亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        船舶電力系統(tǒng)短路故障及其穩(wěn)定性提升策略

        2021-04-09 04:14:59武警海警總隊第五支隊杭太貴
        電子世界 2021年3期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電機船舶故障

        武警海警總隊第五支隊 杭太貴

        船舶電力系統(tǒng)一旦發(fā)生短路故障,會直接影響到船舶航行的穩(wěn)定性。因此,穩(wěn)定的船舶電力系統(tǒng)是確保船舶穩(wěn)定航行的重要前提條件之一。本文圍繞船舶電力系統(tǒng)展開相應(yīng)的研究,歸納可能出現(xiàn)的短路故障情況,并提出一些提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的策略。

        進入21世紀(jì)以來,船舶電力自動化水平得到了快速提升,船舶電氣設(shè)備對穩(wěn)定供電的要求越來越高,船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性已經(jīng)成為保護船舶安全航行的重要助力。因此,針對船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進行相應(yīng)的研究意義重大。在影響船舶電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性的眾多因素中,短路故障不僅經(jīng)常出現(xiàn),而且每次出現(xiàn)都會造成不小的影響,如何解決短路問題已經(jīng)成為船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中的主要關(guān)注點。

        1 船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

        1.1 船舶電力系統(tǒng)界定

        船舶電力系統(tǒng)由船舶供電及船舶用電兩個部分所組成,前者的作用是發(fā)電、配電,后者則是船舶上所有需要用電的設(shè)備總稱。船舶電力系統(tǒng)就是船舶的血管與血液,保證整個船舶的正常運行。隨著船舶工業(yè)的迅猛發(fā)展,船舶電力系統(tǒng)也體現(xiàn)出自動化、大型化的特點,不但能保障船舶的正常航行,還能減輕船員的工作負(fù)荷,提高他們的工作、生活條件。保證船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定是船舶建造與航行的基礎(chǔ)工作及重要工作之一。船舶電力系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在這樣幾個方面:

        特點一:船舶電力系統(tǒng)的容量普遍偏小。船舶發(fā)電機單機容量通常都在一千千瓦以下,總?cè)萘恳膊贿^幾十萬到一百萬千瓦,而且船舶電網(wǎng)都是獨立運作的,船舶與船舶之間無法形成聯(lián)網(wǎng)運行。這與陸上發(fā)電機組單機容易就達十幾萬千瓦,總?cè)萘縿虞m超千萬千瓦,各電廠之間大多實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)運行進而構(gòu)造了一個龐大的系統(tǒng)有著天壤之別。一旦船舶中的大型負(fù)載突加突卸時,船舶電網(wǎng)都會受到巨大的沖擊;如果電力系統(tǒng)發(fā)生短路或操作失誤時,不但會影響發(fā)電機組停止工作,還有可能造成全船停電,威脅到整條船舶上人與物的安全。所以,在設(shè)計船舶電力系統(tǒng)時,對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著特別高的要求。

        特點二:船舶電力系統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)相對較短。船舶的面積是相當(dāng)有限的,這就使得船舶整體的輸電距離不會太長,也不需要特別大的輸電容量,所以船舶上通常不會配備高壓輸電,以減少電能損耗。與此同時,船舶電力系統(tǒng)的發(fā)電機組及所有用電設(shè)備的電壓都較低,很少配備變壓器。而且,因為船舶整體空間緊湊,用電設(shè)備大多集中在一起,輸電線路基本都控制在兩百米以內(nèi),這使得船舶電力系統(tǒng)的保護裝置很少,所以要求整個電力系統(tǒng)具有更好的協(xié)調(diào)配合度。

        特點三:船舶電力系統(tǒng)的整體壽命較短。江河湖海是船舶的工作環(huán)境,不穩(wěn)定、惡劣的自然環(huán)境對電力系統(tǒng)的損耗極大。長期與水、濕氣接觸,電力系統(tǒng)的絕緣性能會受到影響、金屬部件容易腐蝕,波浪等眾多因素的沖擊、振動也容易造成電力系統(tǒng)接觸不良,這對船舶電力系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求。

        1.2 船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性

        當(dāng)船舶電力系統(tǒng)受到內(nèi)外部因素的擾動后仍然能夠保持正常工作的能力就是船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性強度,船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是保證船舶正常安全航行的必要前提。

        船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性包括兩個方面的內(nèi)容:靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。前者指的是受到小干擾的電力系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定性,能保持穩(wěn)定就說明系統(tǒng)具有靜態(tài)的穩(wěn)定;后者指的是受到某一特定大干擾后的電力系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定性,能保持穩(wěn)定就說明系統(tǒng)具有暫態(tài)的穩(wěn)定。突加突卸負(fù)載、電力系統(tǒng)的意外短路、大型用電設(shè)備工作等都屬于特定大干擾。

        因為船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性更多的是體現(xiàn)在船舶航行過程中大干擾,因此針對船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究主要是針對暫態(tài)穩(wěn)定進行的。

        2 船舶電力系統(tǒng)短路故障的影響

        2.1 船舶電力系統(tǒng)短路的危害

        船舶電力系統(tǒng)由正常電力系統(tǒng)和應(yīng)急電力系統(tǒng)兩部分組成,后者是前者正常工作的一個補充與保障。由于船舶電力系統(tǒng)總?cè)萘啃?、輸電網(wǎng)絡(luò)短、外部影響多等特點,使得一個小小的元件故障都有可能會影響到整條船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并給船舶的安全運行帶來安全問題。

        船舶電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,會出現(xiàn)短時的大沖擊電流,電流沖擊時間雖然不長但卻會給整個電力系統(tǒng)帶來巨大的沖擊與損害,如果保護裝置動作不快還會帶來一系列的后續(xù)損害和問題。而且,穩(wěn)態(tài)短路電流如果過大也會損壞船舶用電設(shè)備。短路故障特別嚴(yán)重時,甚至?xí)斐纱暗碾娏ο到y(tǒng)全部癱瘓,供電完全中斷,如果在惡劣天氣航行過程遇到這種情況,有可能會造成船毀人亡的重特大事故。

        因此,構(gòu)建高穩(wěn)定性的船舶電力系統(tǒng),對短路電流實現(xiàn)有效、及時的限制,盡可能減少短路故障對于船舶的安全航行意義重大。

        2.2 船舶電力系統(tǒng)短路故障的原因

        正如前文所述,船舶電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性對整個船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響不大,因為它能夠在干擾后迅速回歸正常電力狀態(tài),在研究分析船舶電力系統(tǒng)短路故障原因時,主要是針對暫態(tài)穩(wěn)定性進行的。具體來看,船舶電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響因素主要有如下幾點:其一,船舶電力系統(tǒng)自身出現(xiàn)的短路故障;其二,突加、突卸大負(fù)載極易引發(fā)船舶電力系統(tǒng)的波動。

        3 提高船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的對策

        3.1 及時有效地切除故障源

        提高船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性最關(guān)鍵的措施在于及時有效地切除故障源。只要能夠及時地發(fā)現(xiàn)并切除故障源,就能夠防止因為故障原因造成發(fā)電子轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩變化,發(fā)電機轉(zhuǎn)子角速度不會變化也就不會改變電網(wǎng)頻率。

        與此同時,及時有效地切除故障源能夠保證電力系統(tǒng)發(fā)電機穩(wěn)定的端電壓,從而提高所帶負(fù)載的穩(wěn)定性,保證發(fā)電機輸出功率的最大化。實際上,當(dāng)前船舶電力系統(tǒng)大多引進了自動空氣斷路器,能夠做到及時有效地切除故障源。

        3.2 實現(xiàn)發(fā)電機強行勵磁

        所謂的發(fā)電機強行勵磁指的因船舶電力系統(tǒng)故障而引發(fā)的發(fā)電機端電壓下降時,勵磁系統(tǒng)會在端電壓低于額定電壓時主動進行勵磁調(diào)節(jié),通過增加勵磁的方式提高發(fā)電機電磁輸出功率,并實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性的提高。

        實際上,只要電力系統(tǒng)發(fā)生了故障,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)就會開始勵磁調(diào)節(jié),實現(xiàn)勵磁電壓的最大化,從而對電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定發(fā)揮巨大的作用,使整個船舶的電力系統(tǒng)保持在暫態(tài)穩(wěn)定的極限值,讓那些正常的負(fù)載能夠獲得穩(wěn)定的電流并正常工作,不至于因故障的發(fā)生而導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)崩潰。因此,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)對于維持船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用是十分明顯的,因為較高的勵磁電壓能夠有效地增大發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電流。

        與此同時,勵磁系統(tǒng)的作用還能在這樣幾個方面得到體現(xiàn):首先,能夠控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子的最大電流值,將其限制在一定的范疇之內(nèi);其次,能夠控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子,限制其過載時的效電流值;最后,在能夠?qū)崿F(xiàn)強行勵磁功能的同時,還能夠強行減磁??偠灾?,發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)裝置對于船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高具有重要作用。

        3.3 分級卸載負(fù)載

        船舶電力系統(tǒng)的電網(wǎng)負(fù)載與陸地上的無限電網(wǎng)不同,是有額定負(fù)載的。一旦電網(wǎng)額定負(fù)載被超過,就要分級自動卸載那些次要負(fù)載,以保證發(fā)電機不因持續(xù)過載而造成短路,這能夠極有效地提高船舶電力系統(tǒng)的暫存穩(wěn)定性。發(fā)電機輸出電流的過載信號是船舶電力系統(tǒng)自動分級卸載的關(guān)鍵信號,只要電網(wǎng)中運行設(shè)備的負(fù)載超過額定負(fù)載時,就要按級別一次或多次把次要負(fù)載分級卸載,強行將其退出電網(wǎng),以保證那些重要負(fù)載始終能夠得到持續(xù)穩(wěn)定的供電。

        3.4 分級啟動負(fù)載

        船舶電力系統(tǒng)發(fā)生故障停止工作后,一旦修復(fù)恢復(fù)供電時,如果所有用電同時啟動就會帶來巨大的啟動電流,這對船舶電力系統(tǒng)而言又是一次沖擊和考驗。為了減少因過大啟動電流對整個電力系統(tǒng)的影響,就必須采取分級啟動負(fù)載的方式,按用電設(shè)備的重要性來確定啟動的順序及啟動的間隔時間。通常情況下,用電設(shè)備啟動的間隔時間大多控制在3~6s。

        3.5 運用數(shù)學(xué)物理建模方法

        隨著各種自動化數(shù)字技術(shù)的發(fā)展與運用,船舶設(shè)計與駕駛中也引進了機械、電氣及航海雷達等技術(shù),這就對船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求更高了,要求電力工程師在設(shè)計電力模塊時,既要考慮到電力系統(tǒng)的常態(tài)穩(wěn)定性,還要考慮到新進模塊動態(tài)的特殊要求。數(shù)學(xué)物理建模方式的引入,可以實際模擬船舶電力系統(tǒng)可能遇到的問題,并建模找到科學(xué)可行的最佳解決方案,使因電流不穩(wěn)定等因素引發(fā)的船舶電力系統(tǒng)短路故障及時得到解決,將可能的損失降到最小。

        船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提高的數(shù)學(xué)物理建模主要圍繞發(fā)電機展開。船舶發(fā)電機主要包括電力發(fā)生裝置和電磁轉(zhuǎn)換系統(tǒng)兩部分,現(xiàn)有的發(fā)電機的設(shè)計原理基本都是法拉第電磁發(fā)生原理,必須要注意的就是減少磁化現(xiàn)象的出現(xiàn),從而不干擾羅盤及航海雷達等設(shè)備。

        同時,提高船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性關(guān)鍵是保護電路的穩(wěn)定電阻,在設(shè)計穩(wěn)定電阻時必須遵循的幾個規(guī)程和原則是:其一,合理均衡的設(shè)計負(fù)載,通過串聯(lián)、并聯(lián)方法的合理運用,保證電阻負(fù)載的合理性,對于提高船舶電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性效果明顯;其二,設(shè)計發(fā)電機應(yīng)急機制。要運用數(shù)學(xué)物理建模的方式,提前模擬船舶電力系統(tǒng)可能的故障情況,并提前設(shè)置應(yīng)急機制加以預(yù)防。

        結(jié)論:目前,國內(nèi)外運輸大型設(shè)備和人員的客貨兩用水上運輸工具就是船舶,在海洋經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快的今天,船舶運輸發(fā)揮了越來越大的作用。船舶在海洋中航行時安全是最重要的,為了能夠提高海洋船舶航行的安全性與穩(wěn)定性,就必須加強船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的設(shè)計,盡量減少船舶電力系統(tǒng)短路故障,使船舶的每一次海洋航行都是安全、穩(wěn)定、可靠的。

        猜你喜歡
        發(fā)電機船舶故障
        計算流體力學(xué)在船舶操縱運動仿真中的應(yīng)用
        《船舶》2022 年度征訂啟事
        船舶(2021年4期)2021-09-07 17:32:22
        船舶!請加速
        故障一點通
        大型發(fā)電機勵磁用旋轉(zhuǎn)變換器的開發(fā)和應(yīng)用
        隨身攜帶的小發(fā)電機
        軍事文摘(2016年16期)2016-09-13 06:15:49
        奔馳R320車ABS、ESP故障燈異常點亮
        故障一點通
        江淮車故障3例
        基于PCS-985B的發(fā)電機定子接地保護應(yīng)用及整定
        欧美在线观看一区二区| 99久久精品日本一区二区免费| 国产三级精品av在线| 在线播放亚洲丝袜美腿| 级毛片内射视频| 久久综合狠狠综合久久综合88| 一本本月无码-| 中文无码乱人伦中文视频在线v| 欧美成人精品第一区二区三区| 亚洲尺码电影av久久| 免费中文熟妇在线影片| 亚洲黄片久久| 白白色青青草视频免费观看| 亚洲男人的天堂av一区| 变态调教一区二区三区女同| 看全色黄大色黄大片 视频| 亚洲男人av天堂午夜在| 国产999视频| 欧美亚洲另类 丝袜综合网| 色综合中文字幕综合网| 国产精品久色婷婷不卡| 成人无码av免费网站| 少妇下面好紧好多水真爽播放| 国产成人精品日本亚洲| 一级二级中文字幕在线视频| 手机AV片在线| 日韩亚洲精选一区二区三区 | 巨臀中文字幕一区二区| 国产三级伦理视频在线| 白白色免费视频一区二区在线| 亚洲视频免费一区二区| 人妻洗澡被强公日日澡电影| 日产无人区一线二线三线新版| 精品无码久久久九九九AV| 国产青青草视频在线播放| 一个人午夜观看在线中文字幕| 日本又色又爽又黄又免费网站 | 亚洲日韩国产精品第一页一区| 国产福利片无码区在线观看| 亚洲伊人伊成久久人综合| 日本午夜理论片在线观看|