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闭环运行模式在DP-3冗余电力系统中的应用


闭环运行模式在DP-3冗余电力系统中的应用,近些年来,DP-3附加标志的动力定位系统广泛应用于半潜式深水钻井平台、钻井船、铺管船以及各种类型的海洋工程船,随着各种类型海洋工程项目的更新换代,动力定位系统的设计标准、控位能力、系统配套及总装也得到了长足发展。

 近些年来,DP-3附加标志的动力定位系统广泛应用于半潜式深水钻井平台、钻井船、铺管船以及各种类型的海洋工程船,随着各种类型海洋工程项目的更新换代,动力定位系统的设计标准、控位能力、系统配套及总装也得到了长足发展。动力定位系统是一个综合性的系统总成,主要包括电力系统、推进系统、控制系统、测量系统等。

闭环冗余电力系统的框架及故障模式研究
1、以一个双冗余电力系统采用闭环运行模式为例双冗余闭环电力系统框架
在闭环模式下,两个独立的冗余系统成为一个系统。根据上述MSC Circ.645通函的基本安全衡准,为了达到与开环电力系统同等的安全水平,在该电力系统的一个分区发生故障时,在故障蔓延至另一个分区之前执行相应的保护动作。目前西门子公司的产品采用的是瞬间无延时断开配电板间的联络开关bus-tie,在故障发生时,将电力系统重新配置为开环模式。
2、故障模式举例及基本保护原则
在一个电力系统中,能够导致保护动作发生,使发电机、负载断路器脱扣的故障类型多种多样。现就最严重、最典型常见的几个故障模式进行举例分析。
配电板内部汇流排短路
所有的发电机断路器都有短路时瞬间断开的保护功能。在闭环模式下,当发生短路故障时,一个最基本的要求是联络开关要先于发电机断路器打开,否则短路电流将会流经整个汇流排使所有的发电机断路器脱扣,引起全船失电,所有的推进器关停,DP系统将失去控位能力。因此,系统设计时必须要确保联络开关的短路脱扣时间要比发电机断路器的短,并且联络开关必须要有能够分段系统内最大短路电流的能力。
汇流排电压、频率变化超差
当电力系统闭环模式运行时,一台发电机的电压、频率异常有可能会导致整个汇流排异常,所有在线的发电机断路器会检测同一个汇流排上的电压和频率。另外,在冗余电力系统中,同样功能的设备一般都使用同样的型号,如果因为汇流排电压、频率超差使一个冗余系统的电气设备脱扣,那么在其他冗余系统中完成同样功能的设备也会同时脱扣。因此,闭环模式下当检测到汇流排电压、频率异常,联络开关应能先于发电机断路器动作之前断开,否则所有的冗余系统会同时分断。

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