הקדמה: חוסר יכולת לאיכות כוח בים

המעבר למכשור חשמלי חשמלי חשמלי חשמלי חשמלי והפצת כוח גבוהה במגזר הימי והיבשה שינה באופן בסיסי את פרופיל העומס החשמלי של כלי שיט ופלטפורמות. כוננים תדר משתנה (VFDs), מעכבי מיקום דינמיים (DP) מערכות פיצוי כבדות פעילות, והופכים את רמות גבוהות של הגנה על מערכות מהירות גבוהה של מערכות הגנה לטווח בינוני או נמוך יותר, כאשר הם מוגבלים באופן קבוע, עם השפעה גבוהה של מערכות מהירות גבוהה של חשמל מבוזרת, אשר מופעלת, על ידי מערכות מהירות גבוהה של אנרגיה גבוהה.

הגדלת מסננים פעילים לפרויקטים ימיים ויבשים אינה עניין פשוט של בחירת יחידת קטלוג וחיבור אותו ללוח המתג. התנאים הסביבתיים הייחודיים, מגבלות חלל, פרופילים תרמיים, דרישות ריצוף דורש גישה הנדסית קפדנית.אימוץ שיטות הטובות ביותר בערכת המערכת, בחירת טופולוגיה, התקנה, וועדת היא חיונית כדי להבטיח כי המסננים מבצעים כמתוכנן לאורך כל החיים של הסימון הטכני הזה.

הבנת הפרופיל ההרמוני של נכסי הנחתים

שילוב מסנן יעיל מתחיל בהבנה ברורה של מקורות הרמוניים הקיימים במערכת החשמל הימית.האשמים העיקריים הם 6-pulse ו 12-pulse כוננים, אשר מייצרים הרמוניות אופייניות של ה- h = n x p + 1 (שם p הוא מספר הדופק) A 6-pulse בדרך כלל מייצרת משמעותית 5th, 7th, 11th, ו -13th הרמוני זרם כאשר מרובים הוא פועל באופן קבוע, מקבילה, t).

רשתות סינדר מציגות גם תנאי התחדשות ייחודיים.שילוב של משככי כוח תיקון קיבולים, כרוב, והפסקת ההדלפה של ההנקה יוצרת נקודות מקבילה וסידוריות.אם תדירות הרמונית תואמת עם תדירות של התחדשות טבעית, זרמים הרמוניים ספציפיים ומתחים יכולים להיות מגבר, המוביל למצבים קשים יותר ויותר וכישלון.

פילטר Active topologies for Shipboard and Offshore Use

שוסט Active Power Filters (SAPF)

SAPF הוא הטופולוגיה הפרוטסטנטית הנפוצה ביותר ביישומים ימיים. Connected במקביל לעומס, SAPF מזרקת זרם פיצוי שווה בגודל אך הפוך בשלב הנוכחי הרמוני הנמשך על ידי העומס הלא-ליני. SAPFs המודרנית משתמשת בעומסים מבודדים-gate-gate של transistors דו קוטבי (IGs) ומדיום גבוה דו-מפלקסציה יקר (PW) כדי ליצור פגיעה משמעותית של כוח מחוספסת משקל, הוא גם כן, הוא מסוגל לבודד, גם כן, הוא יעיל יותר, באופן יעיל יותר, הוא מסוגל לבודד, גם לבודד, והוא מסוגל לספק את היכולת הנוכחית, הוא מסוגל גם לבודד, גם לבודד, הוא מסוגל לספק את היכולת של כוח.

« ERERER Active Power filter

מסנני סדרה מחוברים בתור עם מתח אספקה היברידית והם משמשים בעיקר כדי לבודד את העומס מפני הרמוניות מתח, חבלים, ונפיחות. הם פועלים כמקור מתח מבוקר, מזרקת מתח ביטול כדי לשמור על מתח סינוס נקי במסופים העומסים. בעוד פחות נפוץ מאשר מסננים לא פחות בתקני עזר ימיים סטנדרטיים, מסננים הם בעלי ערך להגנה על ציוד רגיש כגון מערכות בקרה, הפרעה אלקטרונית, אך מרמה גבוהה יותר של כוח מפילטרים של כוח.

Multi-Pulse ו- Active Front Ends (AFE)

ראוי לציין כי סינון פעיל אינו מסופק רק על ידי ארון מסנן עמידה. Active Front End (AFE) כוננים לשלב את הפונקציה סינון ישירות לתוך הממיר הכונן. AFEs להשתמש a PWM retifier במקום סטנדרטי diode Bridge Retifier, המאפשר זרימת כוח דו-כיוני ועומס נוכחי קרוב-רגיש.

שיטות הטובות ביותר עבור הנדסת מערכות ואינטגרציה

ביצוע ביקורת הרמונית מקיפה

ההצלחה של התקנה מסנן פעיל היא פרופורציה ישירות לאיכות ניתוח ההתקנה מראש.ביקורת הרמונית חייבת לעבור מעבר במדידות THD פשוטות.זה צריך לכלול סריקה של מערכת הכוח לזהות נקודות התחדשות פוטנציאליות, ניתוח של העומס במהלך כל מצבי פעולה תפעוליים (טרנס, DP, Port), חישוב של הדירוג הנדרש הנוכחי סימולציה דיגיטלית כגון ETA, או חיזוי מודל זה לא יכול להיות ברור של בקרה סימולציה או סימולציה פעילה לפני סימולציה, כלומר, ה-PSV.

המונחים: syn Sizing and Rating Considerations

מסננים פעילים מדורגים על ידי זרם הפיצויים שלהם, בדרך כלל באמפרים (A) הדירוג הנדרש נקבע על ידי הזרם ההרמוני הכולל שנוצר על ידי עומסים לא לינארית. תקן הנדסי משותף הוא בגודל המסנן עבור 125 עד 15% של זרם הרמוני מחושב כדי לספק שולי בטיחות עבור עומסים צמיחה ותנאים תפעוליים גרועים ביותר.

מקום אסטרטגי וטופולוגיה בכבלים

המיקום של הטרנספורמציה הנוכחית (CT) הוא הגורם הקריטי ביותר בביצוע מסנן פעיל shunt. CT חייב להיות ממוקם בצד קו של העומס כדי לחוש את זרם העומס, אבל בצד העומס של נקודת החיבור המסנן כדי למנוע את הפילטר להגיב כראוי.סי.סי.אין תיקון מיקום מוביל לסינון הפיצוי הנוכחי או לא להגיב לשינויים.

מערכת ניהול הכוח (PMS)

מסננים פעילים מודרניים הם נכסים ברשת חכמה שיכולים לתקשר עם מערכת ניהול כוח של כלי השיט.אינטגרציה באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים כגון Modbus TCP/IP או Profibus מאפשר ל- PMS לפקח על מצב המסנן, להתאים את יכולת המסנן, ואפילו להשבית מודולים ספציפיים בתנאי עומס נמוך כדי לייעל את צריכת הדלק. יתר על כן, מסננים יכולים להיות מתוכנתים להגיב לאירועים אי או לשפוך פקודות, כדי להבטיח כי הם לא יכולים לעשות שימוש יעיל של פעילות גופנית יעילה של פעילות גופנית יעילה.

איכות הסביבה ורובוסטנס

סוג אישור וסטנדרטים

התקנות הימיות והיבשות חייבות לציית לכללים של החברה הסיווגית, כגון Det Norske Veritas (DNV), הרישום של לויד (LR), הלשכה האמריקנית למשלוח (ABS), או הלשכה Veritas (BV) מסננים פעילים שנועדו לשימוש ימי צריכים לשמור על אישור מסננים מסוג זה, לוודא כי הם עברו בדיקות קפדניות לתנודציה, טמפרטורה, תאימות אלקטרומגנטית (EMCDN), ו- 10 אחוזים של בטיחות לתפקוד חשמל רגיל: 0.

Cooling and thermal Management

מסננים פעילים מייצרים חום באמצעות החלפת המודולים IGBT והפסדי התנהגות בתלמידים וברובעים. בסביבה ימית, שבה טמפרטורות ממותגות בחדר המנוע יכולות לעלות על 45 מעלות צלזיוס, ניהול תרמי הוא שיקול עיצוב ראשוני.פילטרים אוויריים-קועים דורשים דחייה מסוימת וחייבים להיות מותקנים במיקום עם ventilation נאותה וסיכון נמוך של מלח באגרסיביות, אשר מאפשרים קירור גבוה יותר, או קירור, אשר מאפשר קירור גבוה יותר, 000.

התנגדות להגנה מפני התקפה ושחיתות

תרסיס מלח ולחות גבוהות הם איומים מתמידים על האמינות של אלקטרוניקה כוח ביישומים ימיים. פילטרים Active סינון עבור התקנת חדר מנוע צריך להיות רמת הגנה מינימלית של IP42.עבור על-ידי התקנת מודולים או בחו"ל, IP54 או גבוה יותר הוא בדרך כלל חובה.בנוסף לדירוג המתחם, רכיבים פנימיים חייבים להיות מוגנים עם ציפוי תואם.זה חל על השליטה, אספקת החשמל, וממשקי תצוגה המשמשים פילטרים חשמליים או פילטרים נוספים של מערכות הגנה על גבי סוללות.

נציבות וביצועים אימות

בדיקות קדם-אנרגיה

לפני energizing מסנן פעיל, אימות יסודי של ההתקנה הוא הכרחי.זה כולל לבדוק את ה הדוקות של חיבורי חשמל (buss ו ⁇ ), אימות הקוטביות ואת ההיערכות של שלב של ה- CTs, ומאשר כי המנצח הקרקע עומד במפרט של היצרן.השליטה עבור CTs חייב להיות נבדק עבור המשכיות ובודד מכבלים כוח.

המונחים: Functional Tuning and control Loop

לאחר energated, המסנן חייב להיות מכוון לפרופיל הרשת הספציפית ועומס.זה כרוך הגדרת רמת פיצוי המטרה (למשל, פיצוי עבור 5, 7th, 11th, ו 13th הרמוניות), קביעת זמן התגובה (בדרך כלל אחד לשני מחזורי קו), ולהגדיר את רווחי כוח תגובת אם פונקציה זו היא מודרנית דיגיטלית, לספק אלגוריתמים אוטומטית לתקן את המיקום של שליטה על פני ספקטרום הנוכחי או לתקן את האלגוריתם של בקרה.

המונחים: Performance metrics

בדיקות קבלה סופיות כרוכות במדידת איכות הכוח בשלב ההפיכה המשותפת (PCC) עם המסנן הן מוגבלות והן מופעלות.מדדים מרכזיים לתיעוד הם THD הנוכחי (THD), מתח THD (THDv), רכיבים הרמוניים בודדים, ואת גורם הכוח. המדידות הללו יש לקחת בשבי בתנאים מרובים עומסים (למשל, עומס מינימלי, פעילות רגילה, ושיא) כדי לאמת את הפילטרים התפעוליים באופן יעיל של החברה.

ניהול תפעולי ותמיכה במחזור החיים

מעקב מתמשך ותחזוקה חיזוי

מסננים פעילים הם בדרך כלל אמינים, אבל הם מכילים רכיבים שמשתנים לאורך זמן.הציפויים אלקטרוליטיים באוטובוס DC יש תוחלת חיים סופית כי הוא מאוד תלוי בטמפרטורה הפעלה.מוניטור איכות כוח מתמשך המשולב עם מסנן או מערכת ניהול הנכסים של הספינה יכול לעקוב אחר הטמפרטורה הפנימית, מתח אוטובוס DC ripple, והחלפת ניצול ההתקן.

תוכנה וניהול תוכנה

כמו פרופיל הרמוני של כלי שיט יכול להשתנות על החיים שלו, במיוחד במהלך התאמות או שינויים לטעון המלון, התוכנה הבקרה של מסנן פעיל עשוי לדרוש עדכונים. יצרנים באופן קבוע לשחרר שיפורים קושחה אשר משפרים אלגוריתמים שליטה, להוסיף פרוטוקולים חדשים תקשורת, או לשפר את אבחון המערכת. שמירה על תהליך ניהול תוכנה קפדני מערכת ניהול תוכנה מבטיחה כי המסנן פועל עם העיכובים האחרונים מאושר קושחה צריך להיות מבוטח מראש עם אותה גירסה חלופית החלפתית חלופית ללא תחליף.

חלק מהפילוסופיה

האופי המרוחק של פעולות offshore ואת העלות הגבוהה של כלי שיט למטה זמן להכתיב פילוסופיה של חלקי חילוף חזקים עבור מסננים פעילים.לפחות, מפעילי צריך לצבור חסוך קריטיים, כולל דירקטוריון בקרה, לוח הנהג השער, IGBT מודולים (או ערימה מלאה כוח), ואסיפה מאוורר.עבור מסננים שהם חלק בלתי נפרד DP מערכות או כוננים הנעשים, מודול מסונן מלא (N+1) אופציונלית אפשרות להפעלה מקוונת.

מסקנה: הנדסה לחשמל ימי

השילוב המוצלח של מסננים פעילים לפרויקטים ימיים ויבשים מבוסס על גישה הנדסית ממושמעת, ברמת המערכת.הבחירה הפסיבית של מסנן מקטלוג אינה מספיקה כדי להבטיח ביצועים בתנאים הייחודיים של לוח או רשת פלטפורמה offshore מהנדסים חייבים לבצע ביקורת הרמונית קפדנית, לבחור את שיטות בקרה מתאימות וטכנולוגיית אחסון קירור, להבטיח מיקום CT וקרקע, ואימות באמצעות בדיקות עמלות.