电压和频率的基础知识
电压也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量,单位是伏特(V),简称伏。电压的方向规定为从高电位指向低电位。如同水压(势)产生水流一般,电压是产生电流的原动力,有了电压,才会有电流在电路中的活动。船舶岸电系统使用的是正弦交流电压,除大型集装箱船和邮轮使用高压岸电外,船舶普遍采用450V、400V(380V)和230V(220V)规格电压。
频率指单位时间内完成周期性变化的次数,是描述周期运动频繁程度的量。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,简称“赫”,符号为Hz。交流电的频率,工业术语叫做工频,代表一秒钟电流周期性变换方向的次数。船舶岸电系统使用正弦交流电,频率主要有两种,分别是50Hz和60Hz。
电压和频率的相互关系
从电力系统的角度看,电压和频率没有直接关系,但是他们都与功率相关,这样就产生了间接关系。具体关系上,无功功率不足时电压下降,无功功率过剩时电压上升;有功功率不足时频率下降,有功功率过剩时频率上升。按照上述关系,我们从船舶岸电整个系统考虑,码头泊位岸电容量(视在功率)是固定的,船舶负载(用电设备功率)是变化的。船舶用电设备主要为感性设备,负载增加,电源出力不变,那么瞬态电压和频率都会降低。当超过一定限度,不仅全网电压偏低甚至断电,频率也在下降过程中也无法稳定。
总而言之,电压和频率是电网中最为重要的两项指标,为保障电力系统的稳定性,两者必须时刻保持在一定范围内。否则,电力系统的稳定性就会遭到破坏,造成供电和用电设备损毁。因此,在岸电使用过程中,船岸双方均应对电压和频率予以重点关注,当启用大功率负载时,采取相应的防范措施。