Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

вышается частота. Для того чтобы при .переводе нагрузки частота оставалась постоянной, необходимо у первичных двигателей раз­ гружаемых генераторов несколько уменьшить подачу топлива или пара.

Распределение активной нагрузки между параллельно работаю­ щими генераторами контролируется только по ваттметрам.

Зная физическую картину процессов, происходящих в генера­ торных агрегатах при распределении активной нагрузки, можно по электроизмерительным приборам контролировать и оценивать ра­ боту первичных двигателей и их исправность. Приведем несколько примеров.

Общая нагрузка на электростанцию почти не меняется, но стрел­ ки ваттметров колеблются с частотой около 0,5—1 Гц и со'значи­ тельной амплитудой. Нетрудно догадаться, что плохо работают регуляторы частоты вращения первичных двигателей. Если в про­ цессе этих колебаний мощности угол 0 у одного из генераторов превысит 90° эл., то генератор может выпасть из синхронизма. Ве­ роятно, при этом сработает защита и выключит генератор, но ос­ тавшиеся генераторы будут перегружены, приняв на себя всю на­ грузку.

Или еще пример. После распределения активной нагрузки меж­ ду двумя генераторами поровну через некоторое время нагрузка первого генератора скачком уменьшилась, а второго — настолько же увеличилась. Такая ситуация возникает, когда в качестве пер­ вичных двигателей используются дизели и у дизеля первого генера­ тора перестал работать один цилиндр.

По Правилам Регистра СССР автоматические регуляторы ско­ рости вращения первичных двигателей должны иметь такие харак­ теристики, чтобы активные нагрузки параллельно работающих ге­ нераторов переменного тока не отличались более чем на 10% ак­ тивной мощности наибольшего работающего генератора.

Если ваттметры генераторов показывают одинаковую мощ­ ность, а амперметры при этом показывают различный ток, то это означает, что реактивная мощность распределена между генерато­ рами не поровну. Распределение реактивной нагрузки между гене­ раторами зависит от характеристик автоматических регуляторов напряжения.

По Правилам Регистра СССР реактивная нагрузка генераторов не должна отличаться более чем на 10% номинальной реактивной нагрузки наибольшего генератора. У генераторов с прямым ампли­ тудно-фазовым регулированием для равномерного распределения реактивного тока обязательно должно применяться уравнительное соединение, роль которого принципиально не отличается от роли уравнительного соединения при параллельной работе генераторов постоянного тока со смешанным возбуждением. Наиболее простое Уравнительное соединение показано в схеме (см. рис. 75), когда обмотки возбуждения всех работающих генераторов соединяются между собой параллельно. В этом случае токи возбуждения у всех генераторов будут равны (если равны сопротивления обмоток

возбуждения) и при вращении регулировочного реостата Rb о д н о г о генератора будут изменяться токи возбуждения у всех генерато­ ров.

Несколько более сложным путем осуществляется уравнивание реактивной нагрузки между параллельно работающими генерато­ рами с тиристорной системой возбуждения (см. рис. 76). Там в со­ став регулятора входит отдельный блок распределения реактивной нагрузки. Принцип действия этого блока можно объяснить при по­ мощи .векторной диаграммы (см. рис. 77), если для простоты счи­ тать коэффициент трансформации трансформаторов ТТ и ТН1 рав­ ным единице.

Это допущение позволяет нам суммировать вектор линейного напряжения Uав генератора с вектором IR1 — падение напряжения на сопротивлении R1, вызванном током нагрузки фазы С генератора. В результате этого суммирования получаем вектор напряжения Ur4, которое после выпрямления выпрямителем ПВ1 прикладывается к соп­ ротивлению R4. Из векторной диаграммы нетрудно видеть, что как при увеличении тока нагрузки генератора, так и при уменьшении cos <р, т. е. увеличении угла ср от <pt до ср2 (поворот вектора IR1 впра­ во), произойдет увеличение напряжения Ur4.

При параллельной работе генераторов точки а и б схемы (см. рис. 76) соединяются с подобными точками схемы возбуждения другого генератора. Бели токи нагрузки и cos <р у обоих генерато­ ров одинаковы, то напряжения Ur4 в обеих системах регулирова­ ния также будут одинаковы. Так как эти напряжения действуют навстречу друг другу, то ток в контуре, образованном сопротивле­ ниями R4 и R5, будет равен нулю.

Если у одного из генераторов увеличится ток нагрузки или уменьшится cos <р, то, как было показано выше, увеличится на­ пряжение UR4 в схеме этого генератора, и в контуре R4—R4— R5—R5 появится уравнительный ток. На сопротивлении R5 данно­ го генератора возникнет напряжение, положительное по отноше­ нию к базам транзисторов, а на сопротивлении R5 другого гене­ ратора — напряжение, отрицательное по отношению к базам своих транзисторов. Сопротивление R5 включено так, что напряже­ ние на нем суммируется с напряжением Urs так же, как и напря­ жение £/вг (см. рис. 77, в). Следовательно, в схеме первого гене­ ратора увеличится угол а, а значит, уменьшится ток возбуждения генератора, а в схеме второго генератора наоборот, уменьшится угол а и увеличится ток возбуждения генератора. Все это будет происходить до тех пор, пока вновь не выровняются Ur4, а значит, и реактивные нагрузки генераторов.

Принцип распределения реактивной нагрузки тиристорной сис­ темы возбуждения применяется и в некоторых системах ПАФР с корректорами напряжения, а также и в регуляторах типа РУН.

На современных судах с комплексной автоматизацией, кроме автоматической синхронизации, регулирования напряжения и рас­ пределения реактивной нагрузки, применяется программный ди­ станционный запуск и остановка дизель-генераторов и автомати­

ке

ческое распределение активной мощности между параллельно ра­ ботающими генераторами. Такая автоматизация судовой электро­ станции в сочетании с дистанционным автоматическим управлением главным двигателем и с автоматической машиной централизован­ ного контроля всех параметров силовой установки судна позволяет отказаться от несения постоянной вахты в машинном отделении.

§ 29. Распределительные устройства

Распределительные устройства предназначены для приема и распределения электроэнергии между потребителями. На судах для этой цели используются главный распределительный щит (ГРЩ), распределительные щиты (РЩ) и щиты отдельных потре­ бителей (ЩП).

судну. На нем располагается коммутационная, защитная, сигналь­ ная и регулировочная аппаратура. Измерительные приборы, уста­ новленные на ГРЩ, осуществляют контроль за качеством (напря­ жение, частота) и количеством (ток, мощность) распределяемой энергии.

Главные распределительные щиты имеют обычно защищенное исполнение, при котором исключается непреднамеренное прикосно­ вение к токоведущим частям. Выполняются ГРЩ в виде отдельных панелей, объединенных единым каркасом и единой системой шин. Для управления и контроля за работой каждого генератора отво­ дится отдельная панель. Генераторные панели обычно располага­ ются в середине ГРЩ, а по обеим сторонам от генераторных пане­ лей устанавливаются панели потребителей.

Конструкция ГРЩ, размеры, проходы и доступ к ним опреде­ ляются Правилами Регистра СССР.

Для каждого генератора постоянного тока должны устанавли­ ваться по одному вольтметру и амперметру, а для каждого гене­ ратора переменного тока — следующие измерительные приборы: амперметр с переключателем для измерения тока в каждой фазе; вольтметр с переключателем для измерения фазных и линейных на­ пряжений; частотомер; ваттметр.

Кроме перечисленных обязательных приборов, иногда устанав­ ливаются фазометры для измерения коэффициента мощности и вольтметр с амперметром в цепи возбуждения генератора.

Для включения генераторов на параллельную работу в некото­ рых случаях предусматривается на ГРЩ отдельная панель, а ус­ тановленная на ней аппаратура при помощи переключателей может быть использована для синхронизации любого генератора.

На панелях потребителей установлены коммутационные аппара­ ты (автоматические выключатели, пакетные выключатели) и ам­ перметры с переключателями, позволяющими измерять ток наи­ более ответственных или относительно мощных потребителей или

группы потребителей. На одной из панелей потребителей размеща­ ется устройство для контроля состояния изоляции -всей сети. На ГРЩ переменного тока, кроме того, одна панель обеспечивает распределение электроэнергии для освещения судна. Питание на шины этой панели подается от трансформаторов, которые пони­ жают напряжение для осветительной сети и исключают электриче­ скую связь между силовой сетью и сетью освещения.

Распределительные щиты (РЩ) предназначены для распреде­ ления электроэнергии между отдельной группой потребителей, на­ пример, распределительный щит механизмов машинного отделения левого борта или распределительный щит кормовых грузовых лебе­ док и т. д. На распределительных щитах в качестве коммутацион­ ной и защитной аппаратуры используются либо установочные авто­ матические выключатели, либо пакетные выключатели и плавкие предохранители.

РЩ обычно имеют брызгозащищенное исполнение. Е-сли же РЩ устанавливается на открытой палубе, то он должен иметь во­ дозащищенное исполнение.

Ввод кабелей в РЩ осуществляется через специальные саль­ ники.

Конструктивное исполнение ГРЩ и РЩ отличается большим разнообразием. Объясняется это индивидуальными особенностями установки распредустройств на каждом типе судна, заранее задан­ ными габаритами и формами щитов.

ГРЩ чаще устанавливаются в поперечной плоскости судна, но в последнее время на некоторых типах судов их стали располагать вдоль судна.

Через щиты отдельных потребителей (ЩП) осуществляется по­ дача питания на электродвигатель того или иного механизма.

В зависимости от сложности электропривода такой щит может выполнять либо только функции пуска и защиты электродвигателя (например, магнитный пускатель вентилятора, насоса), либо функ­ ции пуска, реверса, регулирования скорости и торможения электро­ привода, как например, магнитная станция электропривода бра­ шпиля или грузовой лебедки.

§ 30. Коммутационная и защитная аппаратура судовых распределительных устройств

Коммутационным аппаратом называется устройство, предназ­ наченное для замыкания и размыкания электрических цепей. Коммутационные аппараты', устанавливаемые на судовых электростан­ циях, можно разделить на две группы:

аппараты, предназначенные только для замыкания и размыка­ ния электрических цепей;

аппараты, которые, кроме того, выполняют еще функцию защи­ ты электрических цепей, т. е. автоматически выключают цепь при наступлении в ней ненормального режима.

132