Пуск двигунів і провал напруги генератора
CHIEF. LEARN · Посібник 2 з 6
Наскільки пуск двигуна просаджує напругу суднового генератора, оцінка x·k ÷ (1 + x·k) і межі за IACS UR E5, UR E13 та IEC 60947-4-1.
Приклад у всіх посібниках — main fire pump судна типу platform supply vessel: motor із короткозамкненим ротором 37 kW від мережі 440 V, 60 Hz, full-load current 61 A, з пуском зірка–трикутник від main switchboard.
- MSB
- main switchboard, головний розподільний щит
- AVR
- automatic voltage regulator, автоматичний регулятор напруги
Що бачить generator
Generator не може миттєво підхопити раптове навантаження. Спочатку напруга падає, і automatic voltage regulator повертає її приблизно за секунду. Проста оцінка розглядає generator як джерело напруги за його перехідним реактивним опором x, а motor, що запускається, — як повний опір. Якщо k — пусковий струм, поділений на номінальний струм generator, провал дорівнює x·k ÷ (1 + x·k).
Для нашого main generator 625 kVA x = 0,18 і k = 360 A ÷ 820 A = 0,44, тож x·k = 0,08, і пуск direct-on-line просаджує MSB приблизно на 7 %. У star — менш ніж на 3 %. Щойно AVR відпрацює, насос у роботі залишає на MSB 440 V.
Межі
Діють дві різні межі. Споживачі на борту мають витримувати короткочасні провали до 20 % з відновленням протягом 1,5 s (IEC 60092-101, IACS UR E5). Generator має власне випробування: на холостому ходу його раптово навантажують струмом 60 % номінального при коефіцієнті потужності 0,4 або нижче, і його напруга не повинна впасти нижче 85 % та має повернутися в межі ±3 % за 1,5 s (IACS UR E13). Пуск direct-on-line цього motor, близько 45 % номінального струму, вкладається в це випробування.
Від contactors вимагається лише надійно вмикатися в межах від 85 % до 110 % напруги їхньої coil (IEC 60947-4-1). Глибокий провал змушує інші contactors деренчати або відпадати, освітлення блимає, а motors у роботі втрачають оберти й беруть більше струму, що ще поглиблює провал.
Generator меншої потужності
Той самий пуск на меншому generator — зовсім інша справа. Агрегат 200 kVA має номінальний струм 262 A, тож k = 1,4. За того самого x пуск direct-on-line просаджує напругу приблизно на 20 %: якраз на межі, яку мають витримувати споживачі, і нижче 85 %, потрібних contactors. У star провал лишається меншим за 10 %.
Перевірте себе
Чому motor під час пуску так сильно просаджує напругу generator?
- Дизелю бракує палива
- Його пусковий струм великий і переважно реактивний — правильно
- Це ємнісне навантаження
У нерухомого motor коефіцієнт потужності близько 0,3. Generator може віддати такий реактивний кидок струму, лише дозволивши напрузі просісти, поки AVR не відпрацює.
Джерела
- IACS UR E5 і E13: межі напруги й частоти, провал напруги generator (збірка IACS UR E, 2023)
- IEC 60947-4-1, контактори та motor-starters (вебмагазин IEC)
- Межі спрацювання й відпадання coil contactor (технічні дані Lovato)
Лише для навчання. Моделі спрощено; остаточне слово — за правилами класифікаційного товариства й текстами IMO.