關(guān)于弧光保護裝置在船舶中壓配電板的應用探討

從20 世紀60 年代起，國際上的一些發(fā)達國家已經(jīng)開(kāi)始了對弧光短路故障保護的研究，到80 ～ 90 年代已經(jīng)對這種故障特性有了深入的了解，并且提出各種弧光短路的防護措施。20世紀90年代，我國引進(jìn)了弧光保護裝置。隨著(zhù)微電子技術(shù)和光傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，弧光保護技術(shù)不斷成熟，國內對弧光保護的認識不斷提高，弧光保護的市場(chǎng)需求不斷擴大。國內很多單位都進(jìn)行了弧光保護技術(shù)的研發(fā)，如安科瑞的ARB5系列弧光保護。

弧光保護的動(dòng)作判據為電弧故障時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)條件: 弧光和電流增量。當同時(shí)檢測到弧光和電流增量時(shí)發(fā)出跳閘指令，當僅檢測到弧光時(shí)亦可只發(fā)出報警信號。

圖2 弧光保護邏輯原理圖

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(xiàn)有兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)和一個(gè)聯(lián)絡(luò )柜，B段母線(xiàn)有兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)和兩個(gè)聯(lián)絡(luò )柜，C段母線(xiàn)有兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)和一個(gè)聯(lián)絡(luò )柜。

不難看出，與陸上配電系統不同，船舶電力推進(jìn)系統有以下特點(diǎn)：能量來(lái)源眾多（多組發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)）、電纜聯(lián)結多采用環(huán)狀結構（母聯(lián)開(kāi)關(guān)、跨接開(kāi)關(guān)等橫向結構較多）、能量流向不定（根據需要通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)、跨接開(kāi)關(guān)變更船舶電力系統的能量流向，以保證供電系統的連續性）。

為保障船舶電站安全穩定可靠運行，該項目要求裝設弧光保護，監控母線(xiàn)弧光故障。

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

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

依據弧光保護原理可知，需要監測每柜的母線(xiàn)室弧光信號，還需采集A段母線(xiàn)的兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)電流和一組聯(lián)絡(luò )電流、B段母線(xiàn)的兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)電流和兩組聯(lián)絡(luò )電流、C段母線(xiàn)的兩臺發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)電流和一組聯(lián)絡(luò )電流，又由于A(yíng)RB5-M弧光主控單元支持采集4組3相電流、支持20路弧光信號監測，即每段母線(xiàn)的發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)電流、聯(lián)絡(luò )電流和弧光信號可由一臺ARB5-M采集，故該項目弧光保護配置方案為：每段母線(xiàn)配置一臺ARB5-M弧光主控單元，在每柜的母線(xiàn)室放置一個(gè)ARB5-S弧光探頭。

弧光保護邏輯為：ARB5-M弧光主控單元接收到弧光光纖傳輸的弧光信號（由ARB5-S弧光探頭采集）后，再結合進(jìn)線(xiàn)或聯(lián)絡(luò )電流增量，動(dòng)作于跳閘該段母線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)柜和聯(lián)絡(luò )柜開(kāi)關(guān)。

6 結語(yǔ)

本文簡(jiǎn)析了船舶電力推進(jìn)系統相較于陸上配電系統的特點(diǎn)，介紹了安科瑞ARB5系列弧光保護在船舶中壓配電板的應用，并對弧光保護邏輯進(jìn)行了說(shuō)明，對弧光保護系統在船舶電力系統上的應用提供了一定的參考作用。