發(fā)布時(shí)間：2021-06-18 14:34

　　先進(jìn)的三維物探船是電力推進(jìn)形式的科考船,配置有變頻控制的大功率推進(jìn)電機(jī)和震源空壓機(jī),電站諧波必須進(jìn)行控制,否則將導(dǎo)致高精度信號的采集和運(yùn)算產(chǎn)生較大誤差。文章以國內(nèi)首艘自主設(shè)計(jì)的某三維物探船為例,根據(jù)投資預(yù)算、諧波控制指標(biāo)、勘探作業(yè)特點(diǎn)、動(dòng)力冗余等要求,對變頻器選型論證、對發(fā)電機(jī)參數(shù)調(diào)整,制定全船諧波的綜合治理方案,對同類船舶動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有借鑒意義。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

AC690V電力系統(tǒng)單線圖

以圖1所示的AC690V電力系統(tǒng)單線圖（方案1）為基礎(chǔ)，以表1～表3所示的主要參數(shù)為依據(jù)，諧波估算采用SIMSEN軟件、短路電流估算采用SKM軟件，重點(diǎn)對工況3的諧波和短路電流進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的諧波仿真結(jié)果見圖2：上圖表示被污染電網(wǎng)的電壓波形，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電壓；下圖為軟件分析得到的諧波柱狀圖，橫坐標(biāo)為基于50 Hz基波的諧波次數(shù)，縱坐標(biāo)為對應(yīng)的諧波值。其中總諧波THD為5.383%，大于5%，不滿足CCS規(guī)范和船東要求。AC690V配電板上的對稱短路電流為80.73 k A，峰值短路電流達(dá)到206.67 kA。目前市場上配電開關(guān)的額定短路分段能力一般為85 kA、額定短路接通能力一般為187 kA，開關(guān)的額定短路接通能力不能滿足系統(tǒng)短路電流的要求。為減少系統(tǒng)的諧波，通常采取的措施是降低發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗Xd"，但這種調(diào)整同時(shí)又會(huì)增大系統(tǒng)的短路電流。本方案中短路電流峰值已經(jīng)超過了目前市場上成熟品牌的開關(guān)的接通能力，如果繼續(xù)增大，電力系統(tǒng)將會(huì)升級為中壓系統(tǒng)。中壓系統(tǒng)可以很好地解決短路電流和諧波的矛盾，但會(huì)增加發(fā)電機(jī)、配電板、配電變壓器、電纜等設(shè)備的投資成本。諧波控制是涉及全船供配電系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，解決方案應(yīng)在船舶性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)成本之間以取得適當(dāng)平衡。

電力推進(jìn)系統(tǒng)包括2套24脈波變頻器。每套普通的24脈波方案，需配置2臺獨(dú)立的3繞組移相變壓器，但物探船是小型電力推進(jìn)船，其柴油發(fā)電機(jī)組容量大數(shù)量多，同時(shí)安裝有震源空壓機(jī)、炮纜絞車和電纜絞車等大型專業(yè)科考設(shè)備，船舶空間、重量、重心的裕度都十分有限。為解決這個(gè)問題，每套24脈波方案將采用1臺5繞組的移相變壓器。移相變壓器原理圖分別見圖3和圖4。圖4 一臺五繞組移相變壓器原理圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3236835