浅谈船舶海洋工程中变频电缆的选择
时间：2020-12-18 20:07:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]船舶海洋工程中，越来越多大型变频设备的选用，使得变频电缆应用更为广泛，其选择显得尤为重要。基于此，本文对船舶海洋工程中变频电缆的选择时行了详细的分析。
[关键词]船舶海洋工程；变频电缆；校正系数；正弦波系数
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0100-01
前言
本文以曾参与设计交付的一艘直流电站配置的深海原油驳运船（Cargo Transfer Vessel）变频电缆选型时发现的问题为基础，简单介绍一下变频电缆选型时需考虑的各种系数。
1 概述
变频电缆主要用于变频电源和变频电机之前连接用，其结构主要有 3芯，3+E芯和 3+3E芯三种结构。据以往的项目，我们一般选用性能最好的3+3E对称结构电缆，此结构的变频电缆，有更好的电磁相容性，能较好的抑制电磁干扰，抵消高次谐波中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少整个系统的电磁辐射。变频电缆结构如图所示：
2选择
按通用电缆选择原则对变频电缆进行选型，需考虑：1）变频设备的工作制、电源种类、敷设位置、电缆线芯、载流量选择合适的电缆截面；2）根据系统短路电流计算结果，判断电缆的短路容量是否满足要求；3）根据环境温度对电缆的额定截流量进行修正，然后，再判断电缆的允许电流是否大于负载电流；4）根据成束敷设修正系数（若需考虑敷设系数，一般为0.85的系数），对电缆的额定载流量进行修正，然后再判断电缆的允许电流是否大于负载电流；5）校核线路电压降，判断线路电压降是否小于规定值（一般在全船压降计算报告中计算确认）；6）根据保护装置的整定值，判断电缆与保护装置是否协调；如果不协调，判断是否可以改变合适的保护装置或整定值，否则应重新选择合适的电缆截面（一般在选择性分析报告中计算确认）。
基于以上原则，对直流电站出线侧的变频电缆进行计算并选型，在充分考虑到环境温度及大电缆成束敷设修正系数后计算得出载流量。变频电缆只需考虑这些因素？变频设备的高次谐波中的奇次频率，电磁干扰这些因素对载流量是否有影响？在查找DNV船级社最新规范时，Rules for Ships Pt.4 Ch.8 Sec.2 中有一段描述，Cables used in circuits with non-sinusoidal currents should be de-rated in order to compensate for the additional heat losses. Maker’s recommendations should be followed. 。在咨询直流电站及变频设备厂商，电包厂商下属的子设备厂商的回复大相径庭，只能提供一个包含敷设系数在内的经验修正系数，且每家的修正值不尽相同。修正系数的不确定给导致我们对变频设备的载流量无法确定，电缆的数量无法确定，给选型带来极大困难。变频电缆的数量还要根据直流配电板侧对应变频设备逆变器模块（Inverter）数量及模块分屏布置来确定，比如主推进器，4200KW，直流配电板侧配9个逆变器模块，且9个逆变器分布在3组配电屏内，则相对应的变频电缆可以用3，6，9，12，3N倍根电缆匹配，若稍有变化，9个逆变器分布在1组配电屏，则相对应的变频电缆可以匹配1，2，3，4，5，……N倍根电缆来匹配。诸多不确定因素，在厂商ABB与挪威DNV多次沟通澄清并对ABB子厂家子设备的修正系数作统一处理，建议船厂根据船级社要求考虑正弦波系数并推荐此项目的系数为0.9。
3結束语
海工变频电缆的使用越来越多，在遵循船舶设计手册要求的各项原则下，还需要学习最新规范，除了成束电缆敷设修正系数还需考虑正弦波系数，并请厂家提供系数推荐值，此值的确定将帮助船厂在选择变频电缆时更加精准，及早完成规划设计主干托架布置。
Figure 1 Construction for VFD Cable
参考文献
[1]中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册-电气分册.
[2]李永江，陆云春.船用变频电缆结构分析及敷设[J]船舶工程，2009（6）：49-51.
[3]DNV Rules for Ships DNV-Pt408 July 2013.
