Параметры и качество электрической энергии.

Параметры и качество электрической энергии определяются рациональным выбором рода тока (постоянный, переменный), частоты, величины напряжения.

По Правилам Регистра и по ГОСТ 13109-97 допускается применение как постоянного, так и переменного (однофазного и трехфазного) электрического тока. Наибольшее распространение, благодаря высоким технико-экономическим показателям, получили системы трехфазного переменного тока. Это связано с использованием асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, трансформаторов, имеющих высокие показатели - они надежнее, компактнее как по массе, так и по габаритам.

Источники электрической энергии - трехфазные синхронные генераторы с автоматическими регуляторами напряжения позволили достигнуть требуемой стабильности напряжения, как в статическом, так и в динамическом режимах.

В установках до 380В допускается следующие величины напряжения:

- для силовых, нагревательных и отопительных потребителей от 220 до 380 вольт;

- освещение, сигнализация, внутренняя связь, розетки в сухих помещениях – 220вольт;

- релейно-контакторные системы, системы управления для сетей переменного тока – 127 вольт, для сетей постоянного тока – 110 вольт;

- для переносных инструментов, переносных ламп применяются напряжения от 12 до 36 вольт, напряжение свыше 36 вольт на судах является опасным при поражении электрическим током.

Отечественные энергосистемы и потребители работают на частоте 50 Гц, на некоторых судах иностранной постройки принята частоте 60 Гц. Для специальных потребителей и систем применяются частота 200 Гц, 400 Гц или 500 Гц.

Качество электроэнергии определяется совокупностью показателей и мерой отклонения амплитуд, частоты и мгновенных значений напряжения от номинальной величины. Идеальными величинами трехфазных напряжений являются:

u_А=U_Amax·sin(ωt+θ_A)_;

u_В=U_Вmax·sin(ωt+θ_В)_;

u_С=U_Сmax·sin(ωt+θ_С) _,

где U_Amax, U_Вmax, U_Сmax - амплитудные значения напряжений, θ_A, θ_В, θ_С - углы сдвига фаз между фазными напряжениями, равны 2π/3.

Эти условия нарушаются из-за несовершенства характеристик генераторных агрегатов, изменений нагрузки и других условий. Показатели качества электрической энергии нормируются отдельно для установившихся и переходных режимов.

Установившееся отклонение напряжения представляет собой разность между напряжением сети и номинальным напряжением, выраженное в процентах

ПоПравилам Регистра отклонение напряжения для сетей переменного тока не должно превышать ±2,5% при изменении нагрузки от нуля до номинальной величины и коэффициенте мощности от 0,6 до 1,0, для генераторов аварийной электростанции допускается отклонение ±3,5%, такое же отклонение допускается и для основной электростанции при коэффициенте мощности ниже 0,6.

Для переходных режимов (наброс или сброс нагрузки) провал напряжения не должен превышать 20% с временем восстановления напряжения 1,5с, выброс при сбросе нагрузки не должен превышать 16% с таким же временем восстановления.

Установившееся отклонение частоты определяет зависимость между отклонением частоты сети и номинальным ее значением

.

Для судовых сетей допускается отклонение частоты сети от номинального значения ±1% или 0,5 Гц при изменении нагрузки от 25 до 100%, в переходных режимах отклонение частоты не должно превышать ±10%.

Коэффициент несимметрии трехфазного напряжения определяется как разность между наибольшим и наименьшим значениями линейных напряжений

,

в судовых сетях коэффициент несимметрии не должен превышать 2%.

Коэффициент несинусоидальности формы кривой напряжения определяет величину суммы действующих значений высших гармоник Uν, которые составляют сетевое напряжение, по отношению к действующему значению напряжения основной гармоники

.

Основными высшими гармониками в судовой сети являются 3, 5 и 7 гармоники, коэффициент несинусоидальности не должен превышать 5%, в судовых сетях коэффициент несинусоидальности допускается до 10%.

Искажения синусоидальности судовой сети приводят к нежелательным последствиям и могут вызывать сбой в работе радио и полупроводниковой аппаратуры, вычислительной техники и автоматики.

Обеспечение качества электроэнергии необходимо для нормального функционирования потребителей и всех технических систем, это достигается рациональным выбором элементов электрооборудования, применением систем автоматики и управления, режимами работы энергосистемы.