故障电流限制器应用於船船短路电流改善之分析.PDF

中國造的暨輪機工程學刊第二十九卷第三期民國九十九年八月 113 JOll rn al ofTaiwan Soc iely ofNa val Arc hi lecls a nd Marine Enginee rs , Vo 1.29, No .3, pp. 1 汀-12 1 ， 201 0 故障電流限制器應用於船船短路電流改善之分析 蘇俊連+ 蘇信益 國立高雄海洋科技大學輪機工程系 關鍵詞﹒船由自電力系統、短路電流、電力系統保護、故障電流限制器 摘要 世界各國許多研究已證實以故障電流限制l 器( Fault Current Limi ter, FCL)來降低電力網路中某些線路短 路電流，達到安全保護的目的，是保護系統及降低短路電流的最有效方案之- 0 為解決因船船短路電流日 益增大造成電力保護闖關在規勸l及設計上所面臨的挑戰，本文提出以故障電流限制苦苦來改善船船短路電 流 ﹒ 修正阻抗矩障法( modi fied imp edance matri x meth od )被用來分析故障電流限制器加入船電系統後對短路 電流之影響，以決定故障電流限制器最適裝設策略 。 測試結果以實船電力資料來說明故障電流限制提應用 於船由自短路電流之改善效果。 備的升級，如何尋求另一種有效的方法來解決因船船 別首 短路電流日漸增大 ，造成電力保護闖關規劃及設計上 隨著船自自自動化及大型化發展 ， 有愈來愈多的電 的問題 ， 已成為船廠電機設計未來所必須面臨的課題 氣設備裝設於船上 ， 造成船船發電裝置容量及電力負 之一 。 目前電力系統中 ，常用來降低或抑制短路電流的 載逐漸增加，短路短路電流等級也日漸增大 ， 船上電 力保護設備之規劃及設計已面臨到新的挑戰[1] 。另一 傳統作法有提高系統電壓等級 、 改變網路結構 、 斷路 方面，船東及船廠已意識到電力推進技術在船船運轉 器升級、使用高阻抗變壓器或電流限制電抗器、採用 之節能減碳上可能帶來的優勢 ， 近年來積極研發全電 較複雜的控制策略等 。 第一種作法是提高系統電壓等 級 ，此方式往往可以有效降低短路電流﹒但開關設備 力船(e-ship) .以大容量高效能電動機取代傳統柴油主 機來推進船雙 目 電力推進船之電力裝置容量相較於傳 的絕緣等級必須相對提高 。 第二種方法為改變網路結 構， 籍由打開常閉連絡開關或分創匯流排 ， 可有效降 統主機大上許多 ， 若發生故障，往往引起非常大的短 低短路電流大小，但在正常運轉或突發事故期間，會 路電流[2] 。 由於發生在電力系統的故障是無法避免 的，故障發生時除了鄰近故障發生處的設備損壞外 ， 減少可提供負載供電的來源，如分l!iIJ 電力網路、匯流 其他因電弧影響及短路電流流經處均會產生高動態的 排分段等皆屬於這種改善方式 。 斷路器升級則是用來 機械應力及高熱能2日諸在電力設備之上， 可能會造成