Лекция № 9. « Влияние полупроводниковых преобразователей на судовую сеть»

« Влияние полупроводниковых преобразователей на судовую сеть»

Полупроводниковые преобразователи электроэнергии искажают форму кривой напряжения, снижая коэффициент мощности в судовой сети.

Влия­ние силовых ПП на качество электроэнергии в судовой сети весьма значи­тельно, в связи с чем проблема обеспечения электромагнитной совместимо­сти силовых преобразователей и других элементов СЭЭУ является весьма серьезной.

Под электромагнитной совместимостью понимается способность одновременного функционирования различных элементов электроэнерге­тической системы с сохранением заданных технических и эксплуатацион­ных характеристик.

Искажение формы кривой напряжения в судовой сети приводит к:

1. на­греву электрических машин и трансформаторов, 2.снижению их КПД,

3.повы­шению вибрации и шума,

4.ускоренному старению и пробою изоляции в электрических сетях,

5.дополнительной нагрузке генераторов и т.д.

Работа ПП основана на процессе коммутации (переключениях) венти­лей.

Во всех схемах преобразователей процесс коммутации вызывает про­валы напряжения и потребление преобразователем несинусоидального тока.

Форма кривой напряжения и тока на входе трехфазного управляемого выпрямителя приведена на рис. 9.16.

Рис. 9.16. Мгновенные значения тока и напряжения на входе управляемого выпрямителя

Выходное напряжение автономного инвертора представляет собой последовательность прямоугольных импульсов различной полярности и длительности с одинаковой амплитудой.

Форма кривой напряжения на выходе автономного инвертора приведена на рис. 9.17.

Рис. 9.17. Мгновенное значение напряжения на выходе автономного инвертора

Из рис. 9.16 и 9.17 видно, что форма реальной кривой напряжения в судовой сети при наличии ПП существенно отличается от синусоидальной.

Любую периодическую кривую можно разложить на сумму синусои­дальных гармонических составляющих. В кривой напряжения судовой се­ти, кроме синусоидального напряжения основной частоты (первой гармо­ники), присутствуют гармонические составляющие, частота которых кратна частоте сети. Отношение высшей гармоники к частоте сети называют порядком гармоники.

Так, в сети 50 Гц высшую гармонику частотой 150 Гц называют третьей гармоникой, 250 Гц - пятой и т.д.

В судовых сетях переменного тока одним из показателей качества электроэнергии является коэффициент нелинейных искажений напряжения сети, который показывает, насколько реальная форма кривой напряжения отличается от синусоидальной.

Характер вносимых ПП искажений существенно зависит от силовой схемы преобразователя, режима работы и способа управления.

Существен­ное влияние на форму потребляемого тока ПП оказывает индуктивность в цепи нагрузки: якорные обмотки машин постоянного тока, сглаживающие фильтры и т.д.

Искажения, вносимые ПП в сеть, могут быть также оценены мощно­стью искажений, которая обусловлена наличием токов высшей гармоники.

Даже в номинальных режимах эксплуатации коэффициент мощности ПП, как правило, не превышает 0,75 ... 0,9.

В судовых условиях для измерения искажений в сети используют:

1. спе­циальные приборы (анализаторы)

2.или производится гармонический анализ кривых напряжения, полученных с помощью осциллографа.