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摘要：在船舶电力系统运行中，短路故障难以避免，绝缘的自然老化，机械损伤和误操作等都可能造成短路的发生。国标GB3321短路电流计算方法在计算过程中简化处理，计算结果存在一定的误差。结合船舶电力系统短路电流产生的原理，对计算过程中存在误差的原因作了分析和改进，并结合实船案例对计算结果做对比。结果表明，改进算法的计算结果有较高的准确性和精度。
关键词：船舶电力系统；短路电流；GB3321；误差
0引言
当船舶电力系统中主母线附近发生短路时，将产生比正常值大许多倍的短路电流。所以在进行船舶电力系统设计时，必须充分估计到系统可能发生的故障和不正常情况[1]，以便选择合理的配电方式和保护装置，保证船舶主要电气设备能承受短路电流的冲击，能快速有效地切断短路故障，把短路故障的影响限制在最小的范围。
交流电力系统典型短路电流计算方法，有国际电工委员会、中国国家标准、中国国家军用标准、“劳氏”船级社以及美国海军标准等规定的方法。这些方法都离不开电机的基本理论，因此它们在本质上并没有很大的差别，只是在对发电机短路电流交流分量衰减的处理、电动机馈送短路电流、短路电流的合成方法以及计算精度有所不同而已[2]。
针对国标GB3321民用船舶短路电流计算方法在短路电流计算过程中忽略部分参数，短路电流计算结果存在较大的误差，因此有必要针对船舶电力系统中短路电流产生的原理对GB3321计算方法进行修正，减小误差。
1短路电流产生的原理
对于交流同步发电机，当电力系统短路时，其电源端电压不能视为不变，交流同步发电机的电枢绕组、励磁绕组和阻尼绕组互相之间都有电磁作用，因此交流同步发电机短路的电磁过程是相当复杂的。工程上通常近似地将整个过渡过程分成三个阶段：次暂态阶段、暂态阶段和稳态阶段。短路电流周期分量幅值在短路过程中是衰减的，次暂态分量按阻尼回路的时间常数指数衰减，暂态分量按励磁回路的时间常数指数衰减。根据电机学理论分析，同步发电机三相突然短路最严重的情况，是发电机空载(不考虑励磁电流变化时)、且电压的起始相角θ=0时，短路电流的交变分量在短路初期很大，此后逐渐减小。短路电流的最大瞬时值约在短路后第一个半个周期出现，其值等于对称短路电流的峰值和非周期分量相加而成[3]。
对于异步电动机，在电力系统发生短路时,电力系统不再向电动机供电,但电动机靠惯性继续运转,在发生短路的第一个半周期,转速可看作没有变化,同时和转子导体相交链的磁链没有消失,因而有三相电势产生,向短路点馈送短路电流[4]。
由计算结果可以看出，改进算法计算结果与国标相近，改进算法计算结果偏小且同国标结果误差不超过8%。这是因为国标GB3321在计算短路电流时留有较大的裕量，存在一定的误差，同时也说明了改进算法具有较高精度。
5结论
本文对船舶电力系统中短路电流的产生及作了简单的分析，分析并指出了GB3321短路电流计算方法中存在误差的原因，通过实船案例计算结果表明改进算法有着相对较高的精度。在以后船舶电力系统设计和继电保护整定时，具有一定的参考性。
参考文献
[1]尚德彬，短路电流的实用计算法[J]，电气开关，2008．
[2]王文义主编，船舶电站（哈工程）[M]，哈尔滨工程大学出版社，2006．
[3]王鹏，船舶电力系统短路电流计算研究[J]，北京：机械工业出版社，1998．
[4]王农宝等，船舶电力系统短路电流的研究[J]，辽宁：大连海事大学学报，2008．
[5]GB3321-82,中华人民共和国国家标准．船舶交流电力系统的短路计算[S]．
[6]兰海等，船舶电力系统短路电流计算方法研究[J]，黑龙江：船电技术，2009．