Пуск двигателей и провал напряжения генератора
CHIEF. LEARN · Пособие 2 из 6
Насколько пуск двигателя просаживает напряжение судового генератора, оценка x·k ÷ (1 + x·k) и пределы IACS UR E5, UR E13 и IEC 60947-4-1.
Пример во всех руководствах — main fire pump на platform supply vessel (PSV): motor с короткозамкнутым ротором 37 kW от сети 440 V, 60 Hz, full-load current 61 A, пуск звезда–треугольник от main switchboard.
- MSB
- main switchboard, главный распределительный щит (ГРЩ)
- AVR
- automatic voltage regulator, автоматический регулятор напряжения
Что видит generator
Generator не может мгновенно подхватить внезапный наброс нагрузки. Сначала напряжение падает, и AVR вытягивает его обратно примерно за секунду. В простой оценке generator — это ЭДС за своим переходным реактивным сопротивлением x, а пускаемый motor — полное сопротивление. Если k — пусковой ток, деленный на номинальный ток generator, провал равен x·k ÷ (1 + x·k).
Для нашего main generator 625 kVA x = 0,18 и k = 360 A ÷ 820 A = 0,44, значит, x·k = 0,08, и пуск direct-on-line просаживает MSB примерно на 7 %. В star — меньше 3 %. Когда AVR отработает, с работающим fire pump на MSB снова 440 V.
Пределы
Здесь действуют два разных предела. Судовые потребители должны выдерживать кратковременные провалы до 20 % с восстановлением за 1,5 s (IEC 60092-101, IACS UR E5). У generator свое испытание: на холостом ходу его внезапно нагружают током 60 % номинального при коэффициенте мощности 0,4 или ниже, и напряжение не должно упасть ниже 85 % и должно вернуться в пределы ±3 % за 1,5 s (IACS UR E13). Пуск direct-on-line этого motor, около 45 % номинального тока generator, в это испытание укладывается.
От contactors требуется надежно включаться только в пределах от 85 до 110 % напряжения на coil (IEC 60947-4-1). При глубоком провале другие contactors дребезжат или отпадают, освещение мигает, а работающие motors теряют обороты и берут больше тока, отчего провал становится еще глубже.
Generator поменьше
На generator поменьше тот же пуск — совсем другое дело. У агрегата 200 kVA номинальный ток 262 A, значит, k = 1,4. При том же x пуск direct-on-line просаживает напряжение примерно на 20 %: ровно на пределе, который должны выдерживать потребители, и ниже 85 %, нужных contactors. В star провал остается меньше 10 %.
Проверьте себя
Почему пускаемый motor так сильно просаживает напряжение generator?
- Дизелю не хватает топлива
- Пусковой ток велик и в основном реактивный — верно
- Это емкостная нагрузка
У неподвижного motor коэффициент мощности около 0,3. Generator может отдать такой реактивный бросок, только позволив напряжению просесть, пока AVR не отработает.
Источники
- IACS UR E5 и E13: пределы напряжения и частоты, провал напряжения generator (сборник IACS UR E, 2023)
- IEC 60947-4-1, contactors и motor-starters (IEC webstore)
- Пределы срабатывания и отпадания coil contactor (технические данные Lovato)
Только для обучения. Модели упрощены; определяющими являются правила классификационных обществ и тексты IMO.