船舶电力系统过电流选择性保护指南.pdf

1、 指导性文件 GUIDANCE NOTES GDXX-XXXX 中国船级社 船舶电力系统船舶电力系统 过电流选择性保护指南过电流选择性保护指南 上海规范研究所 2007 年 1 月 目 录 第第 1 章章 通通 则则.1 1.1 一般要求.1 1.2 定义.1 1.3 符号和代号.6 第第 2 章章 常用保护电器及其选择常用保护电器及其选择.8 2.1 概述.8 2.2 断路器.8 2.3 熔断器.18 2.4 差动保护继电器.19 第第 3 章章 电力系统的过电流选择性保护电力系统的过电流选择性保护.25 3.1 一般要求.25 3.2 主发电机之间及其与以下各级之间的短路选择性保护.30

2、3.3 主汇流排与应急汇流排等及其下一级之间的短路选择性保护.33 3.4 电力和照明变压器初级与照明汇流排之间的短路选择性保护.34 3.5 主(或应急)照明汇流排与其下一级之间的短路选择性保护.36 3.6 应急发电机与其以下级之间的短路选择性保护.37 3.7 接地故障电流选择性保护.38 附录附录A 电力系统过电流选择性保护协调分析实例电力系统过电流选择性保护协调分析实例 1.39 A.1 电力系统简介.39 A.2 概述.39 A.3 系统各级保护电器的设置及其整定值.42 A.4 电力系统有关各级保护电器协调动作分析及时间电流特性曲线图.47 附录附录B 电力系统过电流选择性保护协

3、调分析实例电力系统过电流选择性保护协调分析实例 2.56 B.1 电力系统简介.56 B.2 概述.57 B.3 系统各级保护电器的设置及其整定值.57 B.4 电力系统有关各级保护电器协调动作分析及时间电流特性曲线图.62 1 第第 1 章章 通通 则则 1.1 一般要求 1.1 一般要求 1.1.1 过电流故障是船舶电气装置中的常见故障，由此可能导致全船失电，船舶失去操纵能力，直至发生船舶碰撞和产生火灾的严重后果。为此，本社规范对电气装置中的过电流保护作出了不少具体规定。规范还对在船舶电力系统的某处发生过电流故障时，如何确保无故障重要设备电路的供电连续性，即实现电力系统过电流选择性保护提出

4、了原则要求。1.1.2 本指南除了对船舶电力系统各部分如何实现过电流选择性保护作出具体规定之外，还对短路保护电器的动作灵敏性提出了要求，因为这是实现过电流选择性保护的基础。其他保护，例如欠电压保护和逆功率保护等的动作特性，应与过电流选择性保护的要求相协调。1.1.3 本指南规定适用于主电站总容量大于 250kVA 的各类船舶。对其他船舶，除本社规范有明文规定者外，可参照执行。1.1.4 送审资料 符合 1.1.3 规定的船舶应送审滿足本指南要求的“电力系统保护电器协调动作的分析资料”。其内容通常包括：(1)概述，内容包括电力系统各级实现过电流选择性保护的概况等；(2)与过电流选择性保护有关的保

5、护电器的设置及其整定值表；(3)电力系统各级保护电器协调动作分析及其时间电流特性曲线图（上、下数级保护电器的时间电流特性曲线画在同一图上）。1.2 定义 1.2 定义 1.2.1 除了本社钢质海船入级规范第 4 篇有关定义以外，下列定义适用于本指南：(1)过电流 (1)过电流 over-current 超过额定电流值的任何电流。(2)过载 overload(2)过载 overload 2 超过额定负载的负载。(3)短路 short-circuit(3)短路 short-circuit 电路中在正常情况下处于不同电压下的两点或更多点之间，通过一比较低的电阻或阻抗的偶然或有意的连接。(4)过 电

6、流 保 护 电 器 的 过 电 流 保 护 协 调(4)过 电 流 保 护 电 器 的 过 电 流 保 护 协 调 over-current protective co-ordination of over-current protective device 两个或多个过电流保护电器串联起来，用以保证过电流选择性保护和/或后备保护的实现。(5)过电流选择性 (5)过电流选择性 over-current discrimination 两个或多个过电流保护电器之间的动作特性的配合。在给定的范围内出现过电流时，指定在此范围动作的保护电器动作，而其他保护电器不动作。(6)开关电器 switching

7、device(6)开关电器 switching device 用于接通或分断一个或几个电路中电流的电器。注：一个开关电器可以完成一个或两个操作。(7)(7)机械开关电器 mechanical switching device 机械开关电器 mechanical switching device 借助可分开的触头的动作闭合和打开一个或多个电路的开关电器。注：任何机械开关电器可根据触头打开或闭合所处的介质(例如：空气、SF6、油)来命名。(8)(机械的)断路器 circuit breaker(mechanical)(8)(机械的)断路器 circuit breaker(mechanical)能接通

8、、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路(例如短路)下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。(9)塑料外壳式断路器 molded case circuit beaker(9)塑料外壳式断路器 molded case circuit beaker 具有一个用模压绝缘材料制成的外壳作为断路器整体部件的断路器。(10)壳架等级电流 frame size (10)壳架等级电流 frame size 表示一组断路器特性的术语，其结构尺寸对几个电流额定值者相同。壳架等级电流以相应于该组电流额定值的最大值表示。在一壳架等级中，宽度可随极数而不同。注：此定义不包含尺寸标准化。(11

9、)(机械开关电器的)脱扣器 release(of a mechanical switching device)(11)(机械开关电器的)脱扣器 release(of a mechanical switching device)与机械开关电器相连的、用它来释放保持机构而使开关电器打开或闭合的部3 件。(12)(12)过电流继电器或脱扣器过电流继电器或脱扣器 over current relay orrelay or release 当继电器或脱扣器中的电流超过预定值时，使机械开关电器有延时或无延时地动作的继电器或脱扣器。注：在某些情况下，预定值取决于电流的上升率。(13)(13)短路脱扣器短路脱

10、扣器 short-circuit release 用作短路保护的过电流脱扣器。(14)(14)短延时短路脱扣器短延时短路脱扣器 short-time short-circuit release 用于在短延时结束后动作的过电流脱扣器。(15)(15)瞬时继电器或脱扣器 instantaneous relay or release瞬时继电器或脱扣器 instantaneous relay or release 无任何人为延迟动作的继电器或脱扣器。(16)(16)定时限过电流继电器或脱扣器定时限过电流继电器或脱扣器 definite time-delay relay or releaserelay

11、or release 经一定延时后动作的过电流继电器或脱扣器，其延时动作时间可以调整，但不受过电流值的影响。(17)反时限过电流继电器或脱扣器(17)反时限过电流继电器或脱扣器 inverse time-delay relay or releaserelay or release 经一定延时后动作的过电流继电器或脱扣器，其延时动作时间与通过的过电流成反比。注：上述继电器或脱扣器应设计成在较高电流时接近 1 个确定的最小值。(18)分励脱扣器 shunt release(18)分励脱扣器 shunt release 由电压源激励的脱扣器。注：电压源可与主电路电压无关。(19)(过电流继电器或脱扣

12、器的)动作电流 operating current(of a(19)(过电流继电器或脱扣器的)动作电流 operating current(of a over-current relay orrelay or release)当电流等于或大于此值时，继电器或脱扣器能动作的电流值。(20)(过电流或过载继电器或脱扣器的)电流整定值 current setting(of a(20)(过电流或过载继电器或脱扣器的)电流整定值 current setting(of a over-current overload relay orrelay or release)与继电器或脱扣器的动作特性有关，且用来确

13、定继电器或脱扣器动作的主电路电流值。注：继电器或脱扣器可有一个以上的电流整定值，整定值可用可调的刻度盘、可更换的加热器等方式确定。4 (21)(过电流或过载继电器或脱扣器的)电流整定值范围 current setting range(of a(21)(过电流或过载继电器或脱扣器的)电流整定值范围 current setting range(of a over-current overload relay orrelay or release)可调整的继电器或脱扣器电流整定值的最大值与最小值之间的范围。(22)熔断器 fuse(22)熔断器 fuse 当电流超过规定值足够长的时间，通过熔断一个或

14、几个特殊设计的和成比例的溶体分断此电流，由此断开其所接入电路的电器。熔断器由形成完整电器的所有部件组成。(23)熔断体 fuse-link (23)熔断体 fuse-link 带有熔体的熔断器部件，在熔断器熔断后可以更换。(24)熔体 fuse-element(24)熔体 fuse-element 在熔断器动作时熔化的熔断器部件，熔断体可以由几个并联的熔体组成。(25)指示器 indicator(25)指示器 indicator 指示熔断器是否动作的部件。(26)撞击器 striker(26)撞击器 striker 熔断体的机械部件。当熔断器动作时释放所需的能量，以促使其他部件或指示器动作，或

15、者提供互锁。(27)(熔断器的)弧前时间 pre-arcing time(of a fuse)(27)(熔断器的)弧前时间 pre-arcing time(of a fuse)从一个足够使熔断体熔化的电流出现至电弧产生的瞬间之间的时间间隔。(28)(28)(一极或熔断器的一极或熔断器的)燃弧时间燃弧时间 arcing time(of a pole or fuse)从开关电器一极或熔断器电弧产生的瞬间起，至该极或熔断器中电弧最终熄灭之间的时间间隔。(29)(29)(多极开关电器的多极开关电器的)燃弧时间燃弧时间 arcing time(of multi pole switching device

16、)从第一个电弧产生的瞬间起，到所有极电弧最终熄灭的瞬间止的时间间隔。(30)(30)(机械开关电器的机械开关电器的)断开时间断开时间 opening time(of mechanical switching devicemechanical switching device)开关电器从断开操作开始瞬间到所有极的弧触头都分开瞬间为止的时间间隔。对断路器而言：直接动作的断路器，断开开始的瞬间是指电流增大到足以导致断路器动作开始的瞬间；5 利用任何辅助电源动作的断路器，断开开始的瞬间是指辅助电源施加于断开脱扣器的开始瞬间。注：断开操作开始的瞬间，即发出断开指令(例如施加脱扣电流等)的瞬间。对于断路器，“断开时间”通常被称为“脱扣时间”。严格地说脱扣时间是表示断开操作开始的瞬间到断开命令变成不可逆的瞬间之间的时间间隔。(31)分断时间(31)分断时间 break time 从开关电器的断开瞬间(或熔断器的弧前时间)开始时起，到燃弧时间结束瞬间止的时间间隔。注：为了防止产生歧义，本指南称“全分断时间”。对于熔断器，另有“熔断时间 operating time”术语，其含义为“弧前时间和燃弧时间之