18.2. Комбинированные (гибридные) коммутационные устройства

В современных электрических аппаратах применяют комбинированные (гибридные) коммутационные устройства, в которых ток во включенном состоянии аппарата проходит через контакт Q, а выключение выполняется при выключенном контакте Q силовыми полупроводниковыми приборами, включен­ными параллельно контакту (рис. 2.33). Такое сочетание позволяет совместить положительные качества контактных аппаратов (малые потери мощности и га­баритные размеры) и полупроводниковых (бездуговая коммутация). Гибридные аппараты, у которых параллельно силовым контактам включают тиристоры, обеспечивают повышенное значение надежности и долговечности, а также су­щественную экономию материалов: меди и стали.

Рис. 2.33 Гибридное силовое

Коммутационное устройство

В системах автоматики для коммутации управляющих цепей тиристоров применяют специальные безъякорные реле, выполненные на базе герконов (герметизированные магнитоуправляемые контакты). Герконы более чувстви­тельны, время их срабатывания намного меньше, чем у якорных электро­магнитных реле. Они просты по конструкции, надежны в работе и не нуждают­ся в регулировке. Электрические контакты герконов размещены внутри герме­тичной оболочки, не подвержены воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, срабатывают в результате воздействия внешнего магнит­ного поля. В силовых цепях применяют герсиконы – герметичные силовые контакты, которые используют в агрессивной среде вместо открытых контакто­ров. Принцип действия аналогичен герконам.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены бесконтактные электрические аппараты?

2. Из чего состоит принципиальная электрическая схема пускателя?

3. Для чего служит тиристорный выключатель?

4. Принципиальная схема тиристорного выключателя.

5. Как еще называют комбинированные коммутационные устройства?

6. Как проходит ток во включенном состоянии в гибридных коммутационных устройствах?

§ 19. Параллельная работа судовых генераторов

19.1. Работа генераторов в судовых электростанциях

Судовая электростанция может иметь два, три, а иногда четыре дизель-генератора. Они могут работать раздельно или параллельно. При раздельной работе каждый генератор через отдельную секцию главного электрораспределительного щита обеспечивает электроэнергией определенную группу приемников. С помощью переключающихся устройств можно менять подключение приемников к генераторам. (Например, питание рулевой машины по 2-м фидерам).

Раздельная работа не позволяет использовать генераторы на полную мощность в различных режимах работы судна, так как мощность каждого генератора определяется общей мощностью приемников, которые могут быть подключены к нему. Однако число работающих механизмов зависит от режима эксплуатации судна, т. е. не все электроприемники постоянно находятся в работе, а это значит, что раздельно работающие генераторы часто оказываются недостаточно загруженными. При этом снижается к.п.д. и эффективность их работы. Кроме того, переключение генераторов или приемников можно осуществлять только с перерывом питания.

Под параллельной работой понимают работу двух или большего количества генераторов на одни и те же потребители (шины ГЭРЩ).

Параллельная работа генераторов дает следующие преимущества: обеспечивает полную загрузку генераторов, что позволяет уменьшить агрегатную мощность дезель - генераторов; гарантирует непрерывное питание приемников при переходе с одного генератора на другой; повышает бесперебойность снабжения приемников электроэнергией, т. е. надежность работы электростанции повышается.

Эффективность использования генераторов при параллельной работе объясняется возможностью включать в работу столько генераторов, сколько требуется для обеспечения энергией подключенных приемников. При возрастании или уменьшении нагрузки количество работающих генераторов соответственно может быть увеличено или уменьшено, при этом нагрузка у работающих генераторов всегда близка к номинальной, в результате чего к.п.д. электростанции повышается. У неработающих в это время дизель - генераторов сохраняется моторесурс и можно производить их техническое обслуживание.

К недостаткам параллельной работы генераторов следует отнести большую сложность процессов включения и отключения генераторов, необходимость более квалифицированного обслуживания, высокие требования к четкости работы агрегатов судовой электростанции, особенно автоматических регуляторов частоты вращения дизелей, автоматических регуляторов напряжения и систем автоматического распределения нагрузки.

При включении на параллельную работу генератора постоянного тока должны быть соблюдены два условия:

1) э.д.с. включаемого генератора должна быть равна напряжению работающего генератора:

,

т. е. при включении генератора в сеть его ток должен быть равен нулю:

;

2) полярность на выводах включаемого генератора должна соответствовать полярности сети.

Поэтому для включения генератора на параллельную работу (рис. 2.34) необходимо:

- запустить первичный двигатель дизель - генератора и установить номинальную частоту вращения;

- регулировочным реостатом R2 в обмотке возбуждения LG2 установить э.д.с. E , равную напряжению сети. До включения генератора в сеть вольтметр показывает его э.д.с. При правильной полярности генератор G2 включается автоматом Q2 на шины ГЭРЩ. После подключения генератора его нагрузка равна нулю (I = 0). Для перевода нагрузки с ранее работающего генератора на включенный необходимо увеличить ток возбуждения реостатом R2 второго генератора, т. е. увеличить его э.д.с. E и одновременно уменьшить ток возбуждения у ранее работающего генератора G1; по показаниям амперметров установить необходимые токи генераторов (нагрузку между ними распределить равномерно).

Рис. 2.34. Принципиальная схема параллельной работы генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением

При параллельной работе генераторов нагрузка должна распределяться пропорционально их мощности. Для получения устойчивой параллельной работы необходимо включать уравнительный провод между началами последовательных обмо­ток возбуждения (рис. 2.35). При наличии уравнительного провода увеличение тока на­грузки одного генератора приведет к равномерному увеличению токов в последова­тельных обмотках возбуждения обоих генераторов, в результате чего возрастает ток нагрузки в обоих генераторах. Уравнительный провод при изменении нагрузки од­ного генератора одновременно вызывает изменение возбуждения у других парал­лельно работающих генераторов, обеспечивая устойчивость параллельной работы дизель-генераторов.

При отсутствии уравнительного провода понижение э.д.с. вызовет умень­шение тока нагрузки генератора G1, что в свою очередь вызовет дальнейшее уменьшение его э.д.с. и разгрузку. У другого генератора G2 в это время ток нагрузки возрастет, увеличиться его магнитный поток и э.д.с., в связи с чем, бу­дет происходить дальнейшая его перегрузка. Таким образом, первый генератор будет размагничиваться и в конце концов перейдет в режим двигателя.

Устойчивость параллельной работы генераторов зависит от сопротивления уравнительного провода. Чем меньше его сопротивление, тем устойчивее па­раллельная работа. При отключении одного из генераторов уравнительный про­вод должен также отключаться, чтобы обмотки отключенного генератора не находились под напряжением.

При отключении генератора его нужно сначала разгрузить (уменьшая ток возбуждения, уравнять его напряжение с напряжением на шинах) и при снятой нагрузке (амперметр показывает «О») отключить автомат.

Рис. 2.35. Принципиальная схема параллельной работы

генераторов постоянного тока со смешанным возбуждением