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

ности турбин на отдельные агрегаты снижает экономичность ус­ тановки и увеличивает ее массу и габариты.

Для примера рассмотрим принципиальную схему главного то­ ка турбоэлектрохода (рис. 191).

Схема главного тока допускает три режима работы ГЭУ. Первый режим: каждый генератор работает на свой гребной электродвигатель. Второй режим: генератор левого борта работает на оба двигателя. Третий режим: генератор правого борта рабо­ тает на оба двигателя.

Разъединители генераторов 1РГ и 2РГ, секционный разъеди­ нитель PC, реверсивные переключатели двигателей 1ПР и 2ПР и выключатели 1ВТ и 2ВТ сопротивлений динамического торможе­ ния /Р т и 2Rr могут замыкаться и размыкаться только при отсут­ ствии тока в главной цепи. Набор схемы для соответствующего режима ГЭУ выполняется генераторными разъединителями 1РГ и 2РГ и секционным разъединителем PC.

Управление каждым гребным электродвигателем при пуске, торможении .и реверсировании производится раздельно включе­ нием и выключением в определенной последовательности возбуж­ дения генератора и двигателя, реверсивного переключателя и вы­ ключателя тормозных сопротивлений. Причем все эти операции осуществляются поворотом одного штурвала,’ который имеет сле­ дующие фиксированные положения: «стоп», «задержись», «пуск», «ход», «пуск назад», «ход назад».

Перед пуском гребного электродвигатёля главный турбогене­ ратор должен иметь частоту вращения не более 25°/о«нг. Включа­ ется в работу соответствующий агрегат возбуждения.

310

Пуск гребного двигателя производится поворотом штурвала из положения «стоп» в положение «пуск» без остановки в положе­ нии «задержись». При этом ГЭД подключается к генератору за­ мыканием реверсивного переключателя; на обмотку возбуждения генератора ОВГ1 или ОВГ2 подается повышенное напряжение (форсировка возбуждения). Гребной электродвигатель в это вре­ мя не имеет возбуждения и разгоняется в асинхронном режиме. Для этой цели у него на роторе, кроме обмотки возбуждения, имеется короткозамкнутая обмотка (пусковая).

Штурвал переводится в положение «ход», когда частота вра­ щения гребного электродвигателя будет близка к синхронной, что при данной частоте составит примерно 25%нНд* Включается воз­ буждение двигателя, и он втягивается в синхронизм. Устанавли­ вается нормальное возбуждение генератора. Далее увеличивается частота вращения турбогенератора в соответствии с заданным хо­ дом судна.

Реверсирование гребного электродвигателя состоит из процес­ са торможения его и последующего пуска назад. Предварительно частота вращения турбогенератора, а следовательно, и гребного двигателя уменьшается до 25% номинальной.

Штурвал переводится из положения «ход» в положение «за­ держись». При этом отключается возбуждение генератора и двига­ теля. Когда ток главной цепи уменьшится до нуля, штурвал пе­ реводится в положение «стоп», тем самым размыкается реверсив­ ный переключатель, а замыкается выключатель динамического торможения. Гребной двигатель отключается от генератора и за­ мыкается на реостаты торможения. Одновременно на обмотку возбуждения гребного электродвигателя подается напряжение и он переходит в режим динамического торможения. Когда скорость гребного двигателя уменьшится почти до нуля, штурвал перево­ дится в положение «пуск назад» без остановки в положении «за­ держись», и весь процесс пуска назад происходит совершенно ана­ логично пуску вперед.

Различные виды защиты в ГЭУ переменного тока, так же как и в ГЭУ постоянного тока, действуют либо на сигнал, либо на от­ ключение возбуждения генераторов и гребных электродвигателей.

В ГЭУ переменного тока нет причин для разгона гребного электродвигателя и первичных двигателей, поскольку частота вра­ щения машин переменного тока жестко определяется частотой то­ ка. Нет причин и для непроизвольного реверса первичных двига­ телей.

В ГЭУ переменного тока применяются следующие виды за­ щиты.

1. Дифференциальная защита генераторов и гребных элек тродвигателей. Это специальный вид защиты, применяемый толь­ ко в электроустановках переменного тока. Защищается опреде­ ленный участок схемы. Дифференциальная защита реагирует только на повреждения (двухфазные и трехфазные короткие

311

замыкания) внутри этого участка. В данном случае защита каждо­ го генератора включает в себя обмотки генератора и часть ка­ бельной сети вместе с генераторным разъединителем, а защита гребного двигателя — обмотки двигателя и кабель до реверсивно­ го переключателя. Действует эта защита на отключение возбуж­ дения генераторов и двигателей.

2.Защита от перегрузки выполняется при помощи реле вре­ мени. При незначительных перегрузках реле действует на сигнал,

апри больших — на отключение возбуждения. Контролируется также температура обмоток электрических машин и температура охлаждающего воздуха.

3.При срабатывании быстрозапорного клапана в турбинных установках также отключается (возбуждение генератора и гребного электродвигателя.

4.Защита от однофазного замыкания на корпус судна дейст­ вует на сигнал.

В последнее время строят различные промысловые суда с ГЭУ переменного тока и с ВРШ. Значительная часть общей мощности ГЭУ используется для работы рыбообрабатывающего завода, реф­

рижераторных установок и траловой лебедки. Отбор мощности в ГЭУ переменного тока осуществляется обыкновенными трансфор­ маторами.

Гребной двигатель на таких судах вращается с постоянной ча­ стотой, а необходимая маневренность судна обеспечивается ВРШ.

§ 77. ГЭУ двойного рода тока

Системами двойного рода тока в настоящее время называют­ ся электроэнергетические установки, в которых источники элек­ троэнергии вырабатывают переменный ток, а потребители посто­ янного тока получают питание через выпрямители.

В ГЭУ двойного рода тока источниками электроэнергии яв­ ляются трехфазные синхронные генераторы, а в качестве гребных электродвигателей используются двигатели постоянного тока. Промежуточное звено — выпрямительная установка на полупро­ водниковых кремниевых вентилях (рис. 192).

ГЭУ двойного рода тока в известной степени позволяет объе­ динить положительные качества гребных электрических установок постоянного и переменного тока.

Как и в ГЭУ постоянного тока, скорость вращения ГЭД регу­ лируется плавно и в большом диапазоне за счет изменения на­ пряжения генераторов, а следовательно, первичные двигатели мо­ гут работать с постоянной частотой вращения.

При изменении момента сопротивления гребного винта автома­ тическое регулирование возбуждения генераторов и гребных дви­ гателей может обеспечить постоянство мощности ГЭУ на чистой воде, при буксировке другого судна, во льдах и т. д.

312

Как и в ГЭУ переменно­ го тока, синхронные гене­ раторы позволяют концен­ трировать в одном агрегате практически неограничен­ ную мощность при частоте вращения до 3000 об/мин. Переход на повышенную ча­ стоту 200—400 Гц позволя­ ет повысить частоту враще­

Синхронные генераторы, как уже отмечалось ранее, превосхо­ дят генераторы постоянного тока по надежности и экономичности.

При современном состоянии силовой полупроводниковой тех­ ники создание мощной выпрямительной установки на полупровод­ никовых кремниевых вентилях особых затруднений не вызывает. К. п. д. такой установки достигает 99%. Кремниевые вентили об­ ладают высокой надежностью, если параметры выпрямительной установки не выходят за пределы расчетных значений.

В ГЭУ двойного рода тока проще, Нем в других гребных уста­ новках, отбирать мощность для питания вспомогательных нужд, судна, имея, таким образом, один вспомогательный дизель-генера­ тор, обеспечивающий судно электроэнергией на стоянке.

При создании ГЭУ двойного рода тока приходится решать ряд дополнительных вопросов, присущих только этому типу гребных электрических установок.

В отличие от ГЭУ постоянного тока, в данном случае измене­ ние направления тока.в обмотках возбуждения генераторов не приведет к изменению полярности напряжения на зажимах греб­ ных электродвигателей. Следовательно, встает вопрос о способе реверсирования ГЭД. Разрывать для этой цели цепь главного то­ ка, как это делается в установках малой и средней мощности, крайне нежелательно. Проще изменять направление тока в обмот­ ках возбуждения гребных электродвигателй при одновременном снижении напряжения генераторов.

Наличие выпрямительной установки не позволяет перевести гребной электродвигатель в режим рекуперативного торможения. Другое дело, если выпрямительная установка выполняется на управляемых полупроводниковых вентилях-тиристорах. Тогда для перевода двигателя в режим рекуперативного торможения управ­ ляемый выпрямитель переводится в режим инвертора. Вместе с тем в ГЭУ двойного рода тока может с успехом применяться тор­ можение противовключением при пониженном напряжении гене­ раторов и динамическое торможение.

313