[發明專利]用于動態定位船舶的電力系統的故障保護系統

有效

• 申請號: 201310133027.3
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103378584A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: R.B.安德森;S.布利斯塔德;I.豪卡斯;G.科尼希;D.拉丹;S.O.塞特姆斯達爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 殷瑞劍;盧江

1.一種動態定位船舶的電力系統的故障保護系統，其中所述電力系統（10）被分成兩個或更多電力系統部分（12），每一個該電力系統部分（12）都包括配電總線（15）的總線部分，其中各總線部分通過匯流條連接（17）而以環狀配置相連接，并且其中每一個電力系統部分（12）都包括兩個或更多電力系統子部分（11），每一個該電力系統子部分（11）都包括配電總線（15）的總線子部分（16），同一電力系統部分（12）的各總線子部分（11）通過一個或多個總線耦合器相連接，其中每一個總線部分都包括去到發電機（21）的連接和去到動態定位船舶的推進器驅動器（30）的連接，其中所述故障保護系統包括：

-故障隔離系統，其對于每一個電力系統部分（12）包括：用于斷開由匯流條連接（17）提供的連接的匯流條連接斷路器（41），以及用于斷開由一個或多個總線耦合器提供的連接的一個或多個總線耦合器斷路器（42），所述故障隔離系統被配置成實施用于操作至少所述匯流條連接斷路器（41）和總線耦合器斷路器（42）的差動過電流保護方案；

-發電機過渡系統，其對于每一個電力系統部分（12）包括用于耦合到相應的總線部分的發電機（21）的激勵限制器，所述發電機過渡系統被適配成在故障發生時限制提供到所述發電機（21）的激勵場電流；

-推進器驅動器過渡系統，其被配置成在故障發生時為每一個電力系統部分（12）的推進器驅動器（30）的可變頻率驅動器（32）的DC總線提供電能，從而將DC總線上的電壓保持高于預定電壓閾值，

其中，所述故障保護系統被配置成在電力系統（10）中發生故障時，通過使其中發生故障的電力系統（10）的組件跳閘和/或通過斷開故障位于其中的電力系統子部分（11）中的一個或多個斷路器（41，42，25，35）來隔離故障，并且在其余的匯流條連接斷路器（41）和總線耦合器斷路器（42）被閉合的情況下繼續電力系統的操作。

2.根據權利要求1的故障保護系統，其中，所述故障隔離系統被配置成對于至少匯流條連接（17）和總線子部分（16）實施針對故障的差動過電流保護和/或定向過電流保護。

3.根據權利要求2的故障保護系統，其中，所述故障隔離系統包括用于操作至少匯流條連接斷路器（41）和總線耦合器斷路器（42）的保護繼電器，所述保護繼電器對于匯流條連接（17）和總線子部分（16）實施差動過電流保護和/或定向過電流保護。

4.根據權利要求2或3的故障保護系統，其中，所述故障隔離系統還被配置成借助于至少匯流條連接斷路器（41）和總線耦合器斷路器（42）來實施短路和過電流保護以作為備用。

5.根據在前權利要求中的任一項的故障保護系統，其中，所述故障隔離系統還對于每一個電力系統部分（12）、優選地對于每一個電力系統子部分（11）包括：用于斷開去到發電機（21）的連接的發電機斷路器（25）；以及用于斷開去到推進器驅動器（30）的連接的推進器驅動器斷路器（35）。

6.根據在前權利要求中的任一項的故障保護系統，還包括含有激勵限制器的自動電壓調節器（22），所述自動電壓調節器（22）被適配成自動調整由相應的發電機（21）提供的電壓，以便把電壓保持在操作帶內。

7.根據權利要求6的故障保護系統，其中，所述自動電壓調節器（22）被適配成通過檢測發電機輸出端處或配電總線（15）處的電壓下降來檢測故障的發生，所述自動電壓調節器（22）被適配成在檢測到故障之后降低針對所述發電機（21）的電壓設定點，并且根據降低的電壓設定點來控制所述發電機的輸出電壓，從而在故障發生之后限制電壓過沖。

8.根據在前權利要求中的任一項的故障保護系統，其中，所述推進器驅動器過渡系統包括用于每一個推進器驅動器（30）的可變頻率驅動器（32）的可變頻率驅動器控制器（33），所述可變頻率驅動器控制器（33）被適配成在相應的可變頻率驅動器（32）的DC總線上的電壓下降時降低該可變頻率驅動器（32）的輸出頻率，從而使得該可變頻率驅動器操作在發電狀況下，在其中由所述推進器驅動器的電動機（31）生成電能，并且所生成的電能被反饋到DC總線以便把DC總線上的電壓保持高于電壓閾值。