船舶電力系統繼電保護分析

林漢松

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

關鍵詞：船舶；電力系統；安全事故；繼電保護

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

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

1 船舶電力系統繼電保護的基本任務及具體要求

1.1 電力系統出現故障

從電力系統運行的具體情況來看，應從電能發生、輸送、配置、應用等角度出發，對電力系統整體進行全方位的監控，進而滿足電力發展的實際需求[1]。在電力系統中，變壓器、發電機、斷路器、主配電板、輸電線路與用電設備等都屬于一次設備，也是產生電能、實現電能傳輸的重要設備。電力系統在運行的過程中，極易發生各類安全事故，且在任何條件下都可能出現故障，其中，短路問題最為突出。通常情況下，短路主要表現為兩相短路、三相短路、單相接地短路、兩相接地短路與發電機短路等[2]。導致短路問題出現的主要原因有機械設備被嚴重損傷、絕緣層被破壞與基本操作不科學等。電力系統多種故障的發生，過負荷問題較為突出，此類故障一旦出現問題，會讓絕緣的溫度逐步升高，也會加速絕緣層的老化，也會讓設備受到嚴重破壞，最終會引發火災問題。

1.2 繼電保護的基本任務

在各設備間，電與磁存在著密切的聯系，不正常情況與故障問題的發生，會讓電力系統出現一系列的事故，最終會嚴重威脅電力企業的實際發展。在繼電保護時的主要任務為：若主配電板、輸電線路、變壓器、發電機等出現短路或過量負載問題時，應在最短時間內將存在故障的設備借助斷路器予以斷開，以脫離電力系統，能保證不存在故障的部分正常運行，進而降低故障設備損壞度，還可降低對鄰近設備供電系統所構成的影響，進而保證電力系統高效、穩定的運行。

1.3 繼電保護的基本組成

繼電保護主要是由測量元件、執行回路與邏輯環節三個部分所組成的。若物理量出現突變，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與時間，然后讓執行回路發出一定的信號與跳閘脈沖。

1.4 繼電保護的運行原理

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

2 船舶電力系統繼電保護措施

2.1 發電機繼電保護

在發電機繼電保護方面，所要保護的內容主要包括短路、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。短路就是發電機運行時所出現的故障，而過載則是發電機在運行過程中所出現的不正常狀態。

（2）短路保護。短路就是在交流電中，處在不同相導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的。在發電機內部，極易出現一系列的短路故障，但是發生概率不是很高，在此針對發電機外部進行短路保護。一旦發生短路，電流會大大增加，這會對設備、發電機等形成破壞，滋生短路故障后，要從發電機至短路點間會形成很大電流，在開展短路保護時，應借助自動化開關內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的行業文件規范來看，短路延時保護所產生的動作電流為發電機而定電流的3-5倍，整個工作電流的時限設定為0.2-0.6s，確定好時間后，發電機就會出現跳閘現象。

（3）過載保護。若船舶電力系統中的基本運行機組具體容量無法充分滿足負載增加的情況，極易使得發電機出現過載現象，一旦出現過載現象，會讓發電機的電流或功率等超出額定參數值。若在過載條件下，會讓整個機組發熱，極易引發絕緣層老化或零部件質量受損等問題，也會縮短原發動機的具體使用使命。實施過載保護時，要加強對發電機機組的保護，且保證機組不會受到損傷，且不可對供電進行中斷。從發電機本身著手，其具有過載電流承擔效能，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，應開展適當的延時，若發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 主配電板與配電設備的保護

為實現對電能的科學性控制，合理分配好發電機內的電能，還要準備一定的配電設備。若想達到理想主配電板保護效果，應發揮好配電裝置的重要作用，進而提升船舶電力系統運行的高效性與穩定性。配電裝置的安全運行，應及時配備好電路運行所需的信號指示器、開關、調節電器、保護電器與測量儀表等。此外，還要加強對負載分路、主電源等的科學性控制與保護。

3 結束語

綜上所述，為促進船舶的高效運行，降低故障的發生概率，減少經濟損失，必須加強對船舶電力系統的安全保護，及時應對好故障問題，以實現船舶自動化運行的高效性與科學性。實施船舶電力系統繼電保護工作時，應加強對發電機、主配電板與配電設備故障等的保護，應對好短路、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.船舶電力系統繼電保護的研究[J].科技創新導報，2011（18）：99.

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