Валерий Феодосиевич Белей – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой энергетики
Калининград
Valeriy F. Beley – Doctor of Engineering, Professor, Head of the Power Engineering Department
Kaliningrad
Роман Олегович Брижак – аспирант кафедры энергетики
Калининград
Roman O. Brizhak – PhD student of the Power Engineering Department
Kaliningrad
Кирилл Викторович Коротких – магистр кафедры энергетики
Калининград
Kirill V. Korotkikh – Master degree student of the Power Engineering Department
Kaliningrad
Показано, что использование в судовых энергетических установках и их элементах полупроводниковой преобразовательной техники и электротехнологий с нелинейными характеристиками обуславливает в судовых электроэнергетических системах электромагнитные помехи, основу которых составляют высшие гармоники. Приведен и дан анализ показателей качества электроэнергии, регламентирующих гармоники напряжения и тока в системах электроснабжения. С целью разработки решений и подходов по обеспечению электромагнитной совместимости электрооборудования судовых энергоустановок и их элементов выполнены экспериментальные исследования электромагнитных помех, обусловленных работой судового электрооборудования, реализованного на основе элементов с нелинейными характеристиками, а также расчетные исследования на математической модели распространения высших гармонических тока и напряжения по элементам судовой электроэнергетической системы. Исследования высших гармонических были проведены в электроэнергетической системе учебного парусного судна "Крузенштерн". Анализ результатов исследований судового электрооборудования – полупроводниковых преобразователей, силовых трансформаторов, частотно-регулируемых электропроводов, светодиодных светильников и др. – показал, что при их работе имеет место эмиссия нечетных гармоник тока от третьей и выше в судовую электроэнергетическую систему. Приведены результаты исследований распространения высших гармонических и связанных с ними эффектов на математической модели, разработанной на основе схемы замещения судовой электроэнергетической системы для высших гармоник нечетного порядка, некратных трем. На математической модели оценен вклад на суммарный коэффициент гармонических составляющих по напряжению от полупроводниковых преобразователей, питающих нагрузку постоянного тока. Установлена взаимосвязь от влияния высших гармонических на работу асинхронных электродвигателей.
It is shown that the use of semiconductor converter equipment and electrical technologies with non-linear characteristics in ship power facilities and their elements causes electromagnetic interference in ship power systems, which are based on higher harmonics. The paper presents the analysis of the power quality indicators that regulate voltage and current harmonics in power supply systems. In order to develop solutions and approaches to ensure the electromagnetic compatibility of electrical equipment of ship power plants and their elements, the following have been performed: experimental studies of electromagnetic interference caused by the operation of ship electrical equipment, implemented on the basis of elements with non-linear characteristics; computational studies on a mathematical model of the propagation of higher harmonics of current and voltage through the elements of the ship's electric power system. Experimental studies of power quality indicators - higher harmonics, caused by the operation of electrical equipment with non-linear characteristics, have been carried out in the electric power system of the "Kruzenshtern" sailing training vessel. An analysis of the results of experimental studies of ship electrical equipment: semiconductor converters, power transformers, frequency-controlled electrical wires, LED lamps, and others showed that during their operation, odd current harmonics from the third and higher are emitted into the ship's electrical power system. The results of studies of the propagation of higher harmonic and related effects on a mathematical model developed on the basis of the equivalent circuit of a ship's electric power system for higher harmonics of an odd order, not multiples of three, are presented. On the mathematical model, the contribution has been estimated to the total coefficient of harmonic voltage components from semiconductor converters that feed the DC load. A relationship has been established from the influence of higher harmonics on the operation of asynchronous electric motors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.