Návrh a nastavení elektrických ochran lodních rozvodných systémů

Jan Kalwar

Master's thesis

Design and Configuration of Electrical Protection Relays in Marine Power Distribution Systems

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a nastavením elektrických ochran v lodních rozvodných systémech. První část obsahuje teoretické poznatky a podklady k samotnému návrhu včetně popisu filozofie elektrického chránění v námořním průmyslu a obecných rozdílů oproti pozemním instalacím. Dále pak obecný popis vzduchem izolovaných rozvaděčů vysokého napětí ABB ZS1 a použitých digitálních elektrických ochran REFx. V druhé části je popsána rozvodná soustava vysokého napětí LNG tankeru GASLOG a následuje výpočet v souladu PNE 33 3042 odvozená z IEC 60909-4, kde určena velikost zkratového proudu. Výsledek tohoto manuálního výpočtu je porovnán s výsledkem z výpočtového software SKM Power Tools, kterým byla daná síť nasimulována. V této simulaci byly vypočteny dvě hodnoty pro elektricky vzdálený zkrat dle IEC 60909, tak i pro elektricky blízký zkrat dle IEC 61363. Dále je provedena studie selektivity pro 3 různé transformátory. Z této studie je pak navrženo nastavení jednotlivých nadproudových ochran v daném paprsku. Závěrem je navrženo nastavení ochran proti podpětí a zemních ochran.

Abstract:

This diploma thesis deals with design and setting of electric protection relays in ship power distribution systems. First part contents basic theory and philosophy to design in marine industry and its brief differences to land based installations. After that there is description of air insulated high voltage switchgear ABB ZS1 and installed electric protection relays REFx. In second part of this thesis there is description of high voltage power distribution network of LNG vessel GASLOG followed by calculation in accordance with PNE 33 3042 which is based on IEC 60909-4, where the short circuit current is calculated. The results of this manual calculation are compared with results provided by software SKM Power Tools, where the network has been simulated. There are two different sets of results for far-from generator short circuit, in accordance with IEC 60909 and near-to generator short circuit in accordance with IEC 61363. After that there is selectivity study for three different power transformers which leads to design and setting of particular over current protections in particular power stream. In the end there is proposed setting of earth fault and undervoltage protections.

Keywords

LNG tanker, IEC 60909, IEC 61363, SKM Power Tools, ABB ZS1, lodní rozvodné systémy, digitální elektrické ochrany REFx, elektrický vzdálený a blízký zkrat, selektivita

Keywords

LNG tanker, IEC 60909, IEC 61363, SKM Power Tools, ABB ZS1, marine power distribution network, electronic protection relays REFx, near and far to generator short circuit, selectivity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 2. 6. 2015
• Supervisor: Zdeněk Medvec
• Reader: Martin Reimer

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika