Научная статья на тему 'ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ'

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
139
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА / ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ И ПОМЕХА / КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ / ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ / НАПРЯЖЕНИЕ / ТОК

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Белей В. Ф., Брижак Р. О.

В работе приведены основные термины и определения в области электромагнитной совместимости (ЭМС) и электромагнитных помех. На примере судна пр. 488 показана электромагнитная среда судовой энергетической установки и ее элементов. Рассмотрены требования по обеспечению ЭМС и показатели качества электроэнергии, регламентируемые Правилами классификации и постройки морских судов и стандартами по качеству электроэнергии в системах общего назначения. Показано, что нормы, устанавливаемые стандартами, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех, при соблюдении которых обеспечивается ЭМС электрооборудования судовых энергетических установок и их элементов. Дан теоретический анализ электромагнитных помех, обусловленных эксплуатацией силового судового электрооборудования: высшие гармоники напряжения и тока, колебания напряжения и фликер, провалы и перенапряжения. Отмечено, что нелинейные элементы при работе эмиссируют в электрическую сеть высшие гармоники тока. В результате напряжение в сети будет определяться напряжением, подводимым от питающей сети, и суммой падений напряжения от всего спектра высших гармоник тока нелинейного элемента. Рассмотрены электромеханические процессы в момент пуска электроприводов на базе асинхронных двигателей, и показано, что в подавляющем случаях они, наряду с нелинейными элементами, являются основными источниками кондуктивных электромагнитных помех в судовой электроэнергетической системе. В момент пуска электропривода ток практически имеет индуктивный характер, что обуславливает увеличение падения напряжения в питающих линиях, ведет к снижению результирующего поля синхронного генератора вследствие увеличения продольной составляющей реакции якоря и, соответственно, к уменьшению напряжения на зажимах дизель-генератора. Для оценки рекомендаций по снижению уровня электромагнитных помех, обусловленных работой судового силового электрооборудования, создана лабораторная модель с источниками этих помех.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Белей В. Ф., Брижак Р. О.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THEORETICAL ANALYSIS OF ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE DUE TO THE OPERATION OF ELECTRICAL EQUIPMENT OF SHIP POWER PLANTS AND THEIR ELEMENTS

The paper presents the main terms and definitions in the field of electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference. On the example of the ship of project 488, the elements of the electromagnetic environment of the ship power plant and its elements are shown. The paper considers the requirements for ensuring EMC and indicators of the quality of electricity, regulated by the Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships and standards for the quality of electricity in general purpose systems. It is shown that requirements established by the power quality standards are the levels of electromagnetic compatibility for conducted electromagnetic interference, subject to which the EMC of electrical equipment of ship power plants and their elements is ensured. A theoretical analysis of electromagnetic interference caused by the operation of power ship electrical equipment is given: higher harmonics of voltage and current, voltage fluctuations and flicker, dips and overvoltages. It is shown that nonlinear elements emit higher current harmonics into the electrical network during operation. As a result, the voltage in the network will be determined by: the voltage supplied from the supply network and the sum of voltage drops from the entire spectrum of higher harmonics of the current of the nonlinear element. Electromechanical processes at the time of starting electric drives based on asynchronous motors are considered and it is shown that along with nonlinear elements they are mostly the main sources of conducted electromagnetic interference in the ship electrical power system. At the moment of starting the electric drive, the current is practically inductive, which causes an increase in the voltage drop in the supply lines, and leads to a decrease in the resulting field of the synchronous generator due to an increase in the longitudinal component of the armature response, and, accordingly, to a decrease in the voltage at the terminals of the diesel generator. In order to assess the recommendations for reducing the level of electromagnetic interference caused by the operation of the shipboard power electrical equipment, a laboratory model with the sources of this interference has been created.

Текст научной работы на тему «ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ»

УДК 629.064.5

DOI 10.46845/1997-3071-2021-63-103-115

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В. Ф. Белей, Р. О. Брижак

THEORETICAL ANALYSIS OF ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE DUE TO THE OPERATION OF ELECTRICAL EQUIPMENT OF SHIP POWER PLANTS

AND THEIR ELEMENTS

V. F. Beley, R. O. Brizhak

В работе приведены основные термины и определения в области электромагнитной совместимости (ЭМС) и электромагнитных помех. На примере судна пр. 488 показана электромагнитная среда судовой энергетической установки и ее элементов. Рассмотрены требования по обеспечению ЭМС и показатели качества электроэнергии, регламентируемые Правилами классификации и постройки морских судов и стандартами по качеству электроэнергии в системах общего назначения. Показано, что нормы, устанавливаемые стандартами, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех, при соблюдении которых обеспечивается ЭМС электрооборудования судовых энергетических установок и их элементов. Дан теоретический анализ электромагнитных помех, обусловленных эксплуатацией силового судового электрооборудования: высшие гармоники напряжения и тока, колебания напряжения и фликер, провалы и перенапряжения. Отмечено, что нелинейные элементы при работе эмиссируют в электрическую сеть высшие гармоники тока. В результате напряжение в сети будет определяться напряжением, подводимым от питающей сети, и суммой падений напряжения от всего спектра высших гармоник тока нелинейного элемента. Рассмотрены электромеханические процессы в момент пуска электроприводов на базе асинхронных двигателей, и показано, что в подавляющем случаях они, наряду с нелинейными элементами, являются основными источниками кондуктивных электромагнитных помех в судовой электроэнергетической системе. В момент пуска электропривода ток практически имеет индуктивный характер, что обуславливает увеличение падения напряжения в питающих линиях, ведет к снижению результирующего поля синхронного генератора вследствие увеличения продольной составляющей реакции якоря и, соответственно, к уменьшению напряжения на зажимах дизель-генератора. Для оценки рекомендаций по снижению уровня электромагнитных помех, обусловленных работой судового силового электрооборудования, создана лабораторная модель с источниками этих помех.

судовая энергетическая установка, электромагнитная совместимость и помеха, качество электроэнергии, электрооборудование, напряжение, ток

The paper presents the main terms and definitions in the field of electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference. On the example of the ship of project 488, the elements of the electromagnetic environment of the ship power plant and its elements are shown. The paper considers the requirements for ensuring EMC and indicators of the quality of electricity, regulated by the Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships and standards for the quality of electricity in general purpose systems. It is shown that requirements established by the power quality standards are the levels of electromagnetic compatibility for conducted electromagnetic interference, subject to which the EMC of electrical equipment of ship power plants and their elements is ensured. A theoretical analysis of electromagnetic interference caused by the operation of power ship electrical equipment is given: higher harmonics of voltage and current, voltage fluctuations and flicker, dips and overvoltages. It is shown that nonlinear elements emit higher current harmonics into the electrical network during operation. As a result, the voltage in the network will be determined by: the voltage supplied from the supply network and the sum of voltage drops from the entire spectrum of higher harmonics of the current of the nonlinear element. Electromechanical processes at the time of starting electric drives based on asynchronous motors are considered and it is shown that along with nonlinear elements they are mostly the main sources of conducted electromagnetic interference in the ship electrical power system. At the moment of starting the electric drive, the current is practically inductive, which causes an increase in the voltage drop in the supply lines, and leads to a decrease in the resulting field of the synchronous generator due to an increase in the longitudinal component of the armature response, and, accordingly, to a decrease in the voltage at the terminals of the diesel generator. In order to assess the recommendations for reducing the level of electromagnetic interference caused by the operation of the shipboard power electrical equipment, a laboratory model with the sources of this interference has been created.

ship power plant, electromagnetic compatibility and interference, power quality, electrical equipment, voltage, current

ВВЕДЕНИЕ

Все расширяющееся внедрение на судах новейших электротехнологий (нелинейных электроприемников, силовой полупроводниковой техники и пр.) приводит: 1) к значительному росту реактивной составляющей мощности, особенно при пуске электроприводов, и, как следствие, к нарушению нормального режима работы электрооборудования; 2) искажению синусоидальности кривой и ухудшению других показателей качества электроэнергии. В итоге, работа судового оборудования отличается от расчетной, что зачастую служит причиной негативных последствий. Поэтому исследование и разработка мер по снижению уровня электромагнитных помех, обусловленных работой силового электрооборудования в различных режимах эксплуатации судна, актуальны.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Основные термины

Электромагнитная совместимость технических средств (ЭМС) - это способность технического средства функционировать с заданным качеством в элек-

тромагнитной обстановке и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам.

Электромагнитная помеха (ЭМП) - помеха, электромагнитное явление, процесс, которые снижают или могут снизить качество функционирования электрооборудования.

Кондуктивная помеха - электромагнитная помеха, распространяющаяся по проводникам.

Электромагнитная обстановка - совокупность электромагнитных явлений, процессов в заданной области пространства, частотном и временном диапазонах.

Электромагнитная обстановка может быть оценена посредством уровней ЭМП, в рамках которых обеспечивается взаимодействие всех технических средств, являющихся как источниками, так и техническими средствами, восприимчивыми к электромагнитным помехам (рис. 1) [1]. В работе рассматриваемые технические средства - это силовое электрооборудование судовых энергетических установок и их элементов и создаваемые ими ЭМП [2, 3].

Рис. 1. Соотношение уровня электромагнитной совместимости с нормами помехоустойчивости и эмиссии помех Fig. 1. Correlation between the level of electromagnetic compatibility and the norms for interference immunity and emission of interference

В судовой электроэнергетической системе (СЭЭС) электромагнитная среда представляет собой совокупность: генерации (дизель-генераторы - ДГ и вало-генераторы - ВГ) и приемников электрической энергии, связанных между собой кабельными линиями и силовыми трансформаторами (ТР) (рис. 2).

О

ДГ 2

О

Питание с берега

О

Д г 1

ТТЛ

00 о □

ВК2 ВК4 ВК5 ВЛ 2

S 2.2 '

'l S 2.1

О

V—г-т

\

\

\ \

□ ООО

ВЛ 1 ВК 6 ВК 3 ВК 1

РВК=190 кВт

Sn^rt® кВА Sn,r2=950 кВА Sen3r2=1875 кВА

Рис. 2. Упрощенная принципиальная схема электростанции рыбопромыслового судна «Моонзунд» пр. 488: ВК - винтовые компрессоры; ТП - тиристорный преобразователь Fig. 2. Simplified schematic diagram of the power plant of the fishing vessel «Moonzund» pr. 488: VK - screw compressors; TP - thyristor converter

Теоретический анализ электромагнитных помех, обусловленных эксплуатацией силового судового электрооборудования. Один из важнейших критериев надежной работы судового электрооборудования - обеспечение нормативных показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в СЭЭС в установившихся и переходных режимах эксплуатации судового электрооборудования [4, 5]. Нормативные значения ПКЭ являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех, при соблюдении которых обеспечивается ЭМС судового электрооборудования и других технических средств.

Правилами классификации и постройки морских судов [4] регламентируется ряд ПКЭ (табл. 1). Однако эти показатели в явном виде не связаны с ЭМП.

Таблица 1. Допускаемые отклонения параметров питания Table 1. Tolerances of power parameters

Параметры Отклонение от номинальных значений

длительное, % кратковременное

% время, с

Напряжение (переменный ток) +6...-10 ± 20 1,5

Частота (диапазон частот ЭЭУ с из- ± 5 ± 10 5

меняемой частотой основного источ-

ника электроэнергии)

Напряжение (постоянный ток) ± 10 5 10 Циклические отклонения пульсации

ВГ 2

Шина S 1.2

Шина S 1.1

Режим работы СЭЭС характеризуется балансом активной и реактивной мощностей:

1Рг = LPn + LAP; Щг = LQn, (1)

где ИРг, LQг - соответственно сумма генерирующих активной и реактивной мощностей; LPn , LQn - соответственно сумма мощностей, потребленных электроприемниками в СЭЭС; LAP - сумма потерь активной мощности на стадии ее передачи от источника электроэнергии к приемнику.

В процессе эксплуатации СЭЭС баланс мощностей постоянно нарушается вследствие подключения, отключения, изменения режимов работы нагрузок и генерирующих источников. При этом СЭЭС переходит из одного установившегося состояния в другое. Изменение баланса активной мощности в основном отражается на частоте, а баланса реактивной мощности - на уровнях напряжения в узлах СЭЭС. Допустимые отклонения напряжения и частоты приведены в табл. 1.

Согласно [4] судовое электрооборудование должно безотказно эксплуатироваться до величин высших гармонических напряжений по цепи питания, не превышающих показанных на рис. 3.

Un/Uc,% 10)-

1

О

I I

; Ъ ТОО ~г00 'Порядок ^

гармонической составляющей

Рис. 3. Зависимость значений гармоник напряжения от порядка гармонической составляющей: Uc - действующее значение напряжение сети; Un - значение амплитуды n-й гармоники напряжения Fig. 3. Dependence of voltage harmonic values on the order of the harmonic component: Uc - effective value mains voltage; Un - the value of the amplitude

of the n-th harmonic of the volt age

Значение суммарного коэффициента гармонических составляющих кривой напряжения (К нси, %) не должно превышать 8 % [4]:

^нс и —

2п=2("2(„))

100 %,

(2)

где N - номер последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения.

Для СЭЭС с электродвижением при непосредственно не подключенных к сети общесудовых потребителей значение суммарного коэффициента гармонических составляющих кривой напряжения должно быть не более 10 %.

Высшие гармоники (ВГ) напряжения в СЭЭС в основном обусловлены: несинусоидальностью кривой напряжения дизель-генератора и (или) валогенерато-ра; наличием нелинейных элементов в составе СЭЭС. Судовые генераторы, как правило, явнополюсные. Магнитная индукции (В) в воздушном зазоре имеет

и

несинусоидальный характер (рис. 4), что обуславливает наведение в обмотках статора несинусоидальной ЭДС. Наличие пазов усиливает эффект несинусоидальности (рис. 5).

Рис. 4. Магнитное поле дизель-генератора Рис.5. Поле при наличии пазов

Fig. 4. Magnetic field of the diesel на статоре

generator Fig. 5. Field with grooves on the stator

При соединении фазных обмоток синхронного генератора звездой в линейных напряжениях генератора третьи и кратные ей гармоники отсутствуют. Величины же других высших гармонических напряжений значительно снижаются за счет реализации конструктивных решений: укорочения шага, скоса пазов и распределения обмотки статора.

Еп =42 -п- fn • w2 ■ Фп ■ куп • ксп • крп, (3)

где Kyn, Kcn, Kpn - соответственно коэффициенты: укорочения шага, скоса пазов и распределения обмотки для n-гармоники; fn - частота высших гармоник; w1 - число витков.

Несмотря на предпринимаемые меры, коэффициент несинусоидальности кривой напряжения на шинах дизель-генератора снижается только до 2-3 % [6].

При работе электроприемники, реализованные на основе нелинейных элементов, эмиссируют в судовую сеть высшие гармоники тока. ВГ тока, протекая по элементам судовой электрической сети, вызывают на них гармонические падения напряжения. В результате в рассматриваемой сети напряжение будет определяться: напряжением, подводимым от питающей сети ucemUy и суммой падений напряжения от всего спектра ВГ тока:

те

u = u + X i - ^ (4)

сети n n х '

n=2

где zn - гармоническое сопротивление участка цепи на частоте fn.

Приведенные выше показатели КЭ и ЭМП, влияющие на них, не охватывают весь спектр ЭМП, имеющихся в СЭЭС. Ниже, основываясь на опыте эксплуатации СЭЭС [4, 6], рассмотрим ЭМП, обуславливающие колебания напряжения и фликер, провалы и перенапряжения.

Колебания напряжения и фликер. Показателями КЭ, относящимися к колебаниям напряжения, являются: кратковременная доза фликера Pst, измеренная в интервале времени 10 мин, значение которой не должно превышать 1,38, и

(5)

длительная доза фликера Рк, измеренная в интервале времени 2 ч, ее значение должно быть не более 1,0 в течение 100 % времени интервала в одну неделю [5]. Доза колебаний напряжения (у) - интегральная характеристика колебаний напряжения, вызывающих у человека накапливающееся за установленный период времени раздражение миганиями света [7]:

где - коэффициент приведения действительных размахов изменения напряжения к эквивалентным; в - интервал времени усреднения, равный 10 5и мин; Щ, ^ - частотный спектр процесса изменения напряжения в момент времени 1.

Показатель КЭ, относящийся к колебаниям напряжения, - размах изменений напряжения. Предельно допустимое значение установившегося отклонения напряжения 5иу и размаха изменений напряжения 5Ш в точках присоединения к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ равно ± 10 % от номинального. Электроприемники, характеризующиеся импульсным, нелинейным и резкоперемен-ным режимами, являются источниками колебаний напряжения. При их работе наблюдаются значительные изменения активной (0,05-1,2) Рном и особенно реактивной мощности. В итоге в СЭЭС происходит рост потерь электроэнергии, снижается надежность работы электроприемников. Размах изменения напряжения ди вычисляют по формуле (6) (рис. 6):

ÔUt = (Uü-Ut2)/UHOM -100 %,

(6)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где ип, и2 - значения следующих один за другим экстремумов и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжений основной частоты, определенных на каждом полупериоде основной частоты (рис. 6).

Рис. 6. Размах изменения напряжения Fig. 6. Voltage swing

Рис. 7. Провалы и перенапряжения Fig. 7. Dips and overvoltages

Частоту повторений изменений напряжения (с-1) при периодических колебаниях напряжения вычисляют по (7): т

(7)

F =■

1 SUt J

где т - число изменений напряжения за время Т.

Для нагрузки в узле электрической сети размах колебаний напряжений может быть определен по выражению:

SU » 10

AQ x

10

AQH

(8)

и2 S

Н КЗ

где ЛQH - величина изменения реактивной мощности.

Распространяясь по электрической сети, колебания напряжения оказывают негативное воздействие на потребителей электроэнергии, особенно на системы освещения [1].

Провалы и перенапряжения. Провал напряжения связан с коротким замыканием или иным резким возрастанием тока в электроустановке, подключенной к электрической сети. Перенапряжения обусловлены переключениями и отключениями нагрузки. Они могут возникать между фазными или фазными и защитным проводниками. Провал и перенапряжение - это электромагнитная помеха, ее интенсивность определяется как напряжением, так и длительностью, которая может достигать 1 мин (рис. 7 и табл. 2).

Таблица 2. Классификация провалов напряжения Table 2. Voltage dips classification

Остаточное напряжение u, %, опорного напряжения Длительность провала (прерывания) напряжения Д^п, с

0,01 < Д^ < 0,2 0,2 < Д^ < 0,5 0,5 < Д^ < 1 1 < Д^ < 5 5 < Д^ < 20 20 < Д^ < 60

90 > u > 85

85 > u > 70

70 > u > 40

40 > u > 10

10 > u > 5

Для систем среднего напряжения ожидаемая величина перенапряжения зависит от типа заземления в системе. Так, в системах с жестко заземленной нейтралью или с заземлением нейтрали через сопротивление перенапряжение обычно не превышает 1,7 Uс, а с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через реактор оно чаще всего не более 2,0 Uс. [6].

Основное количество электроприводов в СЭЭС - это электроприводы на основе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, в первую очередь обеспечивающих эксплуатацию судовых энергетических установок: насосов, компрессоров и пр. [4, 6]. Их эксплуатация осуществляется в продолжительном, кратковременном или повторно-кратковременном режимах и сопровождается частыми пусками. Электромеханические процессы в момент пуска электроприводов характеризуются значительными бросками токов, моментов [4]. Таким образом, они являются основными кондуктивными ЭМП в СЭЭС. Ниже рассмотрим процессы при пуске такого электропривода [8]. На рис. 8 приведены полная и Т-образная схемы замещения асинхронного электродвигателя.

б)

Рис. 8. Схемы замещения асинхронного электродвигателя; а) - полная; б) Т-образная Fig. 8. Equivalent circuits of an asynchronous electric motor; a) - full; б) T-shaped Здесь rJt (T2)1 - соответственно активное сопротивление обмотки статора и приведенное активное сопротивление обмотки ротора; xj, ¡x2j - соответственно индуктивное сопротивление обмотки статора и приведенное индуктивное сопротивление обмотки ротора; s - скольжение.

Величины токов статора (Ij) и ротора (I2) с учетом схем замещения определяются по выражениям:

h=lo + (-h)1;

■и

+ 2,

Z\Z\2 + Zl2Z2r + ZlZ2i

= с/,

= 17,

Z,

1

(9)

(10) (11)

+САг'2з

где С] - комплексный коэффициент.

В момент пуска электродвигателя при скольжении, равном единице, активная мощность на валу электродвигателя равна нулю. Ток статора электродвигателя имеет практически индуктивный характер, так как сумма индуктивных сопротивлений обмоток статора и ротора (х] + (х2}]) значительно больше суммы активных сопротивлений (г] + (г2)]). Причем этот пусковой ток в несколько раз превышает номинальное значение тока электродвигателя (рис. 9).

(P2=3((I2)J)2 ((Ы' (J-S)/S) =0.

(12)

Рис. 9. Пуск асинхронного двигателя 4А10084УЗ на холостом ходу (МС=0). Осцилограммы: а) скорости и момента; б) тока статора Fig. 9. Start of an asynchronous motor 4A10084UZ at idle speed (MC = 0). Oscillograms: a) speed and torque; б) stator current

Это приводит к падению напряжения в питающих линиях. Величину напряжения и2 на зажимах приемника (Рп и Qn ) определяют по формуле (13):

U2 = Ui -

РпГ\2 + g„*12 , jPnX\2 QnXl2

U

U

(13)

где г12 и х12 - соответственно активное и индуктивное сопротивления электрической цепи.

При индуктивной нагрузке реакция якоря синхронного генератора продольно-размагничивающая, и магнитный поток реакции якоря (Ра) замыкается по тем же путям, как и поток возбуждения (Р^-), что приводит к уменьшению результирующего магнитного поля в генераторе (рис. 10, б), снижению напряжения на зажимах дизель-генератора в отличие от воздействия поперечной реакции якоря (рис. 10, а).

а) б)

Рис. 10. Поля поперечной (а) и продольной (б) реакции якоря синхронного

генератора

Fig. 10. Fields of transverse (a) and longitudinal (б) reactions of the armature

of a synchronous generator

С целью исследования ЭМП, обусловленных работой судового силового электрооборудования, создана лабораторная модель с источниками ЭМП (рис. 11 ). Для измерения и регистрации параметров электрической энергии использованы прибор по измерению ПКЭ Fluke-434 и цифровой осциллограф О—оп ББ 6062.

Точка измерении А Точка измерении Б

Рис. 11. Лабораторная модель судовой электростанции с источниками ЭМП Fig. 11. Laboratory model of a ship power plant with EMF source

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дан теоретический анализ электромагнитных помех, обусловленных эксплуатацией электрооборудования судовых энергетических установок и их элементов. С целью проведения исследований и оценки рекомендаций по снижению уровня электромагнитных помех, вызванных работой судового силового электрооборудования, создана лабораторная модель с источниками электромагнитных помех.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-38-90128\20.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Управление качеством электроэнергии / под ред. Ю. В. Шарова. -Москва: Издательский дом МЭИ, 2006. - 320 с.

2. Хабигер, Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике / Э. Хабигер: пер. с нем. И. П. Кужекина; Под ред. Б. К. Максимова. -Москва: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с.

3. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике / под ред. А. Ф. Дьякова. - Москва: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.

4. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Часть XI «Электрическое оборудование». НД № 2-020101-138. - Санкт-Петербург. - 2021.

5. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения: нац. стандарт Российской Федерации : изд. офиц. : утв. и введен в действие Приказом Федерального агентства по тех. регулированию и метрологии от 22 июля 2013 г. № 400-ст : введ. впервые : дата введ. 2014-07-01 / разраб. ООО «ЛИНВИТ» и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств». - Москва: Стандартинформ, 2014. - 19 с.

6. Качество электрической энергии на судах: справочник / В. В. Шейнихо-вич, О. Н. Климанов, Ю. И. Пайкин, Ю. Я. Зубарев. - Ленинград: Судостроение, 1988. - 160 с.

7. ГОСТ 13109-87. Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения: гос. стандарт Союза ССР: изд. офиц. : утв. и введен в действие Постановлением Гос. комитета СССР по стандартам от 16 декабря 1987 № 4566 : введ. впервые : дата введ. 1989-01-01 / разраб. Министерством энергетики и электрификации СССР. - Москва: Издательство стандартов, 1988. - 23 с.

8. Копылов, И. П. Электрические машины: учебник для вузов / И. П. Копылов. - Москва: Логос, 2000. - 320 с.

REFERENCES

1. Upravleniye kachestvom elektroenergii [Power quality management]. Moscow, "MET Publ., 2006, 320 p.

2. Habiger E. Elektromagnitnaya sovmestimost'. Osnovy yeye obespecheniya v tekhnike [Electromagnetic compatibility. Fundamentals of its provision in technology]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1995, 304 p.

3. Elektromagnitnaya sovmestimost' v elektroenergetike i elektrotekhnike [Electromagnetic compatibility in electrical power and electrical engineering]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 2003, 768 p.

4. Rossiyskiy morskoy registr sudokhodstva. Pravila klassifikatsii i postroyki morskikh sudov [Russian Maritime Register of Shipping. Rules for the Classification and Construction of Sea-Going Ships]. vol. XI "Elektricheskoe oborudovanie", DOI: 2020101-138, Saint-Petersburg, 2021.

5. State Standard 32144-2013. Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 19 p. (In Russian).

6. Sheynikhovich V. V. Kachestvo elektricheskoy energii na sudakh: spravoch-nik [Electricity quality on ships: handbook]. Leningrad, Sudostroenie Publ., 1988, 160 p.

7. State Standard 13109-87. Electrical energy. Requirements for quality of electrical energy in general-purpose electrical networks. Moscow, Izdatel'stvo standartov Publ., 1988, 23 p. (In Russian).

8. Kopylov I. P. Elektricheskiye mashiny: uchebnik dlya vuzov [Electric machines: textbook for universities]. Moscow, Logos Publ., 2000, 320 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Белей Валерий Феодосиевич - Калининградский государственный технический университет; доктор технических наук, профессор; зав. кафедрой электрооборудования судов и электроэнергетики; E-mail: vbeley@klgtu.ru

Beley Valeriy Feodosievich - Kaliningrad State Technical University; PhD in Technical Sciences; Professor; Head of the Department of Electrical Equipment of Ships and Electric Power Engineering; E-mail: vbeley@klgtu.ru

Брижак Роман Олегович - Калининградский государственный технический университет; аспирант кафедры электрооборудования судов и электроэнергетики;

E-mail: brizhak12@gmail.com

Brizhak Roman Olegovich - Kaliningrad State Technical University; postgraduate student of the Department of Electrical Equipment of Ships and Electric Power Engineering; E-mail: brizhak12@gmail.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.