Вопрос 2

Показники якості електроенергії. Вимоги Регістру до показників якості електроенергії.

К основным параметрам СЭЭС относят род тока, частоту и напряжение.

Род тока. На современных судах применяют 3-фазный переменный ток и только в отдельных случаях для питания специальных приемников используют постоянный ток..

Частота переменного тока на большинстве судов составляет 50 Гц, а на некоторых судах иностранной постройки - 60 Гц.

Напряжение СЭЭС большинства транспортных судов составляет 380 В. Увеличение напряжения существенно уменьшает массу кабелей и кабельных трасс вследствие уменьшения площади поперечного сечения, так как с ростом напряжения уменьшается ток, передаваемый по кабелю. Вместе с тем с увеличением напряжения увеличиваются токи КЗ, растут масса и размеры РУ, повышается опасность поражения обслуживающего персонала электрическим током

В настоящее время разрабатывается коммутационно-защитная аппаратура с повышенной коммутационной способностью и устойчивостью к токам КЗ. Это в сочетании с токоограничивающими фидерными и секционными реакторами позволит увеличить напряжение до 6,3 кВ и мощность СЭЭС до 36 МВт.

Правила Регистра СССР устанавливают следующие значения напряжений переменного и постоянного тока:

для источников электроэнергии- 400 и 230 В при частоте 50 Гц, 460 и 270 В при частоте 60 Гц, 230 В на постоянном токе;

для приемников электроэнергии- 380, 220, 42, 24 и 12 В при частоте 50 Гц, 250 В при частоте 60 Гц, 220, 24 и 12 В на постоянном токе.

Уровень применяемого напряжения зависит от назначения приемника электроэнергии. Для силовых приемников, цепей управления, нагревательных и отопительных приборов служебных помещений используют напряжение 380 В. Напряжение 220 В переменного и постоянного тока применяют для отопительных приборов в каютах, освещения, сигнализации, розеток в сухих помещениях. Переносные инструменты и ручные пульты управления выполняют на напряжение 42 В переменного и 24 В постоянного тока. В помещениях с повышенной влажностью применяют переносные светильники напряжением 24 В, а в особо сырых - напряжением 12 В переменного и постоянного тока. В специальных электрических установках (гребные и др.) Правила Регистра допускают применение напряжения до 11 кВ переменного и до 1,2 кВ постоянного тока.

Качество электроэнергии– это совокупность свойств электроэнергии, обусловливающих ее пригодность для нормальной работы судовых приемников. Качество электроэнергии оказывает существенное влияние на режимы работы приемников, источников и линий электропередачи.

Показатели качества электроэнергии определяют в период швартовных и ходовых испытаний отдельно для установившихся и переходных режимов.

В установившемся режиме к этим показателям качества относят:

1. длительное отклонение (%) напряжения – относительная разность между фактическим и номинальным значениями напряжения

;

2. длительное отклонение (%) частоты СЭЭС – относительная разность между фактическим и номинальным значениями частоты

;

3. коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (%) – отношение квадратного корня из суммы квадратов действующих значений высших гармонических составляющих напряжения данной периодической кривой к действующему значению основной гармонической составляющей

;

4. коэффициент несимметрии (%) напряжения в трехфазной системе – относительная разность между максимальным и минимальным значениями линейного напряжения

;

В переходных режимах показатели качества электроэнергии следующие:

1. кратковременное отклонение напряжения (%) – относительная разность между минимальным (или минимальным) и номинальным значением напряжения

;

;

2. кратковременное отклонение частоты (%) – относительная разность между минимальным (или минимальным) и номинальным значениями частоты

;

;

Основные причины отклонения напряжения и частоты заключаются в ограниченной мощности СЭЭС и несовершенстве АРН и АРЧ.

Снижение напряжения на зажимах электродвигателей постоянного и переменного тока вызывает уменьшение вращающего момента, частоты вращения и мощности, а также увеличение потребляемого им тока. При этом возможна перегрузка и остановка двигателей. При снижении напряжения существенно уменьшается светоотдача ламп накаливания, а при увеличении снижает срок их службы.

Снижение частоты в СЭЭС ведет к уменьшению частоты вращения асинхронных двигателей и производительности механизмов, с которыми они связаны.

Несимметрия напряжения на зажимах двигателей и генераторов переменного трехфазного тока вызывает дополнительные потери мощности и нагрев машин.

Несинусоидальность формы кривой напряжения обусловлена наличием в СЭЭС и потребителях электроэнергии с частотой более 50 Гц, под действием которой увеличивается потеря мощности на нагрев генераторов, трансформаторов, двигателей, кабелей, шин и аппаратов.

Нормы показателей качества электроэнергии согласно Правилам Регистра приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Значения показателей качества электроэнергии

Показатель	Допустимое значение показателя	Примечание
Установившееся отклонение: напряжения; частоты	(+6…-10)% 5%	Для средств электроники 10%
Кратковременное отклонение: напряжения; частоты	20% 10%	Время восстановления напряжения не более 1,5 с. Время восстановления частоты не более 5 с.
Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения судовой сети	5%	-
Коэффициент несимметрии напряжений трехфазной сети	-	Разность токов фаз генераторов не должна превышать 15%.