直流电网短路故障限流保护方法

船舶直流电网短路下会导致电路中断,通过限流控制方法进行电网短路故障分析,提出一种基于LLC串联谐振保护控制的船舶直流电网短路故障限流保护方法。构建船舶直流电网短路故障下的耦合参数模型,测试电路的电流、电压和功率因素的参数,建立电网短路故障下的谐振参数分布矩阵,由此构造电网短路故障限流保护输出调节封闭方程组,调节输出线圈的次级侧绕组的自感,进行电流谐振控制,构建LLC串联等效电路模型,进行电网的连通性判别,计算电流超限阈值,实现船舶直流电网短路故障限流保护系统的硬件设计。测试表明,采用该方法进行电网的限流保护,能有效排除电网短路故障。     

电力系统故障限流器的研究现状与应用前景

规模迅速发展的现代电力系统,正面临着短路故障电流随着系统容量的持续增加而不断增长的挑战。一种带故障限流器(FCL)的新型系统保护方案因其显著的优越性,正在逐步进入现代电力系统。本文介绍了目前几种最具发展潜力的FCL,总结了国内外的研究状况,最后对FCL的应用前景进行了展望。     

船用直流综合电力推进系统短路电流计算方法

直流短路电流计算方法是船用直流综合电力系统设计的重要组成部分,其设计正确与否关系到直流综合电力系统的保护设计方案与系统安全可靠运行。文章阐述了船用直流综合电力推进系统短路电流计算原理及计算方法,主要针对直流侧两极短路故障进行分析,充分考虑系统故障后的暂态和稳定过程。并给出相应的计算公式,结合实际算例,通过MATLAB的simulink平台仿真验证计算方法的正确性。     

大型船舶电力系统短路故障诊断系统

电力系统是船舶唯一的电力来源,一旦发生故障,电力供应就会立即中断,影响了船舶安全稳定运行。为此,针对目前提出的基于卷积神经网络、聚类分析、支持向量机的3种电力故障诊断系统鲁棒性不足的问题,在遗传算法的基础上,设计一种新的大型船舶电力系统短路故障诊断系统。该系统设计分为总体框架设计、硬件设计与软件设计3部分,为测试系统鲁棒性,进行压力测试。结果表明,与目前3种短路故障诊断系统相比,本系统面对不断增长的压力,系统失效次数更少,显现出来较强的鲁棒性,保证了船舶的安全稳定运行。     

船舶直流母排电感计算及保护建模方法的研究与验证

针对船舶小容量低压直流电力系统选择性保护设计这一难题,基于直流母排杂散参数分析原理,对计算方法进行研究,提出基于经验电感率的改进计算方法,提高直流母排杂散电感参数的计算精度;另一方面,优化熔断器纯电阻简易模型,对交流熔断器这一保护器件,结合相关文献及短路试验实测数据,建立新的分阶段熔断器模型,并通过MATLAB/Simulink进行仿真,经实际短路试验验证,仿真结果精确度较高,从而验证了直流母排的计算方法与模型的正确性,在实际工程中可提升直流母排系统短路故障选择性保护方案的准确性。     

船舶直流母排电感计算及保护建模方法的研究与验证

针对船舶小容量低压直流电力系统选择性保护设计这一难题,基于直流母排杂散参数分析原理,对计算方法进行研究,提出基于经验电感率的改进计算方法,提高直流母排杂散电感参数的计算精度;另一方面,优化熔断器纯电阻简易模型,对交流熔断器这一保护器件,结合相关文献及短路试验实测数据,建立新的分阶段熔断器模型,并通过MATLAB/Simulink进行仿真,经实际短路试验验证,仿真结果精确度较高,从而验证了直流母排的计算方法与模型的正确性,在实际工程中可提升直流母排系统短路故障选择性保护方案的准确性。     

经电阻接地的直流电力系统接地故障保护方法

中性点经电阻接地方式的直流电力系统在发生单极对地故障后,虽然系统仍可继续运行,但若不尽快实施保护动作、隔离接地故障,容易引起二次故障、甚至出现正负极直接短路等严重故障。为了解决一种经电阻接地的直流电力系统接地故障检测及其定位保护的难题,提出了基于附加接地电阻的直流电力系统接地故障定位保护方法。通过PSCAD?EMTDC时域仿真,验证了该方法的有效性。     

直流全电力推进船舶短路故障管控技术研究

本文从船舶直流电网的发展背景出发,分析了船舶直流电网的短路故障特性和保护需求;基于统一框架,对国外直流电网短路故障管控技术,包括故障检测、故障隔离和网络重构等方面的研究进展进行了分析,梳理了目前不同技术手段的特点和优缺点以及对于直流全电力推进船舶的适用性;指出了直流全电力推进船舶短路故障管控技术未来发展和后续研究重点建...     

直流区域配电系统的保护方法

本文主要研究了利用电力电子器件来保护系统的方法.电力电子变换器通过监测流过其中的电流,识别短路故障的发生,从而控制电力电子器件关断,实现故障的隔离.在PSCAD/EMTDC中搭建系统模型,仿真研究了系统中典型短路故障点的电流波形,以及电力电子变换器作为断路器的运行情况和对系统正常运行的影响,为今后舰船电网的保护提供了新...     

直流区域配电三相逆变器过流保护策略

直流区域配电系统中三相逆变器的过流分为过载过流和短路过流两种情况。区配系统要求逆变器具备在不同过载情况下维持运行一定时间以及短路过流时限制电流为两倍额定电流并维持0.5 s的能力。因此针对过载能力要求,通过拟合过载反时限曲线实现保护;针对短路保护要求,通过限定电流环参考值实现短路保护。实验结果证明了逆变器过流保护策略的有效性。     

基于自适应拓扑建模的船用电网短路计算方法

为提高舰船电力系统短路计算的效率、准确性,适应现代舰船规模日趋庞大,结构易变等复杂环境,提出一种基于自适应拓扑建模的短路计算新方法。利用船用电网辐射结构特点,对网络进行二次辐射建模,并针对此模型制定了电源等效次序算法,而后基于戴维南等效定律,将网络中的电源路径按照电源等效次序逐级合并,最后得到网络对于短路点的戴维南等效电路,从而获得短路电流。该算法可对主要异步电机反充负荷进行量化计算,并能应付多电源、多重故障、不对称故障短路等复杂情况。性能分析和算例分析表明:该算法高效、准确,并能适应多种复杂环境。     

同步发电机短路动态过程的Matlab仿真研究

同步发电机是船舶电力系统中重要的设备,准确地分析同步发电机短路动态过程对同步发电机和电网安全保护设计都具有重要的意义。本文以理想化的同步电机为基础,分析了同步发电机的数学方程,并利用Matlab的S-Function函数建立其软件仿真模型,完成了三相短路故障和两相相间短路故障的仿真研究。仿真结果清晰的展示了短路动态过程中电机主要参数的变化情况,证明所采用的仿真方法准确、有效。     

船用推进变频调速装置保护技术研究

推进变频调速装置是船用电力推进系统关键组成部分,一旦损坏不能正常运行,将导致全船整个推进系统瘫痪,失去前进动力。基于推进变频调速装置在船用电力推进系统中的重要使命,本文针对船用变频调速装置可能存在的故障类型进行了分析,提出了相应故障类型的保护要求,给出了保护方法,并对关键保护技术进行了试验验证。试验结果满足设计要求,证明了保护方法的可实现与有效,提高了船用动力系统的可靠性,具有较高的理论研究价值和工程应用价值。     

基于单片机的船舶机舱组合报警系统设计

船舶机舱组合报警系统具有把多路报警信号、以不同的报警音调和报警优先级在机舱中传播的功能。本文基于STC12C5608AD单片机和音频功率放大器TDA1013B设计了一种能满足上述功能的机舱组合报警系统控制电路,给出系统的软硬件设计方案。该报警控制电路符合CCS规范和GB9193—2005要求,已在实船系统中得到应用。     

舰船交流环形电力系统保护性能分析

论文介绍了时间电流原则应用于舰船电力系统时的整定方法,结合舰船交流环形电力系统的短路电流特点,对该保护方法分别在环形输电网和辐射状配电网中的保护特性进行详细分析,总结了时间电流原则保护方法存在的不足及原因。