Nonlinear load influence on single-phase fault current in shipboard electric networks

Описаны результаты исследований влияния показателей качества электроэнергии на токи однофазных замыканий в судовых электроустановках. Выявлены основные элементы бортовых электроустановок, влияющие на качество электроэнергии. Проанализировано формирование высших гармоник в токе однофазного замыкания. На физической модели электроустановки проведены исследования влияния нелинейной нагрузки на ток однофазного замыкания. Результаты экспериментов подтвердили установленные закономерности. Выявлено, что в установившемся режиме ток однофазного замыкания определяется не только величиной фазной емкости и напряжением сети, но и несинусоидальностью тока нагрузки. Экспериментально показано, что высшие гармоники, присутствующие в токе нагрузки, усиливаются в токе однофазного замыкания. При этом увеличение их амплитуд пропорционально номеру гармоники и ее амплитуде в токе нагрузки. Экспериментально установлено, что формирование высших гармоник в токе однофазного замыкания в результате эмиссии нелинейной нагрузкой приводит к увеличению его действующего значения. The paper represents the research results of the power quality indicators influence on the currents of single-phase ground faults in ship electrical installations. The main elements of on-board electrical installations that affect the quality of electricity are identified. The process of higher harmonics formation in the single-phase ground fault current is analyzed. Studies of the nonlinear load influence on the single-phase fault current are carried out on the physical model of the electrical installation. The experimental results confirmed the established patterns. For the steady-state mode it was discovered that the single-phase ground fault current is determined not only by the phase capacitance value and the mains voltage, but also by the non-sinusoidality of the load current. It has been shown experimentally that the higher harmonics of the load current are amplified in the single-phase ground fault current. In this case, the increase at their amplitudes is proportional to the harmonic number and its amplitude in the load current. It has been experimentally established that the formation of higher harmonics at a single-phase ground fault current as a result of emission by a nonlinear load leads to an increase in its effective value.