维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第４期 浙江交通科技 ６５ 船舶电站欠压保护整定值分析 徐 宏 （浙江省船舶检验局宁波检验处宁波） ［摘要］文章分析了船舶电站欠压保护的意义，并通过船舶电力系统在瞬变状态的各种情况的分析，得 了欠压保护整 定值并不是在额定电压的８０％一３５％范围内可以任意选择的，大多数船舶应选择在额定电压的８０％一７０％的结论。 ［关键词］船舶电站；欠压；保护；整定值；分析 １整定值的范围 关于船舶电站欠压保护整定值，在１９８３年颁布 国家标准《柴油机动力海洋船舶系泊及航行试验通 则》和２００１年《钢质海船入级与建造规范》中的叙 述是有所不同的。在实际执行中，各开关厂、配电 板厂、船厂的整定值相距甚大。有的整定在１６０— １９０Ｖ，有的整定在１９０—２１０Ｖ，有的整定在２４０— ２６０Ｖ，有的整定在２８０—３００Ｖ。本文就此问题进行分 析，供大家参考。 １９８３年系泊试验大纲的叙述为“欠压保护，具 有延时动作特性的欠压保护装置，其动作值应整定 在额定电压的７０％一８０％范围内动作，延时１—３ 秒。低于７０％额定电压时，其延时特性应与短路保 护的延时特性相协调。不具有延时特性的欠电压保 护装置，应调整在额定电压的４０—７５％范围内动 作。”２００１年《钢质海船人级与建造规范》中是这样 叙述的：并联运行的发电机应设有欠压保护并能满 足如下要求：（１）用于避免发电机不发电时闭合断 路器时应瞬时动作； （２）当电压降低至额定电压的 ７Ｏ％一３５％时，应经系统选择『生保护要求的延时后动作。 ２对船舶电站与发电机调压系统的研究 船舶电站欠压保护的意义有两重，即发电机保 护和系统保护。就发电机保护而言，各种船舶的各 类电站的要求是基本一致的，主要作用在于并联运 行的电站避免发电机不发电时闭合断路器时应瞬时 动作。但就系统保护而言，船舶电站欠压保护整定 值就要视具体情况进行分析了。电站的运行存在着 两种状态，持续稳态运行状态和瞬变状态。一般来 讲，目前绝大部分船舶电站在设计时，系统在考虑 系统的负荷系数和同时系数后发电机容量是留有相 当余量的，除个别特殊船舶如工程船外单台最大功 率电动机的功率均不会超过电站正常运行时额定功 率的３０％一４０％。在持续稳态运行状态下，电压调 整率不大于２．５％，若低于７０％额定电压，在６５％左 右额定电压下，由于负载和因频率下降电抗减小的 共同作用，电动机出现电枢反应畸变，会出现１．５倍 以上的持续大电流，长时间工作可能对电动机极为 不利，而发电机由于功率大，此时很可能尚未过流， 若欠压保护尚未动作，将导致部分电气设备烧毁， 因此，对于这种状态，发电机欠压保护整定值小于 ７０％额定电压，没有意义。值得讨论的是船舶电力 系统在瞬变状态的各种情况。船舶电力系统瞬变过 程极其复杂，但主要是电磁瞬变和电机转速、频率 瞬变，相对于后者，电磁瞬变过渡过程持续时间要 小得多，只有０．１秒至零点几秒，完全在具有延时动 作特性的欠压保护装置的延时动作范围之内，因此， 电磁瞬变引起的电压降落在具有延时动作特性的欠 压保护装置上不会引起动作；而转速、频率等机械 瞬变，启动除个别特殊船舶如工程船外单台最大功 率电动机，在极端情况下，引起的电压降落不会超 过额定电压的１０％一１５％，因此，当电压降低至额 定电压的８０％一３５％时，应经系统选择性保护要求 的延时后动作是合适的，除个别特殊船舶如工程船 外的大多数船舶将船舶电站欠压保护动作值整定在 额定电压的７０％一８０％范围内动作，延时１—３秒是 有利的。对于特殊船舶如工程船，由于单台最大功 率电动机的功率可能相对很大，为保证电力系统工作的 稳定ｌ生，应根据其具体情况降低欠压保护动作值。 在具体实践中，对ｄＯＯＫＷ以下的中小型发电机 组，电压表上显示，突加１００％额定负荷时，电压瞬 时降落一般不超过额定电压的１０％，启动单台最大 功率电动机电压瞬时降落一般不超过额定电压的 ５％，过渡过程约零点几秒。对４００ＫＷ以上的中大型 发电机组，单台最大功率电动机的功率与电站正常 运行时额定功率的之比相对于中小型电站更小，因 此，起动单台最大功率电动机对电网电压波动的影 响相对较小。对设有侧推动力的船舶，其侧推电动 机功率较大，但由于采用Ｙ一△启动，设计启动电流 为额定电流的２—２．２倍，义是在双机并联运行条件 下工作，启动侧推电动机对电网电压波动的影响也 不大。因此，大多数船舶将船舶电站欠压保护动作 值整定在额定电压的７０％一８０％范围内动作，延时１ ３秒是可行的，它不会影响电力系统工作的稳定 性，有利于发电机和电器设备的保护。 ３结论 船舶电站欠压保护整定值选择在当电压降低至 —额定电压的８０％一３５％时，应经系统选择性保护要 求的延时后动作比较合理。３５％额定电压应作为失 压保护。欠压保护整定值并不是在８０％一３５％范围 内可以任意选择的，大多数船舶应选择在额定电压 的８Ｏ％一７Ｏ％。 参考文献 张盖凡．《交流电机的瞬变过程》．海军工程大学 收稿日期：２００６—０５—１８
