差动保护在船舶中压交流供电网络中的应用

摘要

船舶电力系统，由于工作环境恶劣，故障情况相对会有所增加。短路故障和非正常运行状态会使电力系统的安全可靠性受到威胁，缩短用电设备的使用年限，严重情况下会导致设备的损坏或使整个电力系统的供电中断，影响船舶的安全航行与船舶工作人员的安全。因此，船舶电力系统必须配置可靠的保护装置，在故障时快速准确地切除故障，保证系统非故障部分的连续供电。论文主要研究了船舶中压交流供电网络故障识别。
　　论文首先分析了船舶中压交流供电网络系统的发电机中性点接地方式情况，利用PSCAD仿真软件进行了船舶中压交流网络的建模与仿真。船舶由于空间的限制，电缆都相对较短，对于每一级线路，线路始端和线路末端短路时流过继电器的短路电流基本相等，传统的时间电流原则保护方法已不能满足其有效保护的要求。利用电流差动保护对双机并联系统进行了PSCAD仿真并进行了MATLAB软件实验。结果表明，电流故障分量差动保护相比纵联差动保护有很好的抗过渡电阻能力，并且能有效地区分内部，外部短路故障，满足船舶中压电力系统元件(线路，母线，变压器)有效保护的要求。
　　在以上元件差动保护准确判别故障的前提下，论文做了整个船舶系统级别的保护，即广域差动保护方法中，主保护沿用传统的差动保护，在后备保护中提出一种新的差动环(differential ring)途径进行检测，为整个中压船舶系统提供了很好的保护方案。

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引言

1 绪 论

1.1 课题背景和意义

1.2 船舶保护研究现状

1.3 本文的主要工作

2 船舶电网介绍

2.1 船舶模型及参数

2.2 船舶控制模型

2.3 船舶发电机中性点接地方式的选取

2.4 船舶发电机中性点电阻的选取

2.5 本章小结

3 船舶电流差动保护

3.1 差动原理

3.2 线路的电流差动保护

3.3 母线的差动保护

3.4 变压器的差动保护

3.5 本章小结

4 船舶电力系统量测数据错误辨识方法

4.1 基于幅值比较的错误辨识方法

4.2 仿真分析

4.3 本章小结

5 船舶系统级差动保护

5.1 船舶系统差动保护实现

5.2 船舶系统差动保护仿真结果

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 论文展望

参考文献

致谢

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著