浅谈船舶发电机故障保护策略

　【摘要】本文介绍了船舶发电机常见故障，以及对故障采取的保护措施。

 

　　【关键词】船舶发电机；故障；保护

 

　　

1.引言 

　　发电机是船舶电站中最重要的设备之一，发电机正常运行是船舶安全航行的前提条件。
针对船舶发电机的不正常运行和故障，必须装设相应的保护装置。

 

　　

2.故障描述 

　　船舶同步发电机的故障主要包括：过载、外部短路、欠压、频率不正常和逆功率等。

 

　　船舶同步发电机本身内部也可能产生故障。例如：定子绕组的相间短路、单相绕组层间
短路、单相绕组接地；发电机转子绕组的匝间短路、转子绕组接地等。但由于船舶发电机属于
低压系统，而且又定期检查，因此船舶发电机内部故障出现的概率极小，另外发电机至主
配电板之间的电缆也比较短，故均不设保护装置。

 

　　

3.跳闸机理分析 

　　

3.1 发电机的过载保护 

　　电站运行中，如果出现发电机容量不能满足负载的要求或并联运行的机组负载分配不
均匀等情况，都会造成发电机过载。

 

　　发电机过载又分为

2 种：功率过载和电流过载。长期的电流过载会使发电机过热引起绝

缘老化和损坏；长期的功率过载会使导致原动机寿命缩短和部件损坏。

 

　　从外部系统的要求方面来看，要求发电机过载保护是带时限的。例如：当大电机启动或
多台电动机同时启动时，启动电流可能会超出发电机的电流额定值，但此时发电机的过载
保护装置不应动作，而应从时间上避开这种暂时的过载现象。启动过程一般不超过

10 秒。若

远离发电机处发生短路时，短路电流也可能超过发电机过载电流的整定值，但为了保证保
护装置动作的选择性，也应从时间上避开这种情况，先让下一级的开关动作，这段时间一
般仅为几十到一百多豪秒。因此对发电机的过载保护装置来说，必须有一个合理的时间来鉴
别过载的性质，以避开暂时性的过载状态。

 

　　某船发电机功率过载保护是由

PMS 发出指令进行保护。 

　　一级卸载：

0.95Ie，延时 15 秒。当发电机过载时，卸去空调等用电负载，保证重要负载

连续供电。

 

　　二级卸载：

0.95Ie，延时 15 秒。发电机并联运行，当发电机过载时，卸去侧推，保证重

要负载连续供电。

 

　　某船发电机的电流过载保护是有框架式自动空气断路器中的过流脱扣器。

 

　　某船对发电机过载保护有如下规定：

 

　　过流长延时，

1.25Ie，延时 15～30 秒。 

　　过流短延时，

2Ie，延时 0.4 秒。 

　　瞬时保护，当电流达到

10Ie 时，延时 0.06 秒。 

　　

3.2 欠压保护 

　　当调压装置失灵或发电机外部故障尚未切除或发生严重欠频时，均有可能出现电压下
降的情况。发电机在欠压下运行，将引起电动机电流增加，电动机转矩下降，从而导致电动
机发热、绝缘老化损坏。

 

　　为了避开大负荷启动时引起电网电压短时可能下降的特殊情况，欠压保护一般分为：
有延时和无延时两种。

 

　　对有延时机构的欠压保护，一般整定在电压低于

70%～80%额定电压，延时 1～3 秒后

动作，使发电机自动跳闸。