船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)

課題6船舶同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的作用船舶電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的基本要求第一節(jié)概述課題6船舶同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第一節(jié)概述船舶電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)各種不正常運(yùn)行狀態(tài)和故障，不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有過載、欠壓、過壓、欠頻、過頻以及中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)發(fā)生的單相接地等。這些不正常狀態(tài)發(fā)展到一定程度就演變成故障，最常見且最嚴(yán)重的故障就是各種形式的短路，有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、三相四線制系統(tǒng)單相接地短路。另外，還可能發(fā)生電機(jī)或變壓器繞組匝間短路和線路的斷線等故障。

課題6船舶同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第一節(jié)概述船舶電力系統(tǒng)的任何故障，均可能帶來不良的后果，特別是短路故障造成的后果是嚴(yán)重的。三相短路時(shí)，發(fā)電機(jī)的短路電流可達(dá)額定電流的10倍以上，此電流產(chǎn)生的熱量和機(jī)械力可以比正常值大100倍以上，對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生巨大的破壞作用。若不及時(shí)切除，將有可能導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)解列，使整個(gè)電力系統(tǒng)失電，甚至?xí)l(fā)生火災(zāi)，危及船舶和人命安全。

因此在船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都要采取切實(shí)有效的措施，盡量避免不正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障的發(fā)生。最有效的辦法之一，就是在船舶電力系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，以自動(dòng)迅速地切除故障。課題6船舶同步發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第一節(jié)概述一、船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)和作用1.船舶電力系統(tǒng)供電的基本要求是：第一、要保證安全可靠地供電；安全可靠性第二、要保證電能質(zhì)量；優(yōu)質(zhì)第三、要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)性2.船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的作用和任務(wù)船舶電力系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)可歸納如下：預(yù)防事故發(fā)生，增加船舶電力系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性⑴當(dāng)船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障或有必將導(dǎo)致故障趨勢(shì)時(shí)，保護(hù)裝置準(zhǔn)確、自動(dòng)檢測(cè)故障并迅速及時(shí)地將故障電路從系統(tǒng)中切除。⑵當(dāng)船舶電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)、且短時(shí)還不足以造成破壞時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。⑶配合自動(dòng)控制裝置，自動(dòng)消除或減少事故的發(fā)生船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用就是監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。同時(shí)它還是船舶電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分。二、船舶電力系統(tǒng)保護(hù)內(nèi)容主要包括：船舶發(fā)電機(jī)的保護(hù)；船舶變壓器的保護(hù)；船舶電力網(wǎng)的保護(hù)船舶用電設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）的保護(hù)其他二、船舶電力系統(tǒng)保護(hù)內(nèi)容8三、船舶電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成1、電路參數(shù)的監(jiān)測(cè)部分2、邏輯判斷部分3、不正常狀態(tài)的預(yù)警和報(bào)警部分4、故障保護(hù)動(dòng)作部分1、電路參數(shù)的監(jiān)測(cè)部分測(cè)量電路實(shí)時(shí)地測(cè)量被保護(hù)設(shè)備的工作狀態(tài)，反映被保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的變化（如電流、電壓等），并與預(yù)先給定保護(hù)的整定值進(jìn)行比較。鑒別被保護(hù)設(shè)備有無故障或不正常工作情況，并輸出相應(yīng)的參量。如果運(yùn)行參數(shù)達(dá)到整定值，則測(cè)量電路就起動(dòng)，向邏輯電路送去信號(hào)。2、邏輯判斷部分邏輯電路：接受測(cè)量電路送來的信號(hào)，根據(jù)測(cè)量單元輸出的參量及保護(hù)的要求，進(jìn)行綜合判斷，決定裝置是否該動(dòng)作于跳閘或動(dòng)作于信號(hào)、是否需要帶延時(shí)跳閘或延時(shí)給出信號(hào)，向輸出部分送去相應(yīng)的參量信號(hào)。3、不正常狀態(tài)的預(yù)警和報(bào)警部分輸出電路（執(zhí)行單元）：根據(jù)邏輯單元輸出的參量，送出跳閘信息或報(bào)警信息至斷路器的控制回路或報(bào)警信號(hào)回路。4、故障保護(hù)動(dòng)作部分電力系統(tǒng)保護(hù)的基本要求（叢培亭教材）1．快速切除短路故障——保護(hù)裝置能自動(dòng)地快速動(dòng)作，切除故障回路，排除受損的電路及火災(zāi)危害。2．故障時(shí)選擇動(dòng)作——保護(hù)裝置選擇性動(dòng)作，僅切除故障回路，保證非故障回路的連續(xù)供電。3．對(duì)設(shè)備和回路的最大保護(hù)——保護(hù)裝置應(yīng)對(duì)較大范圍的故障電流均能動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備和回路的最大保護(hù)。4．選擇合理的保護(hù)方式——根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和重要程度，合理地選擇選擇性保護(hù)、非選擇性保護(hù)或后備保護(hù)。5．選擇合適的保護(hù)裝置——保護(hù)裝置必須具有適當(dāng)?shù)亩搪范~、短時(shí)額定電流和適當(dāng)?shù)臒崛萘俊?．合理地選擇電纜——電纜與保護(hù)裝置特性協(xié)調(diào)。7．系統(tǒng)保護(hù)的協(xié)調(diào)——整個(gè)電力系統(tǒng)保護(hù)裝置動(dòng)作配合完好。12四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置所承擔(dān)的基本任務(wù)和作用，要求保護(hù)元件具有可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。1）具有選擇性繼電保護(hù)的選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)僅把故障元件切除，使停電范圍盡量縮小，從而保證電力系統(tǒng)中其它非故障部分仍然能夠繼續(xù)安全地運(yùn)行。電力系統(tǒng)中從發(fā)電機(jī)到負(fù)載，應(yīng)分級(jí)設(shè)置保護(hù)裝置，使保護(hù)具有選擇性，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)使離故障電路最近的保護(hù)裝置動(dòng)作；短路保護(hù)動(dòng)作整定電流逐級(jí)減少、動(dòng)作整定延時(shí)逐級(jí)減少

四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

1）具有選擇性實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性的原則A）

時(shí)間原則：是指以保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的不同，來保證選擇性。由負(fù)載至電源端，逐級(jí)加大整定各級(jí)保護(hù)的延時(shí)。注意：相鄰兩級(jí)延時(shí)差不能太?。?.15----0.25S），否則不易分辨（保護(hù)裝置靈敏度不夠）級(jí)數(shù)不能太多（3~5級(jí)），否則不利于快速性。A）

時(shí)間原則設(shè)ACB1、MCB3和MCB5的過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限分別為t1、t3和t5

。t1＞t3＞t5t3=t5+Δtt1=t3+Δt=t5+2Δt一般繼電保護(hù)裝置取Δt=（0.1～0.4）秒。B）

電流原則電流原則：通常依次整定各級(jí)繼電保護(hù)裝置的始動(dòng)值來保證選擇性。（船電系統(tǒng)線路不長，短路電流大，不易分辨；保護(hù)電器的性能也很難保證）從負(fù)載至電源端，逐級(jí)加大各級(jí)保護(hù)的動(dòng)作電流整定值。從原理上講按時(shí)間原則或電流原則都能實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性，但由于船舶輸電線路較短，線路阻抗較小，電網(wǎng)各段短路電流都很大，因此按電流原則實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)往往是有困難的，而按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，則整定比較容易，而且比較可靠。但是，完全按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)選擇性往往又帶來影響保護(hù)快速性要求和使保護(hù)裝置復(fù)雜化等弊病，甚至是不可能的。所以，在一個(gè)系統(tǒng)中，常常采用時(shí)間和電流原則混合的方法，來滿足保護(hù)選擇性和快速性的要求。C)時(shí)間和電流原則結(jié)合用四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

2）具有速動(dòng)性繼電保護(hù)的速動(dòng)性就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)力求短。對(duì)于故障保護(hù)電器要求動(dòng)作快速，迅速切除故障，可減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度；防止故障蔓延，以免事故擴(kuò)大，縮小破壞范圍。并減少對(duì)非故障電路的影響要求快速切除短路故障的理由主要有以下兩方面。(1)熱效應(yīng)方面：通過電氣元件的短路電流產(chǎn)生的熱量Q與短路電流Ik的平方和時(shí)間t成正比，由此可見，短路切除得越快，產(chǎn)生的熱量越小，設(shè)備越不易燒壞。四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

2）具有速動(dòng)性(2)對(duì)負(fù)荷的影響方面短路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的影響最明顯，因異步機(jī)的轉(zhuǎn)矩是和電壓的平方成正比的，即若電壓U下降較大，轉(zhuǎn)矩M下降更大，會(huì)使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。若短路故障很快切除，非故障部分的電壓可迅速恢復(fù)。四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

3）具有靈敏性繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)故障和非正常狀態(tài)的反應(yīng)能力。對(duì)屬于自己保護(hù)之內(nèi)的故障，都應(yīng)反應(yīng)靈敏，達(dá)到整定值時(shí)即動(dòng)作。靈敏性愈高，故障發(fā)覺和切除得就愈早，對(duì)系統(tǒng)的影響和設(shè)備的破壞就愈小。保護(hù)裝置的靈敏性，可用靈敏系數(shù)來表示。

四、

對(duì)保護(hù)裝置的基本要求

4）具有可靠性繼電保護(hù)裝置的可靠性是指保護(hù)裝置本身必須工作可靠，對(duì)它保護(hù)范圍之內(nèi)的故障，不應(yīng)拒絕動(dòng)作；在正常運(yùn)行或不屬于它保護(hù)的范圍故障時(shí)，不應(yīng)誤動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要取決于：保護(hù)方式的選擇，裝置本身的質(zhì)量，整定計(jì)算和調(diào)試，安裝、維護(hù)和檢修質(zhì)量等?？偨Y(jié)：從對(duì)保護(hù)裝置的上述基本要求中可以看出，這四個(gè)方面是互相聯(lián)系、互相制約的。例如：若速動(dòng)性很高，則選擇性就要差些，反之亦是。若可靠性很高，則靈敏性就要差些，反之亦是，對(duì)于具體問題需結(jié)合實(shí)際，具體分析和解決，例如，對(duì)于過載保護(hù)，主要要考慮它的可靠性，并不要求它的速動(dòng)性；而對(duì)于短路保護(hù)，則要盡量考慮它的速動(dòng)性。第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容一、外部短路保護(hù)

1．外部短路定義：發(fā)電機(jī)不同相線之間或者相線和零線之間相碰輸出電流大大超過額定電流；

2．原因:主要是維護(hù)不周、檢修不良；絕緣老化或受機(jī)械損傷；誤操作；停電檢修時(shí)，導(dǎo)電物品遺放在裸體導(dǎo)體上以及動(dòng)物觸電等。

3.外部短路保護(hù)一般應(yīng)設(shè)有短路短延時(shí)和短路瞬時(shí)動(dòng)作保護(hù)要求Id=2（或3）～5Ie、延時(shí)0.2（或0.3）～0.6s動(dòng)作（短路短延時(shí)

）；Id=5～10Ie、瞬時(shí)動(dòng)作（短路瞬時(shí)動(dòng)作

）。

4.船舶發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)是由萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的過電流脫扣器來承擔(dān)的。

23一、

船舶同步發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)（補(bǔ)充培訓(xùn)教材）1.短路故障的危害：發(fā)生短路時(shí)，由于外部電路負(fù)載被短接，發(fā)電機(jī)定子繞組中將產(chǎn)生極大的短路電流，電網(wǎng)電壓也急劇下降。例如：當(dāng)發(fā)電機(jī)端部發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流可達(dá)額定電流的10倍以上，此電流產(chǎn)生的熱量和機(jī)械力可比正常值大一百倍以上，對(duì)發(fā)電機(jī)有巨大的破壞作用。電壓的下降，會(huì)使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，甚至發(fā)電機(jī)主開關(guān)全部斷開，導(dǎo)致全船停電。2.判斷檢測(cè)方法：由于發(fā)電機(jī)外部短路時(shí)，從發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)，必將出現(xiàn)很大的過電流，所以可利用這一特點(diǎn)，來檢測(cè)發(fā)電機(jī)之外部短路。3.處理發(fā)電機(jī)外部短路的措施：原則是既要保護(hù)發(fā)電機(jī)，又要保證不中斷供電。因此，要著重兼顧到保護(hù)的選擇性和快速性問題，視短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近而分別處理。一、

船舶同步發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)（補(bǔ)充培訓(xùn)教材）見圖，當(dāng)D2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)僅使DZ開關(guān)中的保護(hù)裝置動(dòng)作，把DZ開關(guān)斷開，切除故障點(diǎn)，當(dāng)D1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，只好盡快使DW開關(guān)中的保護(hù)裝置動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)跳閘。實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性有兩個(gè)基本原則：時(shí)間原則和電流原則。

時(shí)間原則是指以保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的不同，來保證選擇性。如圖b)所示，過電流保護(hù)裝置GL1和GL2的動(dòng)作時(shí)限分別為t1和t2，使t1>t2。

電流原則是指以保護(hù)裝置動(dòng)作的電流值的不同，來保證選擇性。如圖c)所示，過電流保護(hù)裝置GL1的起動(dòng)電流為Iqd1，過電流保護(hù)裝置GL2的起動(dòng)電流為Iqd2，使Iqd1>Iqd2。從原理上講按時(shí)間原則或電流原則都能實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性，但由于船舶輸電線路較短，線路阻抗較小，電網(wǎng)各段短路電流都很大，因此按電流原則實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)往往是有困難的，而按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)，則整定比較容易，而且比較可靠。但是，完全按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)選擇性往往又帶來影響保護(hù)快速性要求和使保護(hù)裝置復(fù)雜化等弊病，甚至是不可能的。所以，在一個(gè)系統(tǒng)中，常常采用時(shí)間和電流原則混合的方法，來滿足保護(hù)選擇性和快速性的要求。4.發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)裝置一般在船舶發(fā)電機(jī)的短路保護(hù)裝置中，都設(shè)有兩套過電流保護(hù)裝置。（1）第一套為帶時(shí)限的外部過電流保護(hù)裝置，又叫短路短延時(shí)保護(hù)裝置，如圖5－20a)中的GL1。它與GL2是以時(shí)間原則來實(shí)現(xiàn)選擇性的。（2）第二套為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)裝置，又叫短路瞬時(shí)動(dòng)作保護(hù)裝置，如圖5－20a)中的速斷SD1。它與GL2是以電流原則來實(shí)現(xiàn)選擇性的。并保證了在靠近發(fā)電機(jī)端短路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作的快速性。（3）過電流保護(hù)裝置GL1是一種后備保護(hù)裝置，當(dāng)D2點(diǎn)短路而其過電流保護(hù)裝置GL2拒絕動(dòng)作時(shí)或當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路而其電流速斷保護(hù)裝置SD1拒絕動(dòng)作時(shí)，則GL1動(dòng)怍，這種后備保護(hù)是完全必要的。1）發(fā)電機(jī)外部短路過電流保護(hù)整定發(fā)電機(jī)外部短路過電流保護(hù)裝置GL1起動(dòng)值的整定，考慮對(duì)可靠性的要求，應(yīng)把短路保護(hù)、過載保護(hù)和電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)區(qū)分開來。當(dāng)過電流保護(hù)的起動(dòng)電流按照大于發(fā)電機(jī)的額定電流來整定，并使保護(hù)裝置的返回電流大于在電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)情況下的最大電流時(shí)，引入可靠系數(shù)Kk和自起動(dòng)系數(shù)Kzq后，返回電流Ifh可表示為5.發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)裝置起動(dòng)值的整定對(duì)發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)裝置起動(dòng)值的整定，要考慮到保護(hù)的選擇性，快速性和可靠性的要求。GL1動(dòng)作時(shí)限t1的整定：考慮對(duì)選擇性的要求，必須使GL1的動(dòng)作時(shí)限t1與GL2的動(dòng)作時(shí)限t2相配合，按階梯形時(shí)限特性整定，使t1比t2大一個(gè)△t時(shí)間。t1=t2+△t

關(guān)鍵是如何確定△t?！鱰大了動(dòng)作慢，所以應(yīng)使△t盡量小，但△t也不能太小，△t太小了，易產(chǎn)生誤動(dòng)作。決定△t的因素主要有：斷路器的跳閘動(dòng)作時(shí)間；時(shí)間繼電器的誤差以及要有一定的裕度等。所以，一般t1整定為t1=(0.2～0.6)s。一般取△t=(0.1～0.4)s。5.發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)裝置起動(dòng)值的整定采用過電流保護(hù)，按時(shí)間原則保證選擇性時(shí)，越靠近電源處，動(dòng)作時(shí)限越大，而越靠近電源，短路電流越大，則要求保護(hù)動(dòng)作越快，這是一個(gè)矛盾。為此，要用電流速斷保護(hù)來加以補(bǔ)充。并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)側(cè)短路時(shí)，短路電流可能很大，為保證選擇性，可采用電流速斷保護(hù)。電流速斷是電流保護(hù)的一種，但它和過電流保護(hù)不同，過電流保護(hù)的起動(dòng)電流的整定值是以躲開最大允許工作電流來整定的，而電流速斷的起動(dòng)電流的整定值，則是按躲開其外部短路電流來整定的。2）發(fā)電機(jī)外部短路速斷保護(hù)的整定5.發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)裝置起動(dòng)值的整定對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)，我國《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》作了規(guī)定：對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)外部短路保護(hù)一般應(yīng)設(shè)有短路短延時(shí)和短路瞬對(duì)動(dòng)作保護(hù)。短路短延時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電流整定為3～5倍的發(fā)電機(jī)額定電流，動(dòng)作時(shí)限整定為0.2～0.6s，作用于發(fā)電機(jī)跳閘，短路瞬時(shí)保護(hù)的起動(dòng)電流整定為5～10倍的發(fā)電機(jī)額定電流；瞬時(shí)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)跳閘。船舶發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)裝置是由萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的過電流脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管過電流繼電器等承擔(dān)的，后面將做單獨(dú)介紹。

6.發(fā)電機(jī)短路保護(hù)海船入級(jí)規(guī)范規(guī)定第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容二、過載

1．發(fā)電機(jī)過載：發(fā)電機(jī)容量不能滿足負(fù)載的需要或當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組負(fù)載分配不均勻時(shí)，都可能造成發(fā)電機(jī)過載。過載有兩種情況：電流（視在電流）過載和功率（有功功率）過載。

1）原因：負(fù)荷增加、并聯(lián)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷分配嚴(yán)重不均等2）危害：發(fā)電機(jī)發(fā)熱、絕緣壽命下降、跳閘斷電2．對(duì)發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)，我國一般規(guī)定：

無分級(jí)卸載：I=1.25～1.35Ie、延時(shí)15～30s過載保護(hù)動(dòng)作

分級(jí)卸載：I=1.1～1.2Ie、延時(shí)5～10s卸掉次要負(fù)載，I=1.5Ie、延時(shí)10～20s過載保護(hù)動(dòng)作。過載保護(hù)和分級(jí)卸載都有延時(shí)。

3．船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)主要由自動(dòng)分級(jí)卸載裝置和萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的過電流脫扣器來承擔(dān)。34二、

船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)1.判斷檢測(cè)方法：對(duì)于同步發(fā)電機(jī)的過載，可以利用當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí)，必定會(huì)出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，來加以檢測(cè)。因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)上裝有自動(dòng)電壓調(diào)整器，在電壓不變的情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí)，必然要出現(xiàn)輸出電流過大的現(xiàn)象，所以只要裝設(shè)反映同步發(fā)電機(jī)過電流的繼電保護(hù)裝置，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)。2.過載故障的處理：處理船舶同步發(fā)電機(jī)的過載問題，要兼顧到兩方面，一方面要保護(hù)發(fā)電機(jī)不受損壞；另一方面還要考慮到盡量保證不中斷供電。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí)，應(yīng)自動(dòng)發(fā)出發(fā)電機(jī)過載報(bào)警信號(hào)，以警告運(yùn)行人員及時(shí)處理或同時(shí)發(fā)出自起動(dòng)指令，以自動(dòng)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組。若在一定時(shí)間內(nèi)仍不能解除過載時(shí)，為保護(hù)發(fā)電機(jī)不被損壞，就應(yīng)自動(dòng)的將發(fā)電機(jī)從匯流排上切除，并發(fā)出發(fā)電機(jī)過載自動(dòng)跳閘信號(hào)。3.船舶發(fā)電機(jī)對(duì)過載的允許承受能力及時(shí)限指標(biāo)二、

船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)4.發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的整定1)發(fā)電機(jī)過載保護(hù)必須具有一定的時(shí)限。發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限一般要大于10s為保證保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，需要從時(shí)間上躲開相當(dāng)大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)時(shí)的很大起動(dòng)電流，此時(shí)發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流一般在10s左右即可消失，暫時(shí)性的過電流現(xiàn)象。另外，若在離發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)處短路時(shí)，短路電流值也可能超過發(fā)電機(jī)過載時(shí)的整定值，為保證保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性和選擇性，也要求發(fā)電機(jī)過載保護(hù)能從時(shí)間上躲開這種情況。所以，從系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的要求方面看，發(fā)電機(jī)過載保護(hù)必須具有一定的時(shí)限。2）對(duì)船舶發(fā)電機(jī)過載保護(hù)裝置的起動(dòng)電流Iqd和動(dòng)作時(shí)限t可做如下整定（計(jì)算過程同學(xué)自己看）

（1）動(dòng)作值的整定：為保證在正常工作時(shí)保護(hù)裝置不動(dòng)，應(yīng)使起動(dòng)電流Iqd大于發(fā)電機(jī)的額定電流Ife，即Iqd>Ife。4.發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的整定根據(jù)返回系數(shù)Kfh的定義：

則可得起動(dòng)電流為：

為保證保護(hù)的可靠性，應(yīng)使保護(hù)裝置能可靠的返回，則要求返回電流Ifh大于發(fā)電機(jī)額定電流Ife

，即Ifh>Ife。考慮到繼電器起動(dòng)電流和返回電流可能有誤差，故取一可靠系數(shù)Kk>1，則可寫成Ifh=KkIfe（可靠性）（2）動(dòng)作時(shí)間的整定：船舶發(fā)電機(jī)過載保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限的整定，主要考慮躲開大電動(dòng)機(jī)或幾臺(tái)較大電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)的時(shí)間。一般電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間為5～10S，所以過載保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可整定在10～20S。

4.發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的整定5.船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)的處理方式2.5.6發(fā)電機(jī)的保護(hù)（規(guī)范規(guī)定）2.5.6.1應(yīng)采用能同時(shí)分?jǐn)嗨薪^緣極的斷路器作發(fā)電機(jī)的過載和短路保護(hù)，其過載保護(hù)應(yīng)與發(fā)電機(jī)的熱容量相適應(yīng)。并應(yīng)滿足下列要求:(1)過載10%～50%之間，經(jīng)少于2min的延時(shí)斷路器應(yīng)分?jǐn)?，建議整定在發(fā)電機(jī)額定電流的125%～135%，延時(shí)15～30s斷路器分?jǐn)啵?2)過電流大于50%，但小于發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)短路電流，經(jīng)與系統(tǒng)選擇性保護(hù)所要求的短暫延時(shí)后斷路器應(yīng)分?jǐn)?。斷路器的短延時(shí)脫扣器建議按下列規(guī)定進(jìn)行整定:始動(dòng)值為發(fā)電機(jī)額定電流的200%～250%，延時(shí)時(shí)間:直流最長為0.2s，交流最長為0.6s；(3)在可能有3臺(tái)及以上發(fā)電機(jī)并聯(lián)連接的情況下，還應(yīng)設(shè)有瞬時(shí)脫扣器，并應(yīng)整定在稍大于其所保護(hù)發(fā)電機(jī)的最大短路電流下斷路器瞬時(shí)分?jǐn)唷?11）船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)裝置主要由自動(dòng)分級(jí)卸載裝置、萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的過電流脫扣器和綜合保護(hù)裝置中的晶體管過電流繼電器等擔(dān)當(dāng)，后面將做單獨(dú)介紹。5.船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)的處理方式2）船舶自動(dòng)化電站過載保護(hù)的處理方式船舶自動(dòng)化電站一般當(dāng)單機(jī)功率達(dá)到其額定功率的（70～80%），就發(fā)出啟動(dòng)備用機(jī)組的指令，備用機(jī)組啟動(dòng)成功，自動(dòng)進(jìn)行并車，自動(dòng)平均分配負(fù)荷，確保單機(jī)不過載。當(dāng)方式選擇開關(guān)在手動(dòng)位置或無備用機(jī)組使用時(shí)，隨著負(fù)載的增加，有自動(dòng)分級(jí)卸載裝置的船舶電站將自動(dòng)進(jìn)行發(fā)電機(jī)分級(jí)卸載，以確保重要負(fù)荷的運(yùn)行。5.船舶同步發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)的處理方式3）自動(dòng)分級(jí)卸載保護(hù)發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載(automaticunload)，又稱優(yōu)先脫扣(preferentialtrip)，是屬發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的一種形式。

當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生持續(xù)過載時(shí)，經(jīng)延時(shí)，發(fā)電機(jī)過載保護(hù)動(dòng)作，將造成發(fā)電機(jī)跳閘。要使發(fā)電機(jī)不中斷供電且避免過載，當(dāng)出現(xiàn)過載信號(hào)時(shí)，必須在長延時(shí)脫扣器的延時(shí)時(shí)間內(nèi)，切除電網(wǎng)中正在運(yùn)行的一些次要負(fù)載，使發(fā)電機(jī)脫離過載狀態(tài)，從而保證電站對(duì)重要負(fù)載的連續(xù)供電，這就是發(fā)電機(jī)自動(dòng)卸載。船舶電站一般將負(fù)載按重要程度及工作特點(diǎn)的不同，分成1～2級(jí)次要負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)多次自動(dòng)卸載，這稱為發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載。

顯然，發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載保護(hù)必須與發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的延時(shí)特性要相互配合，我國一般規(guī)定：對(duì)有分級(jí)自動(dòng)卸載裝置的發(fā)電機(jī)過載保護(hù)，當(dāng)過載達(dá)110％～120％額定值時(shí)，延時(shí)5～l0s使自動(dòng)卸載裝置動(dòng)作，自動(dòng)卸掉部分次要負(fù)載。當(dāng)過載達(dá)150％額定值時(shí)，延時(shí)10～20s，過載保護(hù)裝置動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)自動(dòng)跳閘。第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容三、欠壓保護(hù)（對(duì)發(fā)電機(jī)和運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)保護(hù)）

1．同步發(fā)電機(jī)的欠壓或失壓是指發(fā)電機(jī)由于內(nèi)部或外部原因引起端電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定電壓或無壓的現(xiàn)象。1）原因：單機(jī)供電，欠勵(lì)（失勵(lì)）、遠(yuǎn)端短路。2）影響：發(fā)電機(jī)發(fā)熱、電動(dòng)機(jī)電流增加、轉(zhuǎn)矩下降、照明變暗、嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電壓崩潰如有大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或突加較大負(fù)載時(shí)，也可能引起瞬間電網(wǎng)電壓跌落現(xiàn)象，此時(shí)欠壓保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作.在整定同步發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)的起動(dòng)電壓時(shí)，可以用整定起動(dòng)電壓值或者動(dòng)作時(shí)限的方法，來躲過這些不應(yīng)使保護(hù)動(dòng)作的欠壓的情況

46第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容三、欠壓保護(hù)（對(duì)發(fā)電機(jī)和運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)保護(hù)）2．處理：要求發(fā)電機(jī)欠壓跳閘

規(guī)范規(guī)定（和2009規(guī)范不一致）帶時(shí)限U=70～80%Ue、延時(shí)1.5～3s；不帶時(shí)限U=40～75（或50～60）%Ue、瞬時(shí)。

3．

船舶同步發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)主要由萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的失壓脫扣器或自動(dòng)分級(jí)卸載裝置中的欠壓保護(hù)裝置來承擔(dān)。47三、

船舶同步發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)1.發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的任務(wù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)在低電壓時(shí)，保證發(fā)電機(jī)合不上閘或從電網(wǎng)上自動(dòng)斷開。2.船舶發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的整定：船舶發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的起動(dòng)電壓，應(yīng)按躲開最低可能的工作電壓進(jìn)行整定：Uqd最低工作電壓Ugmin起動(dòng)電壓整定值

Kfh返回系數(shù)。Kk可靠系數(shù)3.對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)的整定，我國《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》作了規(guī)定。2.5.6.5并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)有欠電壓保護(hù)并能滿足下列要求:(1)當(dāng)電機(jī)不發(fā)電情況下閉合斷路器時(shí)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作；(2)當(dāng)電壓降低至額定電壓的70%～35%時(shí)，應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)選擇性保護(hù)要求的延時(shí)后動(dòng)作。1-3S船舶發(fā)電機(jī)的欠壓保護(hù)裝置由萬能式自動(dòng)空氣斷路器中的失壓脫扣器或綜合保護(hù)裝置中的晶體管欠壓繼電器等所承當(dāng)，以后介紹。

第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容四、逆功率保護(hù)（保護(hù)發(fā)電機(jī)組）（1）同步發(fā)電機(jī)的逆功率運(yùn)行，是指該同步發(fā)電機(jī)不是發(fā)出有功功率，而是從電網(wǎng)吸收有功功率，即變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)行。逆功率現(xiàn)象只有在發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)才能形成。逆功率運(yùn)行的原因：當(dāng)幾臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)工作失常并車不正確（fF

fw）（2）危害：易損壞原動(dòng)機(jī)；可能造成正在并聯(lián)工作的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)過載，以致造成其過載跳閘，全船供電中斷。（3）保護(hù)任務(wù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率時(shí)，將該發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中切除。（4）

船舶同步發(fā)電機(jī)的逆功率保護(hù)由逆功率繼電器來承擔(dān)。50第二節(jié)船舶同步發(fā)電機(jī)的保護(hù)內(nèi)容四、逆功率保護(hù)（保護(hù)發(fā)電機(jī)組）2.5.6.4并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)有延時(shí)3～10s動(dòng)作的逆功率保護(hù)。并聯(lián)運(yùn)行的直流發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)在瞬時(shí)或經(jīng)短暫延時(shí)(少于1s)動(dòng)作的逆電流保護(hù)。并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的逆功率(或逆電流)值按原動(dòng)機(jī)的類型不同可整定為:(1)原動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)：發(fā)電機(jī)額定功率(電流)的8%～15%；(2)原動(dòng)機(jī)為渦輪機(jī)：發(fā)電機(jī)額定功率(電流)的2%～6%。當(dāng)供電電壓下降至額定電壓的50%時(shí)，逆功率或逆電流保護(hù)不應(yīng)失效，但其動(dòng)作值可以有所改變。逆電流保護(hù)，應(yīng)適當(dāng)考慮由船舶電網(wǎng)例如起貨機(jī)所產(chǎn)生的逆電流如有均壓線，則逆電流保護(hù)應(yīng)設(shè)在直流發(fā)電機(jī)的正極。5152課題7自動(dòng)分級(jí)卸載裝置一、概述自動(dòng)卸載的設(shè)置發(fā)電機(jī)自動(dòng)卸載(automaticunload)又稱優(yōu)先脫扣(preferentialtrip)，是屬發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的一種形式。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生持續(xù)過載時(shí)，經(jīng)延時(shí)，發(fā)電機(jī)過載保護(hù)動(dòng)作，將造成發(fā)電機(jī)跳閘。發(fā)電機(jī)自動(dòng)卸載：要使發(fā)電機(jī)不中斷供電且避免過載，當(dāng)出現(xiàn)過載信號(hào)時(shí)，必須在長延時(shí)脫扣器的延時(shí)時(shí)間內(nèi)，切除電網(wǎng)中正在運(yùn)行的一些次要負(fù)載，使發(fā)電機(jī)脫離過載狀態(tài)，從而保證電站對(duì)重要負(fù)載的連續(xù)供電。發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載：船舶電站一般將負(fù)載按重要程度及工作特點(diǎn)的不同，分成1～2級(jí)次要負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)多次自動(dòng)卸載。53課題7自動(dòng)分級(jí)卸載裝置一、概述自動(dòng)卸載的設(shè)置在最大工況下使用一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)，若其負(fù)載率在85%左右，不必設(shè)置自動(dòng)卸載：一般不會(huì)出現(xiàn)正常使用中的過載，如果發(fā)電機(jī)過載，多數(shù)是由于高阻抗短路引起的。對(duì)于兩臺(tái)或兩臺(tái)以上并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，若有一臺(tái)發(fā)電機(jī)故障，很可能使運(yùn)行的發(fā)電機(jī)過載，必需設(shè)置自動(dòng)卸載。根據(jù)需要，可以采用延時(shí)脫扣和瞬時(shí)脫扣兩種。延時(shí)脫扣可以避免因暫態(tài)過載造成不必要的卸載；瞬時(shí)動(dòng)作一般不需要等待檢測(cè)運(yùn)行發(fā)電機(jī)過載，比如利用發(fā)電機(jī)用斷路器故障脫扣信號(hào)，立即實(shí)現(xiàn)優(yōu)先脫扣而自動(dòng)卸載。54課題7自動(dòng)分級(jí)卸載裝置一、概述

2． 優(yōu)先脫扣特性優(yōu)先脫扣的實(shí)現(xiàn)，通常是通過設(shè)在斷路器內(nèi)的輔助觸點(diǎn)或發(fā)電機(jī)保護(hù)回路的過電流繼電器檢測(cè)信號(hào)，使應(yīng)優(yōu)先脫扣的負(fù)載的饋電斷路器分?jǐn)喽_(dá)到卸載。如果采用過電流繼電器，其動(dòng)作特性應(yīng)與發(fā)電機(jī)斷路器長延時(shí)脫扣器的動(dòng)作特性相接近，但動(dòng)作點(diǎn)不能進(jìn)入發(fā)電機(jī)斷路器長延時(shí)脫扣器的動(dòng)作區(qū)域之內(nèi)，兩者的動(dòng)作時(shí)間延時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)，故通常采用同一型號(hào)的過電流繼電器，并由同一電流互感器引出。對(duì)于無人機(jī)艙的船舶，當(dāng)優(yōu)先脫扣裝置動(dòng)作時(shí)，應(yīng)發(fā)出報(bào)警，而且備用發(fā)電機(jī)機(jī)組應(yīng)同時(shí)自動(dòng)起動(dòng)、自動(dòng)投入運(yùn)行、再自動(dòng)給已優(yōu)先切斷的負(fù)載供電???。55課題7自動(dòng)分級(jí)卸載裝置一、概述

2． 優(yōu)先脫扣特性優(yōu)先脫扣信號(hào)來自下列故障：（1）發(fā)電機(jī)過電流。（2）并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，任一臺(tái)發(fā)電機(jī)用空氣斷路故障脫扣。（3）并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，任一臺(tái)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)應(yīng)急停車。（4）渦輪機(jī)蒸汽閥過大（5）主機(jī)應(yīng)急停車?！S帶發(fā)電機(jī)故障優(yōu)先脫扣的流程圖561）動(dòng)作電流的整定：動(dòng)作電流的整定通常是以發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的長延時(shí)整定電流為基礎(chǔ)，例如，某集裝箱船發(fā)電機(jī)的額定電流為770A，其優(yōu)先脫扣過電流繼電器整定為0.90倍的長延時(shí)脫扣器整定電流，某公司設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為長延時(shí)整定值的82％－96％可調(diào)，則：長延時(shí)整定電流=770×1.1＝847A優(yōu)先脫扣整定電流=847×0.9＝762A優(yōu)先脫扣整定電流為發(fā)電機(jī)額定電流的99％。

3.優(yōu)先脫扣過電流繼電器的整定優(yōu)先脫扣過電流繼電器的整定值包括動(dòng)作電流值和延時(shí)時(shí)間兩個(gè)方面。（2）延時(shí)時(shí)間的整定：各級(jí)卸載的延長時(shí)間應(yīng)小于主開關(guān)過載延時(shí)時(shí)間。發(fā)電機(jī)自動(dòng)分級(jí)卸載保護(hù)必須與發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的延時(shí)特性要相互配合，不僅要求該過電流繼電器的動(dòng)作電流整定值與發(fā)電機(jī)過載保護(hù)的長延時(shí)整定電流相協(xié)調(diào)，而且延時(shí)時(shí)間的整定也應(yīng)很好協(xié)調(diào)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，長延時(shí)脫扣器的延時(shí)通常整定為15一30s，我國一般規(guī)定：對(duì)有分級(jí)自動(dòng)卸載裝置的發(fā)電機(jī)過載保護(hù)，當(dāng)過載達(dá)110％～120％額定值時(shí)，延時(shí)5～l0s使自動(dòng)卸載