Судовые схемы ГЭУ переменного тока с ЕСЭ

Для 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 400 В, 700 кВт 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.

На БМРТ «Север» установлены три генератора по 700 кВт и синхронный ГЭД с ВРШ мощностью 1500 кВт. Схема электростанции приведена на рисунке 40.2. Пуск ГЭД осуществляется от одного ДГ при нулевом развороте ВРШ и 20 Гц.

На траулере-заводе «НаталияКовшова» построенном во Франции по заказу СССР, единая электростанция. Для питания судовой сети и синхронного ГЭД установлены три ДГ по 2100 кВА при 0,8,напряжением 2 кВ, 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 1470 кВт, напряжение 2 кВ, частота вращения 187,5 об/мин, 1

Судовая сеть питается от общих шин напряжением 2 кВ через два понижающих трансформатора ТС1 и ТС2. Во время стоянки судовая сеть получает питание от ДГ мощностью 340 кВА с частотой вращения 500об/мин, подключенного к шинам 380 В. Имеется также АДГ на 90 кВА, 1500об/мин, 380 В. 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(2 кВ), 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 (25 Гц). Поэтому у всех генераторов обмотки возбуждения могут подключаться контакторами форсировки Фк неуправляемым выпрямителям ВФ, которые включены через согласующие трансформаторы на шины 380 В. 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.

Например, 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 1470 кВт при скорости вращения 1480 об/мин, а при работе на 6 полюсных обмотках 880 кВт 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 3160 кВт при напряжении 3,3 кВ и частоте 50 Гц.

Вопросы для самоконтроля.

1. Судовые схемы ГЭУ переменного тока с ЕСЭ.