Требования к судовым генераторным агрегатам


Категория Судовые электростанции

Выбрав количество и мощность генераторов судовой электростанции, приступают к выбору первичных двигателей генераторных агрегатов. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности судна первичные двигатели, генераторы и потребители электроэнергии должны удовлетворять определенным требованиям Регистра Союза ССР. Так, частота тока, обеспечиваемая в основном угловой скоростью приводных двигателей, для ГЭУ в основном режиме рекомендуется равной 50 Гц, а для вспомогательных генераторов— 50 и 400 Гц. В настоящее время частота 400 Гц имеет незначительное распространение.

Каждый генератор должен иметь автоматический регулятор возбуждения, обеспечивающий поддержание напряжения генератора с точностью ±2,5% Для всех нагрузок от холостого хода до номинальной при изменении коэффициента мощности нагрузки от 1 до 0,4.

Величина кратковременного снижения напряжения генератора при набросе 100% нагрузки допускается не более 20% номинального значения. Время восстановления установившегося значения напряжения при соэф^0,4 не должно превышать 1,5 с.

Автоматические регуляторы напряжения генераторов должны обеспечивать распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами пропорционально мощности каждого“ генератора с точностью ±10% номинальной мощности данного генератора при любой суммарной реактивной нагрузке генераторов в пределах от 20 до 100% номинальной.

Приводные двигатели генераторов следует выбирать с такими характеристиками, которые могут обеспечивать распределение активной нагрузки между параллельно работающими генераторами пропорционально мощности каждого генератора с точностью ±10% номинальной мбщности данного генератора при любой суммарной активной нагрузке генераторов в пределах от 20 до 100% номинальной.

Регуляторы двигателей генераторов должны автоматически поддерживать постоянство угловой скорости при сбросе и набросе номинальной активной нагрузки таким образом, чтобы:
— мгновенное изменение угловой скорости генератора не превышало величины, соответствующей 10% номинальной;
— установившаяся угловая скорость генератора не отличалась более чем на 5% от номинальной.

Время достижения новой установившейся угловой скорости должно быть минимальным, но не превышать 15 с.

Для турбин кроме основного регулятора необходимо предусматривать предельный регулятор угловой скорости, автоматически прекращающий подачу рабочего тела при увеличении угловой скорости на 15% сверх номинальной.

Для приводных двигателей с возвратно-поступательным движением максимальная циклическая неравномерность хода при 20 и более импульсах в секунду не должна превышать V75 угловой скорости.

Основную роль при выполнении перечисленных требований играют соответствующие регуляторы. Однако свойства приводных двигателей генераторов также имеют важное значение для поддержания заданных параметров работы генераторных агрегатов.

В качестве первичных двигателей главных генераторов на судах в настоящее время используются паровые машины, дизели, паровые и газовые турбины.

Выбор первичных двигателей вспомогательных генераторов судовой электростанции в большинстве случаев определяется типом главной силовой установки. Если главным двигателем на судне является дизель, то первичными двигателями вспомогательных генераторов выбираются также дизели. Если же в качестве главного двигателя применяется паровая машина или турбина, то и для вспомогательных генераторов также устанавливаются турбины. Это позволяет лучше использовать котельную установку. Однако для обеспечения электроэнергией судна на стоянках с выведенными из действия котлами необходимо иметь еще соответствующее количество дизель-генераторов.

Чтобы повысить экономичность работы судовой энергетической системы, на судах с дизелями в качестве главного двигателя часто устанавливается утилизационный котел, использующий тепло (200—300 °С) выхлопных газов дизеля для выработки пара, который затем приводит в действие вспомогательный турбогенератор, снабжая электроэнергией судовые потребители в ходовом режиме.

Вспомогательные генераторы, кроме того, могут приводиться также от вала главного двигателя. В этом случае они называются валогенераторами или навешенными генераторами. Использование главных двигателей в качестве первичных двигателей вспомогательных генераторов объясняется тем, что на полном и среднем ходу судна на валу главного двигателя обычно имеется резерв мощности, составляющий 10—15% номинальной мощности главного двигателя. Этой мощности во многих случаях бывает достаточно для питания общесудовых потребителей в ходовом режиме.

Валогенераторы приводятся от вала главного двигателя на ходу судна посредством зубчатой, ременной или текстропной передачи. При этом достигается повышение к. п. д. установки и других эксплуатационных показателей. Однако использование валогенера-торов возможно лишь в ходовом режиме судна. При переходе на маневренный режим общесудовые потребители переключаются на другие источники питания.

В настоящее время используются валогенераторы как постоянного, так и переменного тока. Валогенераторные установки переменного тока являются более сложными ввиду сложности поддержания частоты при колебаниях угловой скорости вала главного двигателя в ходовом режиме судна.

Существуют валогенераторные установки с переменной и постоянной частотой. В установках переменной частоты с валом главного двигателя кинематически соединен синхронный генератор, неизменным возбуждением которого добиваются постоянства отношения — = const, что необходимо для обеспечения нормального теплового режима работы большинства асинхронных двигателей на судне. Потребители, требующие строгого постоянства частоты тока питающей сети, должны подключаться к другим источникам питания.

Рис. 1. Схема валогенераторной установки постоянной частоты.

Одна из валогенераторных установок постоянной частоты работает так. Несмотря на колебания угловой скорости главного двигателя ГлД и валогенератора ВГ, его система регулирования поддерживает постоянство напряжения, подводимого к приводному электродвигателю ЭД. Благодаря этому обеспечивается постоянство угловой скорости агрегата электродвигатель — синхронный генератор ЭД — СГ и частоты тока, выдаваемого синхронным генератором на шины ГРЩ. При снижении угловой скорости гребного вала ниже допустимой происходит отключение приводного двигателя ЭД от валогенератора ВГ и автоматический запуск дизеля ВсД, который через электромагнитную муфту соединяется с синхронным генератором СГ.


Читать далее:

Категория Судовые электростанции