您現(xiàn)在的位置：機床商務(wù)網(wǎng)>技術(shù)中心>應(yīng)用案例

弧光保護(hù)在船舶中壓配電板的應(yīng)用

2022年11月10日 09:35點擊：405來源：安科瑞電氣股份有限公司>>進(jìn)入該公司展臺

謝繼東

安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：船舶中壓配電板弧光gz導(dǎo)致的設(shè)備損壞和停電事故，不僅會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重影響船舶電站的安全穩(wěn)定運行，威脅船舶電站操作人員的安全。弧光保護(hù)是基于電力系統(tǒng)開關(guān)柜發(fā)生弧光gz時而設(shè)計的一套母線保護(hù)系統(tǒng)，能夠快速切除開關(guān)柜體內(nèi)的gz及縮小gz范圍。在船舶中壓配電板應(yīng)用弧光保護(hù)，可解決母排gz短路問題，對于提高船舶電站的安全性、穩(wěn)定性，降低經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。

關(guān)鍵詞：船舶；中壓配電板；弧光保護(hù)；母排gz

0引言

艦船的電氣化水平在逐步提高，艦船電站容量在不斷增加，艦船電網(wǎng)有向中壓發(fā)展的趨勢。中壓成套設(shè)備由于其本身的缺陷、異常的工作條件、諧振過電壓、絕緣gz、載流回路不良、外來物體的進(jìn)入以及人為操作錯誤等原因，都可能引起弧光短路gz，造成氣體間隙擊穿而引燃電弧。艦船供電系統(tǒng)由于空間有限，設(shè)備較多，發(fā)生弧光gz的可能性大。

1弧光gz事故的危害性

弧光產(chǎn)生時溫度可達(dá)到4500℃，內(nèi)部溫度可達(dá)到10000～20000℃。弧光產(chǎn)生時瞬時功率可達(dá)到40MW，弧光光強可超過正常照明光強2000多倍。因此中低壓開關(guān)柜內(nèi)因gz而產(chǎn)生電弧時若不能及時采取有效措施，則會產(chǎn)生諸多危害。

（1）對設(shè)備的危害：電弧發(fā)生時產(chǎn)生大量高溫高壓氣體，氣體瞬時沖擊波可造成開關(guān)柜體變形、破碎；沖擊波爆破震動可造成開關(guān)柜劇烈震動，使各連接處緊固件松脫；產(chǎn)生的高溫可引起電纜燃燒、銅排融化、鋁排氣化，甚至將開關(guān)柜外殼金屬融化、元器件嚴(yán)重?fù)p壞并引起火災(zāi)。

（2）對人的危害：高溫灼傷皮膚；熔化的金屬蒸發(fā)并滲入人的皮膚表層造成皮膚金屬化；高強度弧光傷害眼睛，甚至造成角膜脫落；高溫燃燒產(chǎn)生的粉塵和有毒有害氣體損傷呼吸系統(tǒng)；弧光電流作用于人體可使肌肉產(chǎn)生非自主劇烈收縮，也可損傷肌腱、皮膚、血管、神經(jīng)組織等。

電弧產(chǎn)生的能量與I 2t成指數(shù)規(guī)律快速上升，其不僅與gz電流的大小有關(guān)，還與燃弧時間有關(guān)。根據(jù)gz點的不同，通常情況下gz短路電流會在幾千安至幾十安，gz若不能及時切除以熄滅電弧，則會產(chǎn)生巨大能量。總之，開關(guān)柜發(fā)生內(nèi)部電弧gz，不論是對開發(fā)設(shè)備還是對附近的工作人員，其危險性都很大。

圖1 電弧能量-時間曲線

將弧光保護(hù)應(yīng)用至艦船電力系統(tǒng)，對艦船電網(wǎng)中的中壓電氣開關(guān)設(shè)備進(jìn)行快速保護(hù)，在短路gz電弧發(fā)生初始就切除gz，降低gz電弧所造成的危害，避免人員傷亡，減少設(shè)備維護(hù)費用，提高艦船電力系統(tǒng)的安全性及經(jīng)濟(jì)效益。

2弧光保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀和原理

從20 世紀(jì)60 年代起，國際上的一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始了對弧光短路gz保護(hù)的研究，到80 ～ 90 年代已經(jīng)對這種gz特性有了深入的了解，并且提出各種弧光短路的防護(hù)措施。20世紀(jì)90年代，我國引進(jìn)了弧光保護(hù)裝置。隨著微電子技術(shù)和光傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，弧光保護(hù)技術(shù)不斷成熟，國內(nèi)對弧光保護(hù)的認(rèn)識不斷提高，弧光保護(hù)的市場需求不斷擴(kuò)大。國內(nèi)很多單位都進(jìn)行了弧光保護(hù)技術(shù)的研發(fā)，如安科瑞的ARB5系列弧光保護(hù)。

弧光保護(hù)的動作判據(jù)為電弧gz時產(chǎn)生的兩個條件: 弧光和電流增量。當(dāng)同時檢測到弧光和電流增量時發(fā)出跳閘指令，當(dāng)僅檢測到弧光時亦可只發(fā)出報警信號。

圖2 弧光保護(hù)邏輯原理圖

3安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)

安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)裝置主要由ARB5-M主控單元、ARB5-S弧光探頭及弧光光纖（雙股）組成。

（1）ARB5-M主控單元

1）啟動條件可選弧光+電流雙判據(jù)或弧光單判據(jù)。其中電流突變量啟動系數(shù)可整定范圍為0.05~10In，電流常量啟動系數(shù)可整定范圍為0.05~10In。

2）11路可編程跳閘出口。

3）4組3相電流采集及CT監(jiān)測功能。

4）支持20路弧光探頭信號采集。

5）弧光gz點定位。

6）弧光光纖鏈路自檢及裝置異常自檢。

7）4組失靈保護(hù)。

8）支持IEC61850，便于組建數(shù)字化智能變電站。

（2）ARB5-S弧光探頭

1）自帶濾光功能。

2）無源型弧光傳感器。

3）探測角度≥180°。

圖3 ARB5-S弧光探頭探測角度

4 ARB5弧光保護(hù)在某船舶中壓配電板的應(yīng)用

某船務(wù)1600T海上風(fēng)電安裝平臺，共有3組中壓配電板。其中A段母線有兩臺發(fā)電機進(jìn)線和一個聯(lián)絡(luò)柜，B段母線有兩臺發(fā)電機進(jìn)線和兩個聯(lián)絡(luò)柜，C段母線有兩臺發(fā)電機進(jìn)線和一個聯(lián)絡(luò)柜。

不難看出，與陸上配電系統(tǒng)不同，船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)有以下特點：能量來源眾多（多組發(fā)電機進(jìn)線）、電纜聯(lián)結(jié)多采用環(huán)狀結(jié)構(gòu)（母聯(lián)開關(guān)、跨接開關(guān)等橫向結(jié)構(gòu)較多）、能量流向不定（根據(jù)需要通過母聯(lián)開關(guān)、跨接開關(guān)變更船舶電力系統(tǒng)的能量流向，以保證供電系統(tǒng)的連續(xù)性）。

為保障船舶電站安全穩(wěn)定可靠運行，該項目要求裝設(shè)弧光保護(hù)，監(jiān)控母線弧光gz。

圖4 某1600T海上風(fēng)電安裝平臺電力推進(jìn)系統(tǒng)中壓配電板系統(tǒng)圖

圖5 某1600T海上風(fēng)電安裝平臺電力推進(jìn)系統(tǒng)中壓配電板平面布局和外形圖

依據(jù)弧光保護(hù)原理可知，需要監(jiān)測每柜的母線室弧光信號，還需采集A段母線的兩臺發(fā)電機進(jìn)線電流和一組聯(lián)絡(luò)電流、B段母線的兩臺發(fā)電機進(jìn)線電流和兩組聯(lián)絡(luò)電流、C段母線的兩臺發(fā)電機進(jìn)線電流和一組聯(lián)絡(luò)電流，又由于ARB5-M弧光主控單元支持采集4組3相電流、支持20路弧光信號監(jiān)測，即每段母線的發(fā)電機進(jìn)線電流、聯(lián)絡(luò)電流和弧光信號可由一臺ARB5-M采集，故該項目弧光保護(hù)配置方案為：每段母線配置一臺ARB5-M弧光主控單元，在每柜的母線室放置一個ARB5-S弧光探頭。

弧光保護(hù)邏輯為：ARB5-M弧光主控單元接收到弧光光纖傳輸?shù)幕」庑盘枺ㄓ葾RB5-S弧光探頭采集）后，再結(jié)合進(jìn)線或聯(lián)絡(luò)電流增量，動作于跳閘該段母線的進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜開關(guān)。

5結(jié)語

本文簡析了船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)相較于陸上配電系統(tǒng)的特點，介紹了安科瑞ARB5系列弧光保護(hù)在船舶中壓配電板的應(yīng)用，并對弧光保護(hù)邏輯進(jìn)行了說明，對弧光保護(hù)系統(tǒng)在船舶電力系統(tǒng)上的應(yīng)用提供了一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)

[1].董蕾，宋喜慶.船舶中壓配電板弧光保護(hù)裝置設(shè)計淺析

[2].王林，王浩.艦船電力系統(tǒng)中電弧光保護(hù)的應(yīng)用分析

[3].李鷹洲.電弧光保護(hù)系統(tǒng)在中低壓開關(guān)柜中的應(yīng)用

[4].安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版

[5].AFBR-S10PS01XZ-DS100–April3,2017

作者簡介：

謝繼東，男，本科安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電

關(guān)鍵詞：傳感器緊固件

上一篇：無心磨床導(dǎo)輪角度的相關(guān)介紹

下一篇：選購走心機需要做出合理的判斷

版權(quán)與免責(zé)聲明

凡本網(wǎng)注明"來源：機床商務(wù)網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于機床商務(wù)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請必須注明機床商務(wù)網(wǎng)，//www.467cc.cn/。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。