طراحی یک سیستم حفاظتی مبتنی بر کلید فیوز برای سیستم توزیع انرژی الکتریکی کشتی با ساختار ناحیه ای

یکی از مهمترین چالش های پیش روی سیستم های انتقال قدرت الکتریکی کشتی مدرن با ساختار ناحیه ای، حفاظت آنها در شرایط وقوع خطا به منظور حفظ پایداری و قابلیت اطمینان در سطح قابل قبول می باشد. عدم آشکارسازی خطا و جدا کردن قسمت معیوب در زمان مناسب عواقب فاجعه آمیزی برای سیستم انتقال قدرت الکتریکی کشتی در پی دارد. نیاز به قابلیت اطمینان بالای کشتی های مدرن، منجر به توسعه ساختار ناحیه ای برای سیستم توزیع انرژی الکتریکی کشتی شده است. هدف این مقاله ارایه یک طرح حفاظتی کارا برای کلیه قسمت های سیستم توزیع برق کشتی با ساختار ناحیه ای و از نوع ترکیبی جریان متناوب-جریان مستقیم است. در روش پیشنهادی، حفاظت در برابر خطاهای تکفاز به زمین با بهره گیری از سیستم زمین مقاومت-بالا و تایمر انجام می شود در حالیکه جریان خطاهای دو فاز و سه فاز با استفاده از کلید-فیوز قطع می شود. استفاده از سیستم زمین با مقاومت بالا امکان عملکرد بدون وقفه سیستم برق کشتی را در هنگام وقوع خطاهای تکفاز به زمین فراهم می کند. بدلیل عدم استفاده از رله های حفاظتی، هزینه اجرای طرح پیشنهادی کم است. طرح حفاظت پیشنهادی شامل حفاظت اصلی و پشتیبان بوده و به زیرساخت مخابراتی نیاز ندارد. همچنین کلیه اجزای سیستم برق کشتی شامل ژنراتور، موتور پیشران، باسبار، فیدر، خط، بار و شبکه جریان مستقیم در طرح پیشنهادی در نظرگرفته شده اند. عملکرد هماهنگ طرح حفاظت پیشنهادی با استفاده از مدل یک سیستم تست برق کشتی با ساختار ناحیه ای در نرم افزار ETAP مورد ارزیابی قرار می گیرد.