電壓和頻率的基礎知識
電壓也稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產生的能量差的物理量,單位是伏特(V),簡稱伏。電壓的方向規定為從高電位指向低電位。如同水壓(勢)產生水流一般,電壓是產生電流的原動力,有了電壓,才會有電流在電路中的活動。船舶岸電系統使用的是正弦交流電壓,除大型集裝箱船和郵輪使用高壓岸電外,船舶普遍采用450V、400V(380V)和230V(220V)規格電壓。
頻率指單位時間內完成周期性變化的次數,是描述周期運動頻繁程度的量。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻,人們把頻率的單位命名為赫茲,簡稱“赫”,符號為Hz。交流電的頻率,工業術語叫做工頻,代表一秒鐘電流周期性變換方向的次數。船舶岸電系統使用正弦交流電,頻率主要有兩種,分別是50Hz和60Hz。
電壓和頻率的相互關系
從電力系統的角度看,電壓和頻率沒有直接關系,但是他們都與功率相關,這樣就產生了間接關系。具體關系上,無功功率不足時電壓下降,無功功率過剩時電壓上升;有功功率不足時頻率下降,有功功率過剩時頻率上升。按照上述關系,我們從船舶岸電整個系統考慮,碼頭泊位岸電容量(視在功率)是固定的,船舶負載(用電設備功率)是變化的。船舶用電設備主要為感性設備,負載增加,電源出力不變,那么瞬態電壓和頻率都會降低。當超過一定限度,不僅全網電壓偏低甚至斷電,頻率也在下降過程中也無法穩定。
總而言之,電壓和頻率是電網中最為重要的兩項指標,為保障電力系統的穩定性,兩者必須時刻保持在一定范圍內。否則,電力系統的穩定性就會遭到破壞,造成供電和用電設備損毀。因此,在岸電使用過程中,船岸雙方均應對電壓和頻率予以重點關注,當啟用大功率負載時,采取相應的防范措施。