4.Особенности многостанционных и многоагрегатных кээс
Кольцевые КЭЭС. В системах данного типа допускается соединение станций с помощью перемычек в «кольцо», позволяющее подавать электроэнергию от любой из электростанций к судовым потребителям. На рис 4.3 представлена КЭЭС кольцевой структуры американского авианосца «Рейнджер» (рис.4.3). Его КЭЭС состоит из восьми турбогенераторов, мощностью 1,5 МВт каждый, и трех дизельгенераторов по 1,0 МВт. Рассредоточение электростанций по отсекам корабля и перемычки, соединяющие разные станции, обеспечивают наибольшую живучесть системы.
Рис. 4.3. КЭЭС кольцевой структуры американского авианосца «Рейнджер»
Лестничные (петлевые) КЭЭС (рис.4.4). Данный тип структуры предполагает соединение станций бортовыми перемычками. Устанавливаемые перемычки могут допускать произвольное соединение станций (рис. 4.4 б), так называемые лестницы – гребенки, или только определенные соединения (рис. 4.4 а). Автономные источники электроэнергии (ДГ) могут образовывать отдельные станции (рис.4.4 а, б) или входить в состав станции наряду с другими источниками. КЭЭС авианосца «Джон Кеннеди» (рис. 4.4 а) состоит из пяти станций. Три станции имеют по два турбогенератора, мощностью 2,5 МВт и 3,2 МВт, и две станции – по одному дизель-генератору с Р=1,5 МВт.
Рис. 4.4. КЭЭС лестничной структуры
Смешанные структуры КЭЭС.
В системах со структурами данного типа присутствуют элементы соединений станций, свойственные рассмотренным выше типам структур.
Все виды расположения источников и электростанций на судне являются правомерными и определяются требованиями живучести применительно к конкретным типам судов. Однако опыт создания мощных систем показывает, что в КЭЭС с количеством станций меньше четырех правомерно использование всех трех типов структур. При большем количестве электростанций предпочтение отдается лестничным структурам.
Следует отметить, что длительная параллельная работа допускается только между ГА, принадлежащими одной станции. Параллельная работа ГА разных станций может быть только кратковременной, на период перевода нагрузки. Длительная параллельная работа также не допускается корабельных источников электроэнергии с береговыми. Связано это с тем, что устойчивость параллельной работы обеспечивается уравнительными связями, которые отсутствуют между ГА разных станций.
5.Сээс с отбором мощности.
В ходовых режимах главная энергетическая установка обычно имеет резерв мощности, которого достаточно для обеспечения (после соответствующего преобразования) общесудовых потребителей электроэнергии. Отбор мощности от главной энергетической установки судна для СЭЭС может осуществляться применением в составе электростанций:
генераторов (валогенераторов), привод которых осуществляется через механическую передачу от судового валопровода или от вала отбора мощности главного двигателя (рис. 4.5, а);
турбогенераторов, которые получают пар от утилизационных котлов, использующих тепло выхлопных газов главных двигателей (рис. 4.5, б).
Рис. 4.5. Структурные схемы СЭЭС с отбором мощности
От главной энергетической установки
Первые могут применяться как на теплоходах, где главный двигатель – ДВС или газовая турбина, так и на пароходах, с паровой машиной или паровой турбиной в качестве главных двигателей. Вторые – только на теплоходах. Существуют комбинированные СЭЭС, которые имеют валогенераторы (ВГ) и турбогенераторы отбора мощности. Валогенераторные системы являются системами непосредственного отбора мощности, турбогенераторы – системами косвенного отбора мощности.
Применение таких СЭЭС целесообразно на тех судах, которые почти все ходовое время имеют постоянную или с незначительными колебаниями скорость движения (в пределах от «полного» до «среднего»). Это позволяет в ходовых режимах широко использовать валогенераторы (турбогенераторы), что приводит к уменьшению количества установленных дизель-генераторов, увеличению срока их службы и удешевлению электроэнергии.
Утилизация выхлопных газов главных двигателей используется не только для получения электрической энергии, но и для отопления помещений, подогрева масла или топлива и т.д., что всегда повышает экономическую эффективность судовой энергетической установки. Опыт показывает, что установка утилизационных котлов и соответствующих им турбогенераторов вместо дизель-генераторов рациональна только при мощности главной энергетической установки не ниже 3600 кВт и использовании турбогенераторов в течение периода, составляющего не менее половины ходового времени.
Утилизационные турбогенераторы благодаря тепловой инерции системы, а также возможности регулирования расхода пара имеют более стабильные выходные параметры и могут удовлетворительно работать параллельно с автономными генераторами. При постановке машин на «стоп» они продолжают функционировать в течение 5…20 мин.
Основным недостатком систем отбора мощности является зависимость их работы от скорости движения судна.