Активные фильтры в судовых электроустановках
Active filters in Marine & Offshore applications
Применение активных фильтров в судовых электроустановках оказывается полезным как во время плавания, так и при стоянке в пунктах базирования.
При нахождении судна в порту электроснабжение осуществляется, по возможности, от береговых подстанций. Береговые сети зачастую слабые и чувствительны к изменениям нагрузки.
Береговая преобразовательная подстанция (г. Мурманск, суда ФГУП «Морспасслужба»)
Просто спросить...?
Помимо обычных для стояночного режима нагрузок (освещение, вентиляция, камбуз и др.) периодически возникают дополнительные нагрузки от пусков насосов, компрессоров, проворачивания механизмов и др.
На графиках ниже показан процесс пуска компрессора, номинальный ток двигателя которого 146 А. Измерения проводятся на вводном автомате.
|
|
| Компрессор с приводным асинхронным двигателем | Измерения на вводе компрессора |
Пуск осуществляется переключением обмоток статора со «звезды» на «треугольник».
Ток при пуске двигателя компрессора переключением «звезда»/«треугольник»
Ток при разгоне привода достигает 840 А и пятикратно превышает номинальное значение.
Мощность активная (черная линия) и реактивная (красная линия) при пуске компрессора
Мощность активная составляет в максимуме 220 кВт, а реактивная - 575 квар.
При набросах такой нагрузки происходят провалы напряжения и отключения береговой сети. Установка активных фильтров на судне вблизи ввода берегового питания позволяет скомпенсировать реактивную мощность, уменьшить полный ток и снизить риски потери питания.
Во время плавания электроснабжение осуществляется от автономных источников (валогенераторов, дизель-генераторов, генераторов газопоршневых машин и др.). При этом кардинально меняются нагрузки и состав электроприёмников. Это могут быть винторулевые колонки, подруливающие устройства, различные насосы, лебедки и др. Электроприводы судовых механизмов могут быть как переменного тока, так и постоянного тока. Мощные нелинейные электроприёмники (преобразователи частоты, управляемые выпрямители, тиристорные регуляторы и др.) оказывают существенное влияние на работу судовой сети. Компенсация высших гармоник успешно выполняется активными фильтрами.
|
|
| Установка активных фильтров на судне | Наладка активных фильтров на судне |
Применение активных фильтров с обычными «шестипульсными» преобразователями частоты является хорошей альтернативой более сложным и дорогим преобразователям AFE (Active Front End). Дополнительное преимущество состоит в возможности размещать активный фильтр отдельно от привода. В стесненных условиях судовых электротехнических помещений это важно.
Привод подруливающего устройства. Применен преобразователь частоты с 6-пульсной схемой выпрямления и активный фильтр.
Набросы реактивной мощности отрицательно влияют на устойчивость генераторов судовой электростанции при их параллельной работе. Если эти набросы происходят при пусках двигателей, пусковой ток пытаются уменьшить с помощью УПП (устройств плавного пуска) на базе тиристорных регуляторов напряжения. Такое решение чревато неприятностями, вплоть до коротких замыканий в обмотках статоров двигателей.
Двигатель подруливающего устройства мощностью 1 МВт (слева), включаемый через тиристорное устройство плавного пуска (в центре)
В процессе пуска ток в обмотке статора нелинейный, с высоким содержанием гармоник, и не каждый двигатель способен вынести такие нагрузки.
Ток и напряжение статора асинхронного двигателя подруливающего устройства при разгоне тиристорным устройством плавного пуска
Активные фильтры отлично работают в судовых электроустановках, компенсируя динамично изменяющуюся реактивную мощность и высшие гармоники.
Активные фильтры (в центре) в составе судовой электростанции
Специалисты Инженерного центра «АРТ» имеют большой опыт работы в судовых электроустановках и соответствующие разрешительные документы (Свидетельство о соответствии предприятия требованиям Российского морского регистра судоходства, сертификаты BOSIET и др.).
Предложения Инженерного центра «АРТ»
Полный комплекс работ по созданию систем компенсации высших гармоник и реактивной мощности в электроустановках до и выше 1000 В (низкого и среднего напряжения).
