电机启动、不平衡负荷和岸电容量

为什么稳态 kW 或 kVA 并不足够

正常的负载计算可以回答一个重要问题：

发动机启动带来了另一个问题：

即使在岸源供水系统的连续供水量低于正常水平的情况下，船舶也能正常运行，并在发生大型泵或压缩机启动时仍能产生剧烈短时性冲击。.

结果取决于几个因素同时发生的情况：

• 电机启动电流；;
• 加速时间；;
• 负载已连接；;
• 同步或自动重启；;
• 变压器和电缆阻抗；;
• 临时转换能力；;
• 相位加载。.

固定的百分比幅度不应取代对实际动态事件的审查。.

当大型电机启动时，岸上供电系统会发生什么？

电机启动通常可以归结为一个数字：启动电流。.

这还不够。这场活动涉及 电流、电压、扭矩和时间.

当大型感应电机启动时，其电流会高于正常运行水平。 电流会通过供电系统的阻抗流动，在电气路径上产生暂时的电压降。.

如果电机端电压下降得过大，则可用启动扭矩也会下降。 因此，加速过程可能需要更长的时间，从而使高电流状态得以持续更长时间。.

工程问题不仅仅在于电流的峰值值是多少。更重要的是，电机能否在岸电系统保持在可接受的电气运行状态下，成功加速运转。.

使用实际电机数据

如果能够获得该信息，启动电流值应来自实际的电机和启动方法。.

有用的投入包括：

• 额定电流；;
• 电机功率；;
• 启动方法；;
• 预计的启动电流；;
• 加速时间；;
• 驱动设备。.

如果两台具有相似运行功率的电机使用不同的启动方法或驱动不同的机械载荷，它们可能会产生截然不同的性能要求。.

较低的起动电流并不一定意味着启动效果更好

低压启动或软启动可以减少陆上供电所看到的电流峰值。 与此同时，可用的起动扭矩也会发生变化。.

如果电流或启动电压被限制得过严厉，电机就会加速速度变慢。 在恶劣情况下，可用的加速度扭矩可能不足以满足驱动负载的需求。.

因此，软启动器的设置必须与电机和机械负载相匹配。 目标不是最小起动电流。电机必须能够成功加速，同时不会对岸上供电系统造成不可接受的干扰。.

电机启动 V电压取决于完整的 V接地路径

电机不会直接从转换器铭牌上读取功率。.

电气回路可能包括岸网、变频器、变压器、开关设备、岸线电缆、船舰连接、船舰分配系统以及电机本身。 这条路径的每一部分都可能影响高电流事件期间的电压值。.

该 海洋频率转换器 它是这个完整源路径的一部分；其暂时的电流能力必须与下游的电气系统一起考虑。.

变压器的阻抗会影响结果

变压器的阻抗会影响电机启动时的电压降。.

低阻抗可以提高电压稳定性，但并不一定意味着它是最佳的设计选择。 变压器的阻抗也会影响可用故障电流，因此会影响开关设备的额定值和保护协调。.

电机启动性能不能成为选择变压器时的唯一标准。.

电缆长度和导体尺寸也至关重要

长长的电缆线和高电流会造成岸上设备与船只之间的电压下降。.

增大导体尺寸可以降低降压效果，但也会影响电缆成本、重量、布线方式、操作和连接方式。.

如果提供了电压降补偿功能，则可以支持下游的电压调节。 但这并不排除需要检查导体电流容量、电缆阻抗以及保护要求。.

控制点和 Vessel 负载点可能不同

测量或调节电压的点并不总是与船舶负载处电压最低的电气点相同。.

在一种 630 kVA 的岸上供电配置中，电压反馈是在隔离器的输出处采集的。 变压器。下游的电缆和连接路径仍需单独考虑。.

容量也是一个时间与序列问题

转换器的过载能力通常被降低到百分之一。仅有百分之一是不完整的。.

临时能力必须与持续时间和运行条件一起考虑。.

对于电机启动，实际负载事件必须与电源的允许电流时间能力进行比较。.

短暂的电流输出可能仍然可以接受。如果电机加速速度较慢，而电流输出持续时间更长，则可能会产生不同的结果。.

多个重叠重启可能比单个独立电机启动更具挑战性

最大的单个电机并不总是要求最高的操作条件。.

在连接到岸上电源后，同一段时间内，多艘船只的辅助设备可能会重新启动。 一个简单的序列可以包括：

• 一台泵已经运行；;
• 冷却泵启动；;
• 压缩机重启；;
• 通风设备恢复运行；;
• 随后不久，其他辅助人员也陆续到来。.

如果这些事件重叠，岸上供应就会看到综合的动态需求。 因此，运营流程应该在能力评估中加以考虑。.

负载顺序可以减少同时的需求

如果船只运营许可，部分货物可以分阶段重新启动。 这可以减少同步动态负载，而无需改变电机本身。.

但并非所有设备都能延缓启动。一些关键设备可能需要立即重启，而一些船只已经具备了固定的自动重启逻辑。.

因此，动态载荷问题可能导致多种不同的工程应对措施：

• 改变启动方式；;
• 更改重启顺序；;
• 减少电气路径中的过高电压降；;
• 增加源头的产能；;
• 修改系统架构。.

正确的答案取决于是什么因素实际上限制了系统的运行。.

为什么总三相 kVA 可以隐藏相位限制？

总共三个相的 kVA 值可能被认为是可以接受的，但其中一个相会成为限制条件。.

当船舶载荷不均匀、单相负载不平衡或下游配电系统失衡时，这个问题就变得尤为重要。.

因此，产能审查可能需要考虑以下几点：

• 单个相电流；;
• 单个相电压；;
• 电压失衡；;
• 目前的不平衡状况。.

异常相位条件可能会对连接的电机产生直接后果。.

在其中一项岸上供电测试计划中，输出电压失衡和明确规定的三相阻抗失衡情况分别与正常平衡负载情况进行了验证。.

因此，总的三相容量并不证明每个相都处于可接受的操作状态。.

真正的岸上发电项目如何展示动态负载的能力

项目证据在解释特定工程要求存在的理由时最为有用。.

630 kVA 配置

在一种 630 kVA 的岸上供电配置中，需要分别针对连续负载情况。 暂时的过载持续时间、电压和频率瞬态恢复以及失衡的操作条件。.

过载规范使用的是单独的幅度和时间点，而不是一个通用的过载百分比。 同样的配置还规定了可测量的瞬态响应要求。.

因此，动态性能可以被视为一个明确且可验证的项目要求，而非系统“稳定”的一般性声明。”

5MVA高 V压项目

在一次 5 MVA 的高压岸电项目中，该船上的电力输出约为 1.5 MW。 在转移到陆上供电之前，在船上进行发电。.

在负载转移后，在岸上供电设备仍在运行的情况下，进行了多次船上泵启动操作。.

因此，船上载荷的大幅变化是实际船舶连接和调试条件的一部分，而不仅仅是理论上的设计情况。.

但这并不意味着每台 5 V马的海滨电力系统都能启动所有的大型泵。. 最终结果仍取决于电机规格、启动方式、运行负荷、电气路径和操作顺序。.

如何验证动态负载充足性 V？

100% 次负载测试只能回答一部分容量问题。 动态条件需要在关键设计环节进行验证。.

1 查看 Vessel 数据

从实际运行信息开始：

• 正常运行负荷；;
• 最大的电机；;
• 开始方法；;
• 自动重启逻辑；;
• 同时负载；;
• 操作顺序。.

如果没有这些信息，分析就严重依赖于假设。.

2 计算或模拟关键事件

审查可能需要考虑以下几点：

• 启动电流；;
• 开始持续时间；;
• 现有运行负荷；;
• 变压器阻抗；;
• 电缆阻抗；;
• 活动期间的预期电压；;
• 转换电流时间的能力。.

在加速方面至关重要的情况下，还可能需要考虑电机转速和扭矩的特性。.

3 V确认已达成动态条件

工厂或系统测试可以确认相关特性，例如负载变化、临时过载、瞬态电压响应、瞬态频率响应以及相位失调行为。.

持续的全负载测试仍然很重要，但它证明了源能力的另一方面。.

每个关键动态设计假设都应该有一个相应的验证方法。.

详细的过载和步进载荷程序应该在测试计划中规定，而不应该在容量计算本身中规定。.

4 在必要时确认真实 V行为

最终的船只调试可以提供另一种验证层，因为结果与船上的实际载荷、重启逻辑、最终的电缆布置或运行顺序息息相关。.

在确认岸上发电能力之前，应该审查哪些数据？

有效的产能评估需要考虑的不仅仅是船舶的总功率。.

可能的审查结果

因此，应以实际动态事件为依据确认容量，而不应仅以固定的百分比幅度为依据。.

常见问题解答