 |
Продольная дифференциальная защита
|
|
|
|
Эта защита от внутренних к.з. Она действует от разности токов в начале и в конце защищаемого участка. При к.з. в точке К1 схема (рис. 8.2)не работает, а срабатывает автомат т.к. ЭДС трансформаторов будет одинаковым и направлено навстречу друг другу. При к.з. в точке К2 будет ЭДС только трансформатора 1 у второго будет 0 и реле Т сработает и включит АГП.
Для эквивалентной схемы (рис. 8.3) уравнение будут:
,
(8.1)
,
где 
-комплексные сопротивления вторичных обмоток трансформаторов и реле. Из этих уравнений 
, а так как 
, то
(8.2)
При к.з. в точке К1 
и 
При к.з. в точке К2 
В случае подпитки точки к.з. К2 со стороны нагрузки, ток трансформатора 2 и 
меняют знаки и ток в реле
(8.3)
Защита обмотки возбуждения от замыкания на корпус
Замыкание на корпус в одной точке опасности не представляет, но при замыкании и во 2-й точке происходит шунтирование части обмотки, а это может быть причиной понижения магнитного потока СГ и появления больших реактивных токов при параллельной работе. Кроме того, ток, приходя между точками замыкания, может выжечь соседние витки оплавить железо сердечника.
Для защиты применяют токовое реле, воздействующее на АГП.
На зажимы ОВГ выключателем В1 включают потенциометр «П», между ползунком которого и корпусом параллельно включены mV, периодически замыкаемый кнопкой Кн и токовое реле «Т» цепь которого замыкается рубильником В2 (схема приведена на рис. 8.4).
При нормальном состоянии изоляции прибор и реле отключены. При периодической проверке нажимают кнопку Кн. Если ОВГ замкнуть на корпус в т. «а» то mV покажет напряжение между «а» и ползункам «П». После перемещения ползунка в равно потенциальное с точкой «а» положение mVокажется включенным в диагональ уравновешенного моста (U =0). Затем включают В2, подготавливая тем самым схему защиты к возможному замыканию на корпус еще в одной точке. Если это случится, например, в точке «б», то равновесие плеч моста нарушается и через реле «Т» потечет ток, вызвав срабатывания защиты.
|
|
|
Защита гребных электродвигателей
Для синхронных и асинхронных ГЭД характерны те же повреждения, что и для генераторов, кроме ОВ для АД. Поэтому они имеют те же защиты и, кроме того, защиту от выпадения синхронного ГЭД из синхронизма, работающую не сигнал. В одновальных ТЭГУ иногда применяют один комплект дифференциальной защиты для СГ и ГЭД. Часто защищают токовой защитой СГ, имеющей достаточно высокую чувствительность. В последнее время вместо релейной автоматики и аппаратуры защиты внедряются бесконтактные схемы на полупроводниковых элементах.
Вопросы для самоконтроля.
- Максимальная защита ГЭУ переменного тока.
- Продольная дифференциальная защита.
- Защита обмотки возбуждения от замыкания на корпус.
- Защита гребных электродвигателей.
Пуск и реверсирование ГЭД в ГЭУ переменного тока
Пуск и реверсирование синхронного двигателя осуществляется в асинхронном режиме, в виду чего СД и АД при пуске и реверсировании работают аналогично, но СД из асинхронного режима затем должен перейти в синхронный, то осуществляется подачей тока возбуждения в ОВД.
Пуск ГЭД
При пуске ГЭД, мощность которого примерно равна мощности питающих СГ, напряжение главной цепи в результате реакции статоров генераторов резко снижается при этом момент и ГЭД пропорциональный квадрату напряжения может быть не в состоянии преодолеть момент сопротивления винта. Для увеличения пускового момента ГЭД применяют форсировку возбуждения генераторов в 3-6 раз (рис.9.1).
|
|
|
Для надежного вхождения СД в синхронизм необходимо, чтобы его входной момент на 25% превышал момент сопротивления
Для уменьшения момента сопротивления винта может быть применен метод снижения частоты (рис. 9.2). При этом пуск состоит из:
а) ГЭД подключают к генераторам с пониженной частотой;
б) производят форсировку возбуждения СГ;
в) после достижения ГЭД подсинхронной скорости 
соответствующей 
, включают его возбуждение, и он втягивается в синхронизм;
г) уменьшают ток возбуждения СГ до номинального, при этом ГЭД вращается с синхронной скоростью 
(точка С).
Дальнейший разгон ГЭД производится повышением частоты СГ. При частоте ГЭД развивает скорость 
и 
(точка В) Затем по мере разгона судна и увеличения частоты генераторов рабочая точка переходит со швартовной характеристики 2 на промежуточные и наконец на основную 1 в точку А с 
и .
Реверсирование ГЭД
При реверсировании, как и при пуске ГЭД работает в асинхронном режиме при пониженном напряжении и следовательно уменьшенном моменте на валу. Характеристики ГЭД приведены на рисунке 9.3.
Чтобы снизить момент сопротивления винта 
; а также преодолеть 
для его затормаживания, реверсирование производят при минимальной частоте 
. Однако, этого часто бывает недостаточно (кривая 3). Поэтому прибегают к форсировке возбуждения СГ (кривая 4). Пока двигатель реверсируется и разгоняется в противоположную сторону, судно по инерции движется в прежнем направлении.
Реверсирование ГЭД возможно двумя способами:
а) ГЭД включают в режиме динамического торможения, затем останавливают механическим тормозом и, наконец, пускают в противоположном направлении.
б) ГЭД включают в обычный для АД режим противовключения. Этот способ проще и производится следующим образом:
1.Снимают возбуждение СГ и ГЭД и выключают реверсивный переключатель. Скорость дизелей снижают до минимальной. Винт затормаживается от 
до 
.(АБ).
2.Переключателем включают ГЭД «ход назад» поменяв фазы (режим противовключения). При затормаживании винта от точки «Б» по характеристике 1 момент увеличивается до Мв mах (режим гидротурбины). Если ГЭД работает по характеристике 3, то в точке «В» моменты уравновешивают друг друга и наступает установившейся режим работы ГЭУ, который продолжается до тех пор, пока не уменьшится скорость судна и соответственно момент и винт перейдет на характеристику «2». Это затягивает реверс и вызывает перегрев машин ГЭУ. Чтобы предотвратить такой режим, возбуждение СГ включают с необходимой форсировкой и ГЭД, работая по характеристике 4, сначала затормаживается (участок ГД) до 0 и, изменив направление вращения разгоняется до подсинхронной скорости (участок ДЕ).
|
|
|
3.При достижении подсинхронной скорости включается возбуждение (точка Е) и поскольку 
> 
двигатель входит в синхронизм.
4.После вхождения ГЭД в синхронизм ток возбуждения СГ снижается до номинальной величины.
5.Дальнейший разгон ГЭД осуществляется увеличением частоты тока СГ. При этом контролируется распределение нагрузки между параллельно работающими ДГ.
В ТЭГУ процесс реверсирования отличается тем, что отпадает надобность в синхронизации генераторов и в контроле распределения нагрузки между ними.
Вопросы для самоконтроля.
- Пуск ГЭД в ГЭУ переменного тока.
- Реверсирование ГЭД.
ГЭУ двойного рода тока
Применение более экономичных и надежных генераторов переменного тока и легко управляемых и регулируемых двигателей постоянного тока привело к созданию ГЭУ переменно–постоянного тока с неуправляемыми выпрямителями или с тиристорными управляемыми выпрямителями. В установках с неуправляемыми выпрямителями трехфазный ток СГ выпрямляется и подается к ГЭД постоянного тока (рис.10.1). Регулирование скорости ГЭД осуществляется изменением напряжения СГ за счет изменения тока в ОВВ, подключенной к МУ. Напряжение на задающую обмотку МУ подается с потенциометра поста управления.
Для получения крутопадающих механических характеристик двигателя в МУ используется отрицательная жесткая обратная связь по току, сигнал которой снимается с ДП и КО (компенсационная) гребного двигателя. С целью получения скорости выше номинальной уменьшают ток в ОВД и соответственно его поток. Реверс ГЭД осуществляется изменением направления тока в ОВД. (применена на атомоходе Арктика).
|
|
|
Схема с управляемыми выпрямителями (рис.10.2) отличается тем, что она на тиристорах «Т», управление которыми осуществляется сигналами, вырабатываемыми в БУ, а соответственно и гребным двигателем. Здесь также используется обратная отрицательная связь по току якоря гребного двигателя.
|
|
|
