Раздел 4. Теория и устройство гребных электрических установок (ГЭУ) (практика 1)

Разработка принципиальных схем электроснабжения судов, использующих альтернативные (возобновляемые) источники энергии
Ни один студент не подписался
  • 12 уроков

Разработка принципиальных схем электроснабжения судов, использующих альтернативные (возобновляемые) источники энергии

Практика 4.3.2. Классификация СЭЭС

Классифицируют СЭЭС по следующим признакам:

установленной мощности ГА — малой (0,5-5МВт), средней(5-10МВт) и большой (свыше 10 МВт) мощности;

степени автоматизации — автоматизированные с дистан­ционным и программным управлением. Автоматизированные СЭЭС с дистанционным управлением имеют простые средства автоматизации специализированного назначения (например, системы пуска РДГ, устройства синхронизации генераторов и распределения нагрузки). В состав СЭЭС с программным управлением входят общесудовые ЭВМ или, гораздо чаще, узкоспециализированные мини -ЭВМ, позволяющие реализовать сложные законы управления СЭЭС по различным програм­мам в зависимости от режима работы судна;

количеству электростанций — системы с одной, двумя и большим количеством электростанций;

связи СЭЭС с С Э У — на автономные, с отбором мощности от СЭУ и единые с СЭУ.

Последние 2 признака являются определяющими для структурных схем СЭЭС.

На структурных схемах СЭЭС показывают основные функциональ­ные части электроэнергетических систем, их назначение и взаимо­связь.

Автономные СЭЭС имеют автономные, т. е. независимые от СЭУ, источники электроэнергии — ДГ или ТГ. На большинстве тран­спортных судов автономная СЭЭС состоит из основной и аварийной электростанций (рис. 1.). Основные генераторы G1-G4 приводятся во вращение дизелями Д или турбинами Т. Приводным двигателем ава­рийного генератора АГ, по правилам Регистра, должен быть дизель.

Приемники получают от ГРЩ электроэнергию непосредственно {Ш), через РЩ {П2-П6), через понижающий трансформатор Т и РЩ {П7-П8), а также преобразователи электроэнергии — выпрямительное устройство ВУ или тиристорный преобразователь частоты ТПЧ. Элект­рическая связь между ГРЩ и АРЩ в нормальных режимах работы осуществляется через кабельную перемычку X, в рассечке которой находится контакт К мощного контактора. По перемычке электроэнергия передается в направлении от основной электростанции к аварийной. Прн обесточивании ГРЩ контактор теряет питание его контакт К размыкаясь, разъединяет шины АРЩ и ГРЩ

Одновременно начинается автоматический пуск АДГ с последующнм подключением его к шинам АРЩ Тем самым обеспечивается практически бесперебойное питание ответственных приемников П12-П14‚ подтипа-генных к АРЩ

Максимальная мощность СЭС при напряжении 400 В достигает 3 МВт. Это обусловлено тем, что при такой мощности ударные токи КЗ достигают предельного для существующих АВ значения (100-120кА). Поэтому на крупных пассажирских н научио-нсследовательских судах, а также ледоколах могут быть установлены 2 основ­ные электростанции (носовая и кормовая), которые связывают элект­рически двумя-жильными кабельными перемычками, проложенными вдоль разных бортов. Такие СЭЭС называют замкнутыми. Они более надежны и живучи, но дороже и сложней по сравнению с системами с одной электростанцией.

Отбор мощности от СЭУ может осуществляться применением в составе электростанций ВГ и УТГ (рис. 2). Валогенераторы приводятся во вращение через механическую передачу П от судового валопровода или непосредственно от ГД. Применение передачи вызвано тем, что частота вращения валопровода или ГД в несколько раз меньше номи­нальной частоты вращения выпускаемых промышленностью генерато­ров. Утилизационные турбогенераторы УТГ получают пар от УК, ис­пользующих теплоту отработавших газов ГД.

ВГ могут применяться как на теплоходах, так и на паротурбинных судах, УТГ — только на теплоходах. Практически применение УТГ возможно при мощности ГД свыше 6,5 МВт, валогенераторные установ­ки целесообразно использовать при мощности ГД до 11-15МВт, при большей мощности экономически оправдано применение комбиниро­ванных турбовалогенераторных блоков, включающих ВГ и УТГ.

Основным недостатком систем отбора мощности является зависи­мость их работы от частоты вращения гребного вала. При использова­нии ВГ на судах с ВФШ изменение скорости судна, т. е. изменение частоты вращения валопровода, приводит к пропорциональному изменению частоты тока и напряжения ВГ. Это затрудняет или делает почти невозможной параллельную работу ВГ с автономными генерато­рами, а при остановке ГД требует быстрого включения резервного генератора взамен ВГ. Для стабилизации параметров тока ВГ при изменении скорости судна в пределах 100-70номинальной приме­няют электромеханические и статические тиристорные преобразова­тели, объемные гидропередачи и наиболее совершенные дифферен­циальные электро- и гидромеханические регулируемые передачи. Ка

судах с ВРШ конструкция валогенераторной установки упрощается, так как частота вращения валопровода неизменна. УТГ благодаря тепловой инерции УК, а также возможности регулирования расхода пара продолжают нормально функционировать в течение 5-20 мин после остановки ГД.

Рассмотренные системы отбора мощности целесообразно применять на судах, совершающих длительные переходы с постоянной или мало изменяющейся скоростью. При этом экономится топливо, уменьшается среднегодовая наработка ГА, что увеличивает интервал времени между работами по ТО и ремонту основных генераторов. Все это приводит к снижению эксплуатационных расходов. Разрабатываемые в настоящее время системы глубокой утилизации теплоты позволяют в ходовом режиме полностью обеспечить потребности судна не только в электроэнергии, но и в теплоте.

Единой СЭЭС называется система, объединенная с СЭУ (рис. 3). Единые СЭЭС применяют на судах с электродвижением, на которых от шин ГРЩ питаются как гребные электродвигатели Ml  и М2, так и приемники электроэнергии Ш-ПЗ. К таким судам относятся плавучие краны, земснаряды и др., на которых значение мощности, потребляе­мой ГЭУ в ходовом режиме судна, соизмеримо с мощностью, потреб­ляемой технологическим оборудованием во время стоянки. Единые СЭЭС применяют также на некоторых ледоколах, пассажирских и промысловых судах с ВРШ.

Поделиться: