10) Системы регулирования частоты вращения дизель-генераторов

Изменение нагрузки судовой электростанции, например, включение мощных приемников электроэнергии (пожарного насоса, компрессора пускового воздуха, работа грузовых лебедок и т.п.) вызывает изменение величины тормозного электромагнитного момента генераторов и, как следствие, изменение частоты вращения приводных двигателей генераторов. В свою очередь, это приводит к изменению частоты тока и напряжения синхронных генераторов, что неблагоприятно сказывается на работе приемников электроэнергии. Особенно чувствительны к провалам напряжения трехфазные асинхронные двигатели, у которых вращающий электромагнитный момент прямо пропорционален квадрату напряжения. Поэтому провалы напряжения могут привести к остановке (насосы, вентиляторы) и даже реверсу (грузовые лебедки, краны, брашпили) электродвигателей. Провалы напряжения неблагоприятно сказываются на работе люминесцентных светильников, которые при этом гаснут. В то же время для восстановления нормального свечения им необходимо несколько десятков секунд или даже минут (в зависимости от типа лампы).В связи с этим приводные двигатели (ПД) генераторов – дизели и турбины, обязательно снабжают автоматическими регуляторами частоты (АРЧ) вращения.Основное требование к ПД генераторных агрегатов любого типа - сохранение частоты вращения вала ПД, что необходимо для стабилизации частоты тока генераторов. Поэтому ГА снабжают АРЧ, для которых регулирующим воздействием является изменение подачи топлива (пара), а регулирующим органом - топливная рейка у дизелей и паровпускной клапан у турбин.

11) Системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов

На величину напряжения судовых синхронных генераторов влияют три фактора:

- частота вращения ПД (дизеля, турбины);

- изменение тока нагрузки генератора;

- нагрев при работе обмоток статора и ротора генератора.

Рассмотрим действие этих причин более подробно.

При изменении частоты вращения ПД изменяются сразу два параметра синхронного генератора:

- частота тока генератора

f = .

- ЭДС обмотки статора генератора

Е = 4,44 f w Ф,

где р – число пар полюсов на роторе генератора (величина постоянная);

n – частота вращения приводного двигателя генератора, об / мин;

f – частота переменного тока;

w – число витков фазной обмотки (величина постоянная);

Ф – магнитный поток возбуждения генератора.

Из приведенных формул следует, что при уменьшении частоты вращения ПД уменьшаются частота тока генератора, его ЭДС, а значит, и напряжение.

Основными приемниками электроэнергии на судах являются асинхронные двигатели. Они создают для синхронных генераторов активно-индуктивную нагрузку. При увеличении тока нагрузки активная составляющая увеличивает тормозной электромагнитный момент генератора.

12) Требование международных и национального классификационных обществ к судовым арн

Числовые значения показателей качества электроэнергии регламентируются правилами и нормами различных классифика­ционных обществ и организаций.

Соблюдение этих значений гарантирует надежную и экономичную работу потребителей.

Общие требования, предъявляемые к cудовым СГ, первичным двигате­лям и регуляторам напряжения с целью получения во всех рабочих режимах электроэнергии требуемого качества, заключаются в том, что должна быть обеспечена:

• заданная степень надежности;

• требуемая точность поддержания напряжения и частоты при изменении режима нагрузки от холостого хода до номинальной;

• устойчивость параллельной работы генераторов с различными соотношениями их мощностей.

Требования основных классификационных обществ к точности поддержания напряжения ±Δ U (%), наибольшему допустимому провалу (забросу) напряжения в переходном режиме ± Δ Umax(%) и времени восстановления напряжения t (с) приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Требования основных классификационных обществ к качественным показателям электроэнергии

Классификационное общество	Точность поддержа- ния напряжения ±Δ U, (%)	Наибольший допустимый провал (заброс) напряжения ± Δ Umax, (%)	Время восстанов- ления напряжения t (с)
Регистр России	±2,5% при измене нии нагрузки от 0 до номинальной при номинальном cosφ	- 15%….+20% при набросе и сбросе нагрузки величиной 60% I и с cosφ = 0,4	1,5 с точностью ± 3% U
Английский Ллойд	±2,5% при измене нии нагрузки от 0 до номинальной при номинальном cosφ	- 15% при набросе нагрузки величиной 60% I и с cosφ = = 0…0,4	1…1,5 с точностью ± 3% U (при набросе нагрузки 35% I )
Американское бюро судоходства	±4% во всем диапазоне изменения нагрузки	*	-
Норвежское бюро Веритас	±2,5% во всем диапазоне изменения нагрузки	- 15%*	-
Французское бюро Веритас	±2,5% при изменении нагрузки от 0 до номинальной	- 15% при набросе 50% нагрузки с cosφ не более 0,4	3 с точностью ± 3% U
Японское классификационное общество	±1,5% без компенсации реактивной мощности и ±4% при компенсации и изменении нагрузки от 0 до номинальной величины	*	-
Германский Ллойд	-	- 15% при набросе 50% нагрузки с cosφ не более 0,4	3
Итальянский Регистр	-	- 15% при набросе 60% нагрузки с cosφ не более 0,4	1…1,5
МЭК (Международ ная электротехни- ческая комиссия)	±2,5% при изменении нагрузки от 0 до номинальной	- 15% при набросе нагрузки I = 60% I с cosφ не более 0,4	1 c точностью ± 3% U
Достигнутые наиболее высокие результаты эксплуатации	±1%	±10% при набросе 100% и сбросе 50% нагрузки	0,3

* В правилах оговаривается: в системе не должно быть понижения напряжения при пуске наиболее мощного потребителя, которое могло бы повлечь выпадение из синхронизма, остановку первичного двигателя, а также самопроизвольное отключение работающих машин и аппаратов.