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柴電推進式3D地震科考船變頻驅動系統

柴電推進式3D地震科考船變頻驅動系統

Geo Celtic號是目前世界上噸位最大,技術最為先進的3-D地震科考船,主要用于海上石油勘探中的時移地震數據的采集和監測。該科考船裝備的柴電推進系統由斯堪的納維亞電氣系統公司(SES)提供,采用了Vacon水冷型有源前端(AFE)驅動方案,具有高效,節能,安全,低噪音的特點,已成為同類型應用中的典范。
Geo Celtic號全長100.8米,在28米寬的錨鏈甲板上裝有12臺拖纜絞車。其設計面向準確,有效,安全的地震數據監測,具有運行成本低,抗風浪能力強,內/外弦噪音低等特點。
由SES提供的柴電推進系統是目前同類應用中比較具有吸引力的解決方案。在Geo Celtic號中,柴電推進系統的總裝機容量為11,000kVA。其它系統設備包括大停電預防系統,帶有功率管理系統的主配電盤和應急配電盤。

Vacon AFE有源前端
以水冷型有源單元(AFE)為代表的Vacon共直流母線產品系列,包括各種類型的前端單元,逆變單元和制動單元,功率范圍最大可達5MW,電壓范圍從交流380V到690V。作為共直流母線系統中的雙向(可回饋能量)整流裝置,AFE在輸入側配裝外部LCL濾波器,可完全滿足海上船舶對于電網低諧波的要求,其總諧波失真(THD)極低,這有助于設計更為簡單的電力系統且無需使用移相變壓器。

配備Vacon AFE有源前端的船用柴電推進系統
Vacon水冷型有源前端(AFE)主要用于Geo Celtic號的主推進裝置(2x4200kW),以及5臺推進器(3x1400kW,2x2000kW)。通過將電力分配給一臺或多臺AFE單元,可由多臺小型柴油發動機替代1或2臺大型主發動機。在實際運轉過程中,投入使用的逆變器數量取決于推進器的功率要求,因而可在部分滿載的情況下優化其凈功率因數。
該方案的主要優勢在于可有效避免在系統運行的整個過程中自始至終均使用全部的發動機。例如,如果船舶正在減速行進,則可能只需一臺發動機;而當需要船舶快速前進并迅速到達某一目的地時,就需要讓所有的發動機都運轉起來。這種靈活性實質上帶來了明顯的節能效果,同時保證了最佳的動力輸出。
Vacon水冷型AFE單元一般將水作為冷卻劑,與同等規格的空冷型單元相比,擁有結構緊湊,靜音運行的特點。同時,由于柴油機與推進器之間不存在機械連接,因此推進裝置的各種部件可以安裝在船上最合適的位置,從而大大節省了空間,并減少了開關裝置的費用支出及其占地。
在整個系統的集成化解決方案中,Vacon應用宏軟件在一些重要環節起到了不可替代的作用,例如,在其特有的大停電預防系統中,必須采用Vacon應用軟件的某些特定功能,這對于保證整個系統的安全,可靠,不間斷運轉具有重要意義。

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