[发明专利]船舶直流综合电力系统及其短路保护设计方法

权利要求书

1.一种船舶直流综合电力系统，其特征在于：包括m段直流母排、交流母排、电池组、DC/DC变流器、DC/AC逆变器、推进模块，每段所述直流母排均通过n个DC/DC变流器分别连接至n个电池组，每个所述DC/DC变流器输出端与直流母排之间均分别连接有一个第一直流开关组件，所述直流母排通过第二直流开关组件连接至推进模块，所述直流母排通过第三直流开关组件连接至DC/AC逆变器，所述DC/AC逆变器通过交流母排连接至日用负载，所述直流母排之间通过第四直流开关组件连接；

其中，所述第一直流开关组件~第四直流开关组件均为直流接触器与直流快速熔断器串联形成的一体化直流开关组件。

2.一种船舶直流综合电力系统的短路保护设计方法，其特征在于，所述方法应用于采用辐射状供配电网络结构配置而成的船舶直流综合电力系统，所述船舶直流综合电力系统的DC/DC变流器输出支路、推进支路、DC/AC逆变器供电支路、母排之间均设有由接触器与快速熔断器串联形成的直流开关组件，所述方法包括：

根据系统工作电压范围和各支路最大工作电流，进行各支路接触器选型；

计算最大运行方式下典型位置短路时各支路的短路电流瞬时值及其I2t值的波形，以及最小运行方式下典型位置短路时各支路的短路电流瞬时值及其I2t值的波形；

以额定电压不低于系统最高电压、考虑使用条件降额后额定工作电流不低于支路最大工作电流、短路电流峰值在熔断器分断能力范围内、短路弧前I2t值能兼顾最大、最小运行方式下上下级熔断器的选择性保护要求、短路熔断时间电流特性曲线在接触器时间电流耐受曲线范围内为目标，进行各支路快速熔断器选型；

所述支路包括DC/DC变流器输出支路、推进支路、DC/AC逆变器供电支路、母联支路；

所述最大运行方式下系统所有电源全部投入运行，所述最小运行方式下系统最少电源投入运行。

3.根据权利要求2所述的船舶直流综合电力系统的短路保护设计方法，其特征在于，所述根据系统工作电压范围和各支路最大工作电流，进行各支路接触器选型包括：

根据直流系统额定电压U_{dc_N}，以及系统突加负载瞬态电压变化率δ_u-、突卸负载瞬态电压变化率δ_u+、稳态电压调整率δ_u，计算系统瞬态最高电压U_dc+、瞬态最低电压U_dc-、稳态最高电压U_{dc_max}、稳态最低电压U_{dc_min}，并将计算得到的系统瞬态最高运行电压U_dc+和稳态最高电压U_{dc_max}分别作为各支路接触器的最低绝缘电压和最低工作电压；

根据第i个支路额定功率P_{i_N}，以及计算得到的稳态最低电压U_{dc_min}，计算第i个支路的稳态最大电流I_{i_max}，并将计算得到的第i个支路的稳态最大电流I_{i_max}，作为该支路接触器的额定通流能力，i=1,2,…M+N+K，M为推进支路数量，N为DC/DC变流器输出支路数量，K为DC/AC逆变器供电支路数量；

根据各支路接触器的最低绝缘电压、最低工作电压、额定通流能力，选择各支路接触器的型号。