Причины и последствия снижения напряжения

Причины снижения напряжения сети разные, к основным из них относятся такие:

1. пуск мощного асинхронного двигателя, мощность которого соизмерима с мощностью генератора, включенного на шины ГРЩ (например, компрессора);

2. одновременное включение нескольких мощных грузовых лебедок (кранов)или других мощных механизмов;

3. уменьшение скорости приводного двигателя генератора – дизеля или турбины.

Поддерживать напряжение сети стабильным должны автоматические регуляторы частоты (АРЧ) и напряжения (АРН). Однако современные АРЧ и АРН действуют с замедлением и допускают большие провалы напряжения.

Особенно чувствительны к снижениям напряжения 3-фазные асинхронные двигатели, у которых вращающий электромагнитный момент прямо пропорционален квадрату напряжения сети: М ≡ U . Это означает, что при провале напряжения до значения 0,8 U (80%) новое значение электромагнитного момента составит

М' ≡ (0,8 U ) М = 0,64 М .

Иначе говоря, при провале напряжения на 20% момент уменьшился до 64%, т.е.практически на одну треть.

Такое уменьшение момента может привести к аварии. Например, если провал напряжения произошел при подъеме якоря из воды, якорь станет опускаться.

При работе насосов, вентиляторов, компрессоров провал напряжения может привести к их остановке, а при восстановлении напряжения начнется их затяжной повторный пуск под нагрузкой. При таком пуске перегреваются обмотки статора и ротора, вплоть до их сгорания.

Поэтому в мировой практике при снижении напряжения сети до определенного значения (в среднем до 60% номинального) электропривод должен отключаться.

Различают два вида защиты по снижению напряжения:

1. минимальная;

2. нулевая.

Для лучшего понимания разделим процесс изменения напряжения на две части:

1. первоначальное снижение напряжения, вызванное, например, набросом нагрузки;

2. последующее повышение напряжения, вызванное работой автоматического регулятора напряжения или (и) автоматического регулятора частоты.

Обе защиты на первом этапе, при снижении напряжения действуют одинаково –отключают электропривод.

Однако на втором этапе - при последующем восстановлении напряжения минимальная защита включает электропривод, а нулевая – нет. Иначе говоря, минимальная защита обеспечивает автоматическое повторное включение (АПВ) электропривода, а нулевая – нет.

Минимальная защита применяется в электроприводах, перерыв в работе которых приводит к аварии – например, в рулевых устройствах.

Нулевая защита применяется во всех остальных (кроме рулевых) судовых электроприводах, перерыв в работе которых не приводит к аварии. К этой части электроприводов относятся лебедки, краны, компрессоры, якорно-швартовные устройства и др.

В то же время повторное самопроизвольное (автоматическое) включение таких электроприводов после восстановления напряжения может привести к аварии.

Таким образом, нулевая защита должна обладать двумя свойствами:

1. при снижении напряжения отключать электропривод;

2. при восстановлении напряжения исключать автоматическое включение электропривода.