ГЭУ траулера проекта В 422

В системах неизменного тока установленная мощность генераторов всегда может быть меньше суммарной мощности потребителей. На современных траулерах используются схемы установок неизменного тока с синхронными генераторами, включенными в контур через неуправляемые выпрямители. К преимуществам таких систем можно отнести: повышенную надежность вследствие «нечувствительности» к коротким замыканиям и практического отсутствия перебоев в питании; упрощение схемы управления за счет возможности несинхронной работы генераторов; работа дизелей при частичных нагрузках на пониженных оборотах, позволяющая снизить расход топлива и повысить моторесурс.

В качестве источников электроэнергии рассматриваются синхронные генераторы без успокоительных обмоток, оформленные конструктивно в единый блок с НВП. Параметры генераторов рассчитываются для совместной работы с выпрямителями на контур неизменного тока. Их переходное сопротивление составляет около 30 %, и величина тока короткого замыкания не превышает три номинальные величины. Поэтому отпадает необходимость в защитной аппаратуре между генератором и выпрямителями, срабатывающей при коротком замыкании, предусматривается только контроль вентилей. В этих системах величина выходного тока поддерживается неизменной при изменяющемся значении нагрузки даже без регулирования тока возбуждения генераторов.

60 ГЭУ траулера "Arctic Trawler"

В единой ЭЭУ американского промыслового траулера "Arctic Trawler" (рисунок. 14.7) используется ГЭУ неизменного тока.

В состав установки входят два ДГ мощностью по 1000 кВт и один 670 кВт, два вращающихся преобразователя по 500 кВА для питания судовых потребителей переменным током, два ГЭД мощностью по ПО кВт, работающих на один вал через суммирующий редуктор 5:1, и два электродвигателя по 191 кВт для привода шестибарабанной траловой лебедки. Ток главной цепи, протекающий постоянно через все якоря машин, включенных в главный контур, поддерживается на заданном уровне с помощью регулятора тока возбуждения генераторов, включающего обратную связь по напряжению и суммирующую систему на магнитных усилителях. Генераторы постоянного тока приводятся во вращение от дизелей мощностью, соответственно 1100 кВт и 720кВт.

Генераторы постоянного тока допускают работу в диапазоне скоростей вращения от 69,9 рад/с (650 об/мин) до 83,3 рад/с (800 об/мин). Все три генератора управляются одиночным вращаю­щимся возбудителем, управляемым в свою очередь трехкаскадным магнитным усилителем. Для уменьшения пульсаций тока, а также для повышения чувствительности и точности управления магнитные усилители питаются от отдельного источника с частотой тока 480 Гц.

Управление ГЭД осуществляется аналогично. Для предотвращения разогрева обмотки якоря на стоянке они имеют мощные замыкающие контакты, шунтирующие ток через щетки при остановке вала. Напряжение возбудителя ГЭД ограничено для защиты тока главной цепи от уменьшения ниже номинального значения (1,35 к А) при перегрузках. Практически это также является защитой от перегрузки главных генераторов и их приводных двигателей.

Судовые потребители переменного тока обеспечиваются электроэнергией с помощью вращающихся преобразователей по 500 кВА, каждый из которых имеет отдельный возбудитель, управляемый двухкаскадным магнитным усилителем. Система управления имеет обратную связь по скорости вращения через тахогенератор и позволяет обрабатывать значительные изменения нагрузки в пределах шести циклов переменного тока.

Таким образом, в данной схеме реализованы основные достоинства систем неизменного тока. Система управления с МУ, являясь бесконтактной, простой в эксплуатации и сравнительно недорогой, имеет также преимущества перед тиристорными системами в том, что она не подвержена электромагнитным воздействиям.

Вопросы эксплуатации ГЭУ

Эксплуатация щеточно-коллекторного аппарата главных машин. Щеточные аппараты и коллекторы главных электрических машин являются наименее надежными элементами электрических машин постоянного тока. К повреждениям коллекторов следует отнести: 1) нецилиндричность их поверхности из-за неравномерно го ее износа при трении щеток в течение длительной работы; 2) нарушения полировки поверхности коллектора с возникновением на ней царапин вследствие неравномерного нажатия отдельных щеток на коллектор и их разной твердости; 3) подгорания пластин при неблагоприятной коммутации; 4) повреждения из-за высоких плотностей токов под щетками при неполном их прилегании к поверхности коллектора, что сопровождается повышенным нагревом щеточно-коллекторных узлов.

Механические факторы износа коллекторов: 1) трение щеток о коллектор; 2) вибрация щеток; 3) высокая окружная частота вращения; 4) биения коллектора и др. Возрастание температуры контактных поверхностей и нарушение постоянства контактов между коллектором и щетками вызывают дополнительное искрение и обгорание щеток и коллекторных пластин.

Химические факторы износа коллектора. 1) образование контактной пленки на поверхности коллектора; 2) состав и влажность окружающего воздуха; 3) наличие в среде активных газов и др.

При сильном загрязнении коллектор достаточно только промыть спиртом. Пыль и грязь между ламелями удаляют кистями, промывают чистой ветошью, слегка смоченной в растворителе. Протирают коллектор вдоль пластины.

Основные требования к коллектору: при вращении нагреве он должен сохранять точную цилиндрическую форму, отдельные пластины не должны западать или выступать за окружность коллектора. У новых машин деформация коллектора проявляется не сразу, а приблизительно через 100 часов работы под нагрузкой.

Уход за коллектором и щетками сводится к периодической замене износившихся щеток, продувке коллектора и щеток сжатым воздухом и периодической протирке коллектора спиртом.

Мероприятия по повышению сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции между токоведущими частями и корпусом является одним из основных показателей техническою состояния судового электрооборудования.

Качество электрической изоляции характеризуется следующими параметрами: 1) сопротивлением изоляции; 2) коэффициентом абсорбции; 3) электрической прочностью.

Для измерения сопротивления изоляции используются мегомметры, выпускаемые в зависимости от значения выходного напряжения (от 100 до 2500 В)

Таблица 15.1 – Зависимость сопротивления изоляции от температуры.

Сопротивление изоляции обмоток электрических машин снижается приблизительно в 2 раза на каждые 20 электрических градусов повышения температуры сверх номинального значения.

Электрическая прочность изоляции характеризует способность материала сохранять свои свойства при испытании его напряжением и численно выражается значением напряжения, при котором материал разрушается и теряет изоляционные свойства. Испытания электрической прочности обычно проводятся на заводах-изготовителях.

Профилактические мероприятия по поддержанию и повышению сопротивления изоляции можно разделить на следующие: 1) сушка машины; 2) продувка и протирка; 3) промывка; 4) пропитка.

Сушка машины - неотъемлемая операция при всех видах восстановления сопротивления изоляции, в том числе и после консервации, транспортировки и длительного бездействия машины.

Лучшие результаты сушки будут при повышении температуры внутренних слоев изоляции, которые обычно нагреваются током, протекающим по обмоткам. В судовых условиях : 1 - использование постороннего источника теплоты; 2 - посредством нагрева током обмоток возбуждения и 3 -нагрев током якоря.

При сушке током обмотки возбуждения вентилятор, подающий охлажденный воздух, включается периодически. Обмотка возбуждения обязательно должна иметь разрядное сопротивление или шунтирующие диоды. Необходим тщательный контроль за сушкой, особенно в начальной ее стадии.

При сушке током якоря запускается первичный двигатель генератора, к обмотке возбуждения подводится пониженное напряжение. Компенсационные обмотки должны быть отключены или включены встречно. Сушка ГЭД проводится при отключенном возбуждении машины. Двигатель соединяется с валоповоротным устройством и постоянно поворачивается во время сушки. Ток главной цепи не должен превышать предельно допустимое значение. В машинах с самовентиляцией ток главной цепи должен быть не выше 0,7 номинального значения.

Сушка током якоря может применяться при сопротивлении изоляции не ниже 0,2 МОм. В период сушки вахтенные электромеханики должны вести наблюдение и контроль Предельно допустимая температура воздуха при сушке не должна превышать допустимую температуру дня данного класса изоляции. При этом в эксплуатации выдерживают машину нагретой до 110 - 120°С в течение 4-6 часов, а затем охлаждают до 40-45°С.

Профилактические мероприятия по поддержанию и повышению сопротивления изоляции можно разделить на проводимые по графикам осмотров и без их учета. К ним относятся продувка и протирка, промывка и пропитка.

Восстановление сопротивления изоляции после затопления машины морской водой производится в следующем порядке: сначала необходимо удалить из изоляционных покрытий соль и масло; затем мыть дистиллатом с температурой 50-70°С. Несколько раз промыть проточной водой, потом вентилировать в течение 2-3 часов, а затем дважды просушить. При сушке тем­пература повышается постепенно не более 5°С в час. Конечное значение температуры определяется классом изоляции машины. При достижении устойчивого сопротивления изоляции обмотки покрывают лаком или эмалями

Анализ аварийных ситуации ГЭУ. Наиболее вероятные причины аварийных ситуаций ГЭУ несовершенство схемных решений Схема должна обеспечивать возможность набора различных вариантов включения якорей главных машин с целью достижения высокой надежности и живучести установки. При этом переключения в главной цепи должны происходить без перевода рукоятки поста управления в нулевое положение для недопущения отключения главных машин при работе в сложных маневренных режимах