船舶同步發(fā)電機的保護

課題6船舶同步發(fā)電機的繼電保護船舶電力系統(tǒng)保護的任務(wù)船舶電力系統(tǒng)保護的作用船舶電力系統(tǒng)保護裝置的基本要求第一節(jié)概述課題6船舶同步發(fā)電機的繼電保護第一節(jié)概述船舶電力系統(tǒng)在運行中可能會出現(xiàn)各種不正常運行狀態(tài)和故障，不正常運行狀態(tài)主要有過載、欠壓、過壓、欠頻、過頻以及中性點絕緣系統(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)電機的繼電保護第一節(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，發(fā)電機的短路電流可達額定電流的10倍以上，此電流產(chǎn)生的熱量和機械力可以比正常值大100倍以上，對發(fā)電機產(chǎn)生巨大的破壞作用。若不及時切除，將有可能導(dǎo)致并聯(lián)運行的發(fā)電機解列，使整個電力系統(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)計和運行中，都要采取切實有效的措施，盡量避免不正常運行狀態(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)繼電保護裝置，以自動迅速地切除故障。課題6船舶同步發(fā)電機的繼電保護第一節(jié)概述一、船舶電力系統(tǒng)保護的任務(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)濟運行。經(jīng)濟性2.船舶電力系統(tǒng)保護的作用和任務(wù)船舶電力系統(tǒng)保護的任務(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)致故障趨勢時，保護裝置準(zhǔn)確、自動檢測故障并迅速及時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)不正常運行狀態(tài)、且短時還不足以造成破壞時，保護裝置應(yīng)自動發(fā)出報警信號。⑶配合自動控制裝置，自動消除或減少事故的發(fā)生船舶電力系統(tǒng)繼電保護的作用就是監(jiān)視電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)運行的安全可靠性。同時它還是船舶電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分。二、船舶電力系統(tǒng)保護內(nèi)容主要包括：船舶發(fā)電機的保護；船舶變壓器的保護；船舶電力網(wǎng)的保護船舶用電設(shè)備（電動機）的保護其他二、船舶電力系統(tǒng)保護內(nèi)容8三、船舶電力系統(tǒng)保護裝置的基本構(gòu)成1、電路參數(shù)的監(jiān)測部分2、邏輯判斷部分3、不正常狀態(tài)的預(yù)警和報警部分4、故障保護動作部分1、電路參數(shù)的監(jiān)測部分測量電路實時地測量被保護設(shè)備的工作狀態(tài)，反映被保護系統(tǒng)運行參數(shù)的變化（如電流、電壓等），并與預(yù)先給定保護的整定值進行比較。鑒別被保護設(shè)備有無故障或不正常工作情況，并輸出相應(yīng)的參量。如果運行參數(shù)達到整定值，則測量電路就起動，向邏輯電路送去信號。2、邏輯判斷部分邏輯電路：接受測量電路送來的信號，根據(jù)測量單元輸出的參量及保護的要求，進行綜合判斷，決定裝置是否該動作于跳閘或動作于信號、是否需要帶延時跳閘或延時給出信號，向輸出部分送去相應(yīng)的參量信號。3、不正常狀態(tài)的預(yù)警和報警部分輸出電路（執(zhí)行單元）：根據(jù)邏輯單元輸出的參量，送出跳閘信息或報警信息至斷路器的控制回路或報警信號回路。4、故障保護動作部分電力系統(tǒng)保護的基本要求（叢培亭教材）1．快速切除短路故障——保護裝置能自動地快速動作，切除故障回路，排除受損的電路及火災(zāi)危害。2．故障時選擇動作——保護裝置選擇性動作，僅切除故障回路，保證非故障回路的連續(xù)供電。3．對設(shè)備和回路的最大保護——保護裝置應(yīng)對較大范圍的故障電流均能動作，以實現(xiàn)對設(shè)備和回路的最大保護。4．選擇合理的保護方式——根據(jù)負載的性質(zhì)和重要程度，合理地選擇選擇性保護、非選擇性保護或后備保護。5．選擇合適的保護裝置——保護裝置必須具有適當(dāng)?shù)亩搪范~、短時額定電流和適當(dāng)?shù)臒崛萘俊?．合理地選擇電纜——電纜與保護裝置特性協(xié)調(diào)。7．系統(tǒng)保護的協(xié)調(diào)——整個電力系統(tǒng)保護裝置動作配合完好。12四、

對保護裝置的基本要求

根據(jù)船舶電力系統(tǒng)繼電保護裝置所承擔(dān)的基本任務(wù)和作用，要求保護元件具有可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。1）具有選擇性繼電保護的選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應(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)安全地運行。電力系統(tǒng)中從發(fā)電機到負載，應(yīng)分級設(shè)置保護裝置，使保護具有選擇性，在系統(tǒng)發(fā)生故障時使離故障電路最近的保護裝置動作；短路保護動作整定電流逐級減少、動作整定延時逐級減少

四、

對保護裝置的基本要求

1）具有選擇性實現(xiàn)保護的選擇性的原則A）

時間原則：是指以保護裝置動作時限的不同，來保證選擇性。由負載至電源端，逐級加大整定各級保護的延時。注意：相鄰兩級延時差不能太?。?.15----0.25S），否則不易分辨（保護裝置靈敏度不夠）級數(shù)不能太多（3~5級），否則不利于快速性。A）

時間原則設(shè)ACB1、MCB3和MCB5的過電流保護的動作時限分別為t1、t3和t5

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

電流原則電流原則：通常依次整定各級繼電保護裝置的始動值來保證選擇性。（船電系統(tǒng)線路不長，短路電流大，不易分辨；保護電器的性能也很難保證）從負載至電源端，逐級加大各級保護的動作電流整定值。從原理上講按時間原則或電流原則都能實現(xiàn)保護的選擇性，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，因此按電流原則實現(xiàn)選擇性保護往往是有困難的，而按時間原則實現(xiàn)選擇性保護，則整定比較容易，而且比較可靠。但是，完全按時間原則實現(xiàn)選擇性往往又帶來影響保護快速性要求和使保護裝置復(fù)雜化等弊病，甚至是不可能的。所以，在一個系統(tǒng)中，常常采用時間和電流原則混合的方法，來滿足保護選擇性和快速性的要求。C)時間和電流原則結(jié)合用四、

對保護裝置的基本要求

2）具有速動性繼電保護的速動性就是保護裝置的動作時限應(yīng)力求短。對于故障保護電器要求動作快速，迅速切除故障，可減輕被保護設(shè)備的損壞程度；防止故障蔓延，以免事故擴大，縮小破壞范圍。并減少對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、

對保護裝置的基本要求

2）具有速動性(2)對負荷的影響方面短路對異步電動機的影響最明顯，因異步機的轉(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，會使電動機停止運轉(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、

對保護裝置的基本要求

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

四、

對保護裝置的基本要求

4）具有可靠性繼電保護裝置的可靠性是指保護裝置本身必須工作可靠，對它保護范圍之內(nèi)的故障，不應(yīng)拒絕動作；在正常運行或不屬于它保護的范圍故障時，不應(yīng)誤動作。繼電保護裝置的可靠性主要取決于：保護方式的選擇，裝置本身的質(zhì)量，整定計算和調(diào)試，安裝、維護和檢修質(zhì)量等。總結(jié)：從對保護裝置的上述基本要求中可以看出，這四個方面是互相聯(lián)系、互相制約的。例如：若速動性很高，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，對于具體問題需結(jié)合實際，具體分析和解決，例如，對于過載保護，主要要考慮它的可靠性，并不要求它的速動性；而對于短路保護，則要盡量考慮它的速動性。第二節(jié)船舶同步發(fā)電機的保護內(nèi)容一、外部短路保護

1．外部短路定義：發(fā)電機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:主要是維護不周、檢修不良；絕緣老化或受機械損傷；誤操作；停電檢修時，導(dǎo)電物品遺放在裸體導(dǎo)體上以及動物觸電等。

3.外部短路保護一般應(yīng)設(shè)有短路短延時和短路瞬時動作保護要求Id=2（或3）～5Ie、延時0.2（或0.3）～0.6s動作（短路短延時

）；Id=5～10Ie、瞬時動作（短路瞬時動作

）。

4.船舶發(fā)電機的外部短路保護是由萬能式自動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)電機外部短路保護（補充培訓(xùn)教材）1.短路故障的危害：發(fā)生短路時，由于外部電路負載被短接，發(fā)電機定子繞組中將產(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)電機端部發(fā)生三相短路時，短路電流可達額定電流的10倍以上，此電流產(chǎn)生的熱量和機械力可比正常值大一百倍以上，對發(fā)電機有巨大的破壞作用。電壓的下降，會使電動機停轉(zhuǎn)，甚至發(fā)電機主開關(guān)全部斷開，導(dǎo)致全船停電。2.判斷檢測方法：由于發(fā)電機外部短路時，從發(fā)電機到短路點，必將出現(xiàn)很大的過電流，所以可利用這一特點，來檢測發(fā)電機之外部短路。3.處理發(fā)電機外部短路的措施：原則是既要保護發(fā)電機，又要保證不中斷供電。因此，要著重兼顧到保護的選擇性和快速性問題，視短路點的遠近而分別處理。一、

船舶同步發(fā)電機外部短路保護（補充培訓(xùn)教材）見圖，當(dāng)D2點發(fā)生短路時，應(yīng)僅使DZ開關(guān)中的保護裝置動作，把DZ開關(guān)斷開，切除故障點，當(dāng)D1點發(fā)生短路時，只好盡快使DW開關(guān)中的保護裝置動作，使發(fā)電機跳閘。實現(xiàn)保護選擇性有兩個基本原則：時間原則和電流原則。

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

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

關(guān)鍵是如何確定△t?！鱰大了動作慢，所以應(yīng)使△t盡量小，但△t也不能太小，△t太小了，易產(chǎn)生誤動作。決定△t的因素主要有：斷路器的跳閘動作時間；時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)電機外部短路保護裝置起動值的整定采用過電流保護，按時間原則保證選擇性時，越靠近電源處，動作時限越大，而越靠近電源，短路電流越大，則要求保護動作越快，這是一個矛盾。為此，要用電流速斷保護來加以補充。并聯(lián)運行的發(fā)電機，在發(fā)電機側(cè)短路時，短路電流可能很大，為保證選擇性，可采用電流速斷保護。電流速斷是電流保護的一種，但它和過電流保護不同，過電流保護的起動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)電機外部短路速斷保護的整定5.發(fā)電機外部短路保護裝置起動值的整定對于船舶發(fā)電機外部短路保護，我國《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》作了規(guī)定：對于船舶發(fā)電機外部短路保護一般應(yīng)設(shè)有短路短延時和短路瞬對動作保護。短路短延時保護的起動電流整定為3～5倍的發(fā)電機額定電流，動作時限整定為0.2～0.6s，作用于發(fā)電機跳閘，短路瞬時保護的起動電流整定為5～10倍的發(fā)電機額定電流；瞬時動作于發(fā)電機跳閘。船舶發(fā)電機的外部短路保護裝置是由萬能式自動空氣斷路器中的過電流脫扣器或綜合保護裝置中的晶體管過電流繼電器等承擔(dān)的，后面將做單獨介紹。

6.發(fā)電機短路保護海船入級規(guī)范規(guī)定第二節(jié)船舶同步發(fā)電機的保護內(nèi)容二、過載

1．發(fā)電機過載：發(fā)電機容量不能滿足負載的需要或當(dāng)并聯(lián)運行的發(fā)電機組負載分配不均勻時，都可能造成發(fā)電機過載。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：負荷增加、并聯(lián)運行時負荷分配嚴(yán)重不均等2）危害：發(fā)電機發(fā)熱、絕緣壽命下降、跳閘斷電2．對發(fā)電機的過載保護，我國一般規(guī)定：

無分級卸載：I=1.25～1.35Ie、延時15～30s過載保護動作

分級卸載：I=1.1～1.2Ie、延時5～10s卸掉次要負載，I=1.5Ie、延時10～20s過載保護動作。過載保護和分級卸載都有延時。

3．船舶同步發(fā)電機的過載保護主要由自動分級卸載裝置和萬能式自動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)電機的過載保護1.判斷檢測方法：對于同步發(fā)電機的過載，可以利用當(dāng)發(fā)電機過載時，必定會出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，來加以檢測。因為同步發(fā)電機上裝有自動電壓調(diào)整器，在電壓不變的情況下，當(dāng)發(fā)電機過載時，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)電機過電流的繼電保護裝置，就可實現(xiàn)對同步發(fā)電機的過載保護。2.過載故障的處理：處理船舶同步發(fā)電機的過載問題，要兼顧到兩方面，一方面要保護發(fā)電機不受損壞；另一方面還要考慮到盡量保證不中斷供電。因此，當(dāng)發(fā)電機過載時，應(yīng)自動發(fā)出發(fā)電機過載報警信號，以警告運行人員及時處理或同時發(fā)出自起動指令，以自動起動備用發(fā)電機組。若在一定時間內(nèi)仍不能解除過載時，為保護發(fā)電機不被損壞，就應(yīng)自動的將發(fā)電機從匯流排上切除，并發(fā)出發(fā)電機過載自動跳閘信號。3.船舶發(fā)電機對過載的允許承受能力及時限指標(biāo)二、

船舶同步發(fā)電機的過載保護4.發(fā)電機過載保護的整定1)發(fā)電機過載保護必須具有一定的時限。發(fā)電機過載保護的動作時限一般要大于10s為保證保護裝置動作的可靠性，需要從時間上躲開相當(dāng)大的電動機起動或多臺電動機同時起動時的很大起動電流，此時發(fā)電機的過載保護不應(yīng)動作。電動機起動電流一般在10s左右即可消失，暫時性的過電流現(xiàn)象。另外，若在離發(fā)電機遠處短路時，短路電流值也可能超過發(fā)電機過載時的整定值，為保證保護裝置動作的可靠性和選擇性，也要求發(fā)電機過載保護能從時間上躲開這種情況。所以，從系統(tǒng)對發(fā)電機過載保護的要求方面看，發(fā)電機過載保護必須具有一定的時限。2）對船舶發(fā)電機過載保護裝置的起動電流Iqd和動作時限t可做如下整定（計算過程同學(xué)自己看）

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

則可得起動電流為：

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

，即Ifh>Ife?？紤]到繼電器起動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）動作時間的整定：船舶發(fā)電機過載保護裝置動作時限的整定，主要考慮躲開大電動機或幾臺較大電動機同時起動的時間。一般電動機起動時間為5～10S，所以過載保護的動作時限可整定在10～20S。

4.發(fā)電機過載保護的整定5.船舶同步發(fā)電機的過載保護的處理方式2.5.6發(fā)電機的保護（規(guī)范規(guī)定）2.5.6.1應(yīng)采用能同時分斷所有絕緣極的斷路器作發(fā)電機的過載和短路保護，其過載保護應(yīng)與發(fā)電機的熱容量相適應(yīng)。并應(yīng)滿足下列要求:(1)過載10%～50%之間，經(jīng)少于2min的延時斷路器應(yīng)分斷，建議整定在發(fā)電機額定電流的125%～135%，延時15～30s斷路器分斷；(2)過電流大于50%，但小于發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)短路電流，經(jīng)與系統(tǒng)選擇性保護所要求的短暫延時后斷路器應(yīng)分斷。斷路器的短延時脫扣器建議按下列規(guī)定進行整定:始動值為發(fā)電機額定電流的200%～250%，延時時間:直流最長為0.2s，交流最長為0.6s；(3)在可能有3臺及以上發(fā)電機并聯(lián)連接的情況下，還應(yīng)設(shè)有瞬時脫扣器，并應(yīng)整定在稍大于其所保護發(fā)電機的最大短路電流下斷路器瞬時分斷。411）船舶同步發(fā)電機的過載保護裝置主要由自動分級卸載裝置、萬能式自動空氣斷路器中的過電流脫扣器和綜合保護裝置中的晶體管過電流繼電器等擔(dān)當(dāng)，后面將做單獨介紹。5.船舶同步發(fā)電機的過載保護的處理方式2）船舶自動化電站過載保護的處理方式船舶自動化電站一般當(dāng)單機功率達到其額定功率的（70～80%），就發(fā)出啟動備用機組的指令，備用機組啟動成功，自動進行并車，自動平均分配負荷，確保單機不過載。當(dāng)方式選擇開關(guān)在手動位置或無備用機組使用時，隨著負載的增加，有自動分級卸載裝置的船舶電站將自動進行發(fā)電機分級卸載，以確保重要負荷的運行。5.船舶同步發(fā)電機的過載保護的處理方式3）自動分級卸載保護發(fā)電機自動分級卸載(automaticunload)，又稱優(yōu)先脫扣(preferentialtrip)，是屬發(fā)電機過載保護的一種形式。

當(dāng)發(fā)電機發(fā)生持續(xù)過載時，經(jīng)延時，發(fā)電機過載保護動作，將造成發(fā)電機跳閘。要使發(fā)電機不中斷供電且避免過載，當(dāng)出現(xiàn)過載信號時，必須在長延時脫扣器的延時時間內(nèi)，切除電網(wǎng)中正在運行的一些次要負載，使發(fā)電機脫離過載狀態(tài)，從而保證電站對重要負載的連續(xù)供電，這就是發(fā)電機自動卸載。船舶電站一般將負載按重要程度及工作特點的不同，分成1～2級次要負載，從而實現(xiàn)多次自動卸載，這稱為發(fā)電機自動分級卸載。

顯然，發(fā)電機自動分級卸載保護必須與發(fā)電機過載保護的延時特性要相互配合，我國一般規(guī)定：對有分級自動卸載裝置的發(fā)電機過載保護，當(dāng)過載達110％～120％額定值時，延時5～l0s使自動卸載裝置動作，自動卸掉部分次要負載。當(dāng)過載達150％額定值時，延時10～20s，過載保護裝置動作，使發(fā)電機自動跳閘。第二節(jié)船舶同步發(fā)電機的保護內(nèi)容三、欠壓保護（對發(fā)電機和運行的電動機保護）

1．同步發(fā)電機的欠壓或失壓是指發(fā)電機由于內(nèi)部或外部原因引起端電壓遠遠低于額定電壓或無壓的現(xiàn)象。1）原因：單機供電，欠勵（失勵）、遠端短路。2）影響：發(fā)電機發(fā)熱、電動機電流增加、轉(zhuǎn)矩下降、照明變暗、嚴(yán)重時導(dǎo)致電壓崩潰如有大電動機起動或突加較大負載時，也可能引起瞬間電網(wǎng)電壓跌落現(xiàn)象，此時欠壓保護不應(yīng)動作.在整定同步發(fā)電機的欠壓保護的起動電壓時，可以用整定起動電壓值或者動作時限的方法，來躲過這些不應(yīng)使保護動作的欠壓的情況

46第二節(jié)船舶同步發(fā)電機的保護內(nèi)容三、欠壓保護（對發(fā)電機和運行的電動機保護）2．處理：要求發(fā)電機欠壓跳閘

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

3．

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

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

Kfh返回系數(shù)。Kk可靠系數(shù)3.對于船舶發(fā)電機的欠壓保護的整定，我國《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》作了規(guī)定。2.5.6.5并聯(lián)運行的發(fā)電機應(yīng)設(shè)有欠電壓保護并能滿足下列要求:(1)當(dāng)電機不發(fā)電情況下閉合斷路器時應(yīng)瞬時動作；(2)當(dāng)電壓降低至額定電壓的70%～35%時，應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)選擇性保護要求的延時后動作。1-3S船舶發(fā)電機的欠壓保護裝置由萬能式自動空氣斷路器中的失壓脫扣器或綜合保護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)電機的保護內(nèi)容四、逆功率保護（保護發(fā)電機組）（1）同步發(fā)電機的逆功率運行，是指該同步發(fā)電機不是發(fā)出有功功率，而是從電網(wǎng)吸收有功功率，即變?yōu)橥诫妱訖C運行。逆功率現(xiàn)象只有在發(fā)電機并聯(lián)運行時才能形成。逆功率運行的原因：當(dāng)幾臺同步發(fā)電機并聯(lián)運行時，若其中一臺發(fā)電機的原動機工作失常并車不正確（fF

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

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

2． 優(yōu)先脫扣特性優(yōu)先脫扣的實現(xiàn)，通常是通過設(shè)在斷路器內(nèi)的輔助觸點或發(fā)電機保護回路的過電流繼電器檢測信號，使應(yīng)優(yōu)先脫扣的負載的饋電斷路器分斷而達到卸載。如果采用過電流繼電器，其動作特性應(yīng)與發(fā)電機斷路器長延時脫扣器的動作特性相接近，但動作點不能進入發(fā)電機斷路器長延時脫扣器的動作區(qū)域之內(nèi)，兩者的動作時間延時應(yīng)協(xié)調(diào)，故通常采用同一型號的過電流繼電器，并由同一電流互感器引出。對于無人機艙的船舶，當(dāng)優(yōu)先脫扣裝置動作時，應(yīng)發(fā)出報警，而且備用發(fā)電機機組應(yīng)同時自動起動、自動投入運行、再自動給已優(yōu)先切斷的負載供電???。55課題7自動分級卸載裝置一、概述

2． 優(yōu)先脫扣特性優(yōu)先脫扣信號來自下列故障：（1）發(fā)電機過電流。（2）并聯(lián)運行時，任一臺發(fā)電機用空氣斷路故障脫扣。（3）并聯(lián)運行時，任一臺發(fā)電機的原動機應(yīng)急停車。（4）渦輪機蒸汽閥過大（5）主機應(yīng)急停車?！S帶發(fā)電機故障優(yōu)先脫扣的流程圖561）動作電流的整定：動作電流的整定通常是以發(fā)電機過載保護的長延時整定電流為基礎(chǔ)，例如，某集裝箱船發(fā)電機的額定電流為770A，其優(yōu)先脫扣過電流繼電器整定為0.90倍的長延時脫扣器整定電流，某公司設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為長延時整定值的82％－96％可調(diào)，則：長延時整定電流=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作電流值和延時時間兩個方面。（2）延時時間的整定：各級卸載的延長時間應(yīng)小于主開關(guān)過載延時時間。發(fā)電機自動分級卸載保護必須與發(fā)電機過載保護的延時特性要相互配合，不僅要求該過電流繼電器的動作電流整定值與發(fā)電機過載保護的長延時整定電流相協(xié)調(diào)，而且延時時間的整定也應(yīng)很好協(xié)調(diào)。在實際設(shè)計中，長延時脫扣器的延時通常整定為15一30s，我國一般規(guī)定：對有分級自動卸載裝置的發(fā)電機過載保護，當(dāng)過載達110％～120％額定值時，延時5～l0s使自動卸載