[发明专利]一种船用配电板母排短路故障的智能保护装置

说明书

技术领域

本发明属于船舶技术领域，更具体地，涉及一种船用配电板母排短路故障的智能保护装置。

背景技术

配电板是船舶及海洋平台上最重要的设备之一，是船舶及海洋平台配电系统电力分配及保护的核心装置。具有DP2及以上动力定位要求的船舶及海洋平台，其配电板一般采用多段母排结构，配电板接收来自船上多台发电机组输出的电能，将电能分配至下级分配电板、分电箱、控制柜等设备，保证各个用电设备电源的可靠供给，保证船舶及海洋平台的安全、稳定运行。

若具有多段母排结构的配电板(以下简称多段母排配电板)出现故障，会影响整个配电系统的稳定性，小则影响用电设备的正常运行；大则影响船舶及海洋平台的安全，造成重大经济损失和人员损失，还有可能引发政治及生态环境灾难。

多段母排配电板的故障种类很多，最严重最有可能引起连锁反应的故障是短路故障。常见的短路故障有控制线路短路故障、电源输入侧线路短路故障、负载输出侧线路短路故障、母排短路故障。

控制线路短路故障会引起多段母排配电板局部控制功能的丧失，一般不会对整个配电系统产生严重影响；该短路故障电流较小，一般在控制回路中设置熔断器或微型断路器就可以及时切除故障回路，有效实现控制线路短路故障的保护。

电源输入侧线路短路故障和负载输出侧线路短路故障均是非常严重的故障，它们会影响船上电源的正常供应和负载设备的正常工作，如果不能将故障及时切除，将会使故障扩大化，损坏故障线路的电源设备和负载设备，影响整个多段母排配电板的正常运行，最终造成配电系统失电或全船失电。该类型短路故障的保护通常是由电源开关和负载开关实现的，开关具备短路保护功能，当出现短路故障时，相应主开关迅速分断，隔离故障回路。当电源设备或负载设备功率较大时，一般会设置差动保护装置，实现短路保护，如图1所示“差动保护装置实现图例”，在电源开关两侧分别设置电流互感器TA1、TA2，其信号接入“差动保护装置1”中，当电源输入侧线路出现短路时，“差动保护装置1”动作，使电源开关DG2QF可靠分断，及时切除故障回路；在负载开关两侧分别设置电流互感器TA3、TA4，其信号接入“差动保护装置2”中，当负载输出侧线路出现短路时，“差动保护装置2”动作，使负载开关3QF可靠分断，及时切除故障回路。差动保护装置是比较成熟的产品，已被广泛使用，可有效实现电源侧和负载侧线路短路故障的保护。

现有的诸如熔断器、微型断路器、开关、差动保护装置等短路故障保护装置主要实现了控制回路、电源侧及负载侧的短路故障保护，当多段母排配电板发生母排短路故障时，以上装置或方法均不能有效实现保护，分析如下：

(1)熔断器、微型断路器只能实现短路电流较小的控制回路保护，但当母排发生短路故障时，短路电流很大，一般能达到几千安培甚至几万安培。

(2)开关的分断能力较强，能够承受短路故障时短时间的大电流，可以实现开关上级电源侧、下级负载的短路保护，但多段母排配电板内一段母排上一般设置有多台电源开关和负载开关，当母排发生短路时，该段母排及其它段母排上的开关均可能分断或出现不应该分断的开关分断，会造成短路故障扩大化，影响整个配电系统安全运行，就无法实现短路故障的选择性保护。

(3)差动保护装置一般只用于实现配电板电源侧或负载侧的短路故障的保护，是市场上较成熟的、功能固定化、输入/输出接口数量固定化的产品，无法满足多支路信号输入、多路控制信号输出的保护要求，因此当母排短路故障发生时，无法实现短路故障的选择性保护。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种船用配电板母排短路故障的智能保护装置，旨在解决现有技术中当多段母排中的任意一段母排发生短路故障时，无法实现短路故障的选择性保护的技术问题。