- •Автоматизированные гребные электрические установки
- •Содержание
- •Введение
- •1. Гребные электрические установки (гэу)
- •1.1 Назначение и типы гэу
- •1.2 Сопротивление воды и воздуха движению судна
- •1.3 Судовые движители
- •1.4 Рабочие характеристики винта
- •1.5 Реверсивная характеристика винта
- •2 Выбор основных параметров гэу. Выбор типа гэу
- •2.1 Выбор рода тока, напряжения, частоты
- •3 Выбор числа и мощности гребных электродвигателей
- •3.1 Порядок расчета мощности на валу гребного электродвигателя
- •4 Выбор главных генераторов
- •4.1 Требования к качеству электроэнергии в гэу
- •4.2 Пример расчета мощности гэд и главных генераторов
- •5 Гребные электродвигатели, генераторы и вентильные преобразователи тока и частоты
- •5.1 Общие положения
- •5.2 Возбудители генераторов и гэд
- •5.3 Гэу постоянного тока
- •5.3.1 Структура гэу и схемы главного тока
- •5.3.4 Защита гэу постоянного тока
- •5.4 Гэу переменного тока
- •5.4.4 Типы гребных двигателей
- •5.4.5 Асинхронные синхронизируемые машины
- •5.4.6 Асинхронно-вентильный каскад (авк)
- •5.4.7 Электромеханический каскад
- •5.4.8 Электрические машины с водяным охлаждением
- •6 Новые источники электроэнергии
- •6.1 Магнитогидродинамические генераторы
- •6.2 Электрохимические генераторы (эхг)
- •6.3 Термоэлектрические генераторы (тэг)
- •7 Режимы работы гэу переменного тока. Работа одновальной тэгу
- •7.1 Режимы экономичного хода и аварийные режимы
- •8 Защита гэу переменного тока
- •8.1 Максимальная защита
- •8.2 Продольная дифференциальная защита
- •8.3 Защита обмотки возбуждения от замыкания на корпус
- •8.4 Защита гребных электродвигателей
- •9 Пуск и реверсирование гэд в гэу переменного тока
- •9.1 Пуск гэд
- •9.2 Реверсирование гэд
- •10 Гэу двойного рода тока
- •11 Единая судовая электростанция с гэу постоянного тока на управляемых вентилях
- •12 Гэу с гэд переменного тока со статическими преобразователями частоты
- •12.1 Двухзвенный полупроводниковый преобразователь частоты
- •12.2 Непосредственный полупроводниковый преобразователь частоты (нппч)
- •12.3 Есэ с повышенным переменным напряжением 800в и гэд постоянного тока
- •12.4 Снижение высших гармоник в судовой сети при применении управляемых выпрямителей и преобразователей частоты
- •13 Судовые схемы гэу переменного тока с есэ
- •14 Гэу современных судов и их системы управления
- •14.2 Гэу морских паромов типа "Сахалин"
- •14.4 Гэу океанографического судна "Аранда"
- •14.5 Сравнительный анализ схем управления гэу
- •14.6 Гэу промысловых судов
- •15 Вопросы эксплуатации гэу
- •16 Электробезопасность и пожаробезопасность гэу
- •17 Оптимизация эксплуатационных режимов гэу
- •17.1 Гэу как системы подчиненного управления
- •17.2 Способ подчиненного управления со связью регуляторов по нагрузке
- •17.3 Оптимизация параметров синтезированных регуляторов
- •18 Автоматическое управление гэу
- •18.1 Способ и средства управления
- •Список использованной литературы
- •Автоматизированные гребные электрические установки
- •98309 Г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
13 Судовые схемы гэу переменного тока с есэ
Д ля отечественного рыболовного флота построены морозильные суда и большие морозильные рыболовные траулеры с ДЭГУ, предназначенными для питания как ГЭД, так и всех остальных потребителей.
На морозильном судне «Октябрьск» отечественной постройки установлены четыре ДГ переменного тока 400В, 700кВт и синхронный ГЭД мощностью 2400кВт, который приводит во вращение гребной винт регулируемого шага (ВРШ). Схема электростанции приведена на рисунке 13.1. Пуск ГЭД осуществляется при пониженной частоте 20Гц от двух любых генераторов, включенных на шины электродвижения. Лопасти ВРШ находятся в нулевом положении и потребляемая ГЭД мощность – минимальна. Пониженной частоте вращения генераторов соответствует значительный статизм регуляторов частоты дизелей, в связи с этим один из генераторов может перейти в двигательный режим и всю нагрузку будет нести второй ДГ. В результате его мощность окажется недостаточной для пуска ГЭД. Поэтому перед пуском ГЭД необходимо его вал проворачивать валоповоротным устройством для уменьшения трения покоя и обеспечения пуска.
Н а БМРТ «Север» установлены три генератора по 700кВт и синхронный ГЭД с ВРШ мощностью 1500кВт. Схема электростанции приведена на рисунке 40.2. Пуск ГЭД осуществляется от одного ДГ при нулевом развороте ВРШ и 20Гц.
Н а траулере-заводе «Наталия Ковшова» построенном во Франции по заказу СССР, единая электростанция. Для питания судовой сети и синхронного ГЭД установлены три ДГ по 2100кВА при 0,8 ,напряжением 2кВ, частотой вращения 500об/мин с успокоительными обмотками. Для удобства расположения в корме судне, повышения надежности и упрощения пуска применен двухякорный синхронный ГЭД, который приводит во вращении ВРШ. Мощность каждого якоря 1470кВт, напряжение 2кВ, частота вращения 187,5об/мин, 1
Судовая сеть питается от общих шин напряжением 2кВ через два понижающих трансформатора ТС1 и ТС2. Во время стоянки судовая сеть получает питание от ДГ мощностью 340кВА с частотой вращения 500об/мин, подключенного к шинам 380В. Имеется также АДГ на 90кВА, 1500об/мин, 380В. Генераторы и ГЭД имеют тиристорные возбудители, присоединенные к клеммам машин через согласующие трансформаторы ТД или ТГ. Возбудители подключаются к обмоткам возбуждения генераторов контакторами КВД и КВГ. Когда генераторы включены на шины судовой сети(2кВ), напряжение поддерживается регуляторами напряжения, которые действуют по отключению через системы управления ТВГ, имеющего звено распределения реактивной нагрузки. Активная нагрузка распределяется регуляторами частоты дизелей, имеющими звено, связанное с измерителем активной мощности. Система возбуждения ГЭД снабжена регулятором, автоматически поддерживающим коэффициент мощности двигателя равным 1.
Во время пуска ГЭД один из генераторов подключается к шинам ГЭД. Возбудитель генератора не обеспечивает необходимой форсировки возбуждения при пониженной частоте (25Гц). Поэтому у всех генераторов обмотки возбуждения могут подключаться контакторами форсировки Фк неуправляемым выпрямителям ВФ, которые включены через согласующие трансформаторы на шины 380В. Эти же выпрямители используются для начального возбуждения через сопротивление, которое затем шунтируется. Защита генераторов и ГЭД осуществляется автоматически выключателями с воздействием на гашение магнитного поля. На всех судах с ЕСЭ и ВРШ в случае перегрузки генераторов автоматически отключаются второстепенные потребители и автоматически уменьшается шаг ВРШ.
Килевая качка судов периодически изменяет момент сопротивления на гребном винте и нагрузку ГЭД., что часто сказывается на периодическом изменении частоты вращения ДГ, частоте и напряжении сети. Для устранения этого явления судовые потребители могут питаться через преобразователи, напряжение и частота на выходе которых стабилизируется автоматической системой управления.
Большое количество траулеров, построенных в ряде стран, используют установки переменного тока с высокооборотными асинхронными короткозамкнутыми ГЭД, работающими на винт регулируемого шага (ВРШ) через редуктор.
Н апример, у траулера «Марселина Циризо» при мощности на валу свыше 1,5 МВт используются синхронные ГЭД, позволяющие повысить КПД и коэффициент мощности всей системы. Применяются также системы с полюсопереключаемыми асинхронными ГЭД. В режиме малых скоростей ВРШ имеет худший по сравнению с ВФШ пропульсивный КПД. В предлагаемой установке ГЭД при работе на 4х полюсных обмотках передает на винт через редуктор мощность 1470кВт при скорости вращения 1480об/мин, а при работе на 6 полюсных обмотках 880кВт при скорости вращения 980об/мин. Соответствующее регулирование разворота лопастей ВРШ при работе на 6-ти полюсных обмотках позволяет увеличить момент на винте на 10% и более, полно загружать дизель–генераторы на пониженных скоростях хода судна в особенности в режиме траления. Высокая стоимость и меньшая надежность ВРШ обуславливает поиск путей построения электроэнергетической установки с ГЭД переменного тока и ВФШ. Один из таких вариантов был использован при постройке японских тунцеловных судов. В такой установке применено каскадное включение асинхронного ГЭД с фазовым ротором. Энергия скольжения ротора этого двигателя при регулировании скорости вращения 3:1 возвращалась в сеть с помощью преобразователя, ГЭД связанный с валом через редуктор был рассчитан на мощность 3160кВт при напряжении 3,3кВ и частоте 50Гц.
Вопросы для самоконтроля.
Судовые схемы ГЭУ переменного тока с ЕСЭ.