Исследование параллельной работы дизель-генераторов судовой электростанции
Аннотация
Анализ электростанций ряда пассажирских судов показал необходимость обеспечения параллельной работы дизель-генераторов (ДГ) ранее работавщих раздельно. Установленные ДГ предназначены только для автономной работы, и не предполагают введения статизма в характеристики генераторов. Целью работы является обоснование и реализация рабочего состояния судовых электростанций в соответствии с действующими требованиями Российского Речного Регистра (РРР), предполагающими устойчивую параллельную работу ДГ. Эксплуатация установленных дизелей показала сложность точного регулирования механических характеристик, связанную со спецификой работы механических регуляторов частоты вращения (РЧВ), установленных на двигатели. Для определения качества механического РЧВ разработаны функциональные и структурные схемы системы стабилизации частоты вращения приводного двигателя с механическим регулятором, на основании которых получена передаточная функция и сделан вывод о неустойчивости работы регулятора при больших значениях люфтов в механической передаче. Достижение поставленной цели возможно путем замены механического РЧВ на электронный с актуатором, что подтверждено математическим анализом соответствующих систем регулирования. Передаточные функции систем регулирования получены на основе разработанных структурных и функциональных моделей. Электронные регуляторы, выполненные по представленным схемам, внедрены на ряде судовых дизель-генераторных установок и показали положительный результат. В результате исследования работы новой системы были определены оптимальные параметры настроек регуляторов, при которых были получены требуемые РРР динамические и статические характеристики. Безотказное функционирование системы подтверждено длительными испытаниями при работе судна в штатном режиме в течение всей навигации.
Литература
Российский Речной Регистр. Правила классификации и постройки судов Часть VI электрическое оборудование.
Алексеев Н. А. Особенности выбора способа управления резервными агрегатами судовой электростанции в зависимости от нагрузки на шинах главного распределительного щита / Н. А. Алексеев, А. А. Виноградов // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2016. — С. 7–13.
Алексеев Н. А. Особенности синхронизации судовых генераторов в микропроцессорной системе DELOMATIC / Н. А. Алексеев, А. Н. Дуксин // Тезисы докладов научно-технической конференции ППС, научных сотрудников и курсантов. — СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2008. — С. 193–196.
Виноградов А. А. Исследование распределения нагрузки судовых дизель-генераторных агрегатов при их параллельной работе / Андрей Александрович Виноградов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - №2(42). - C. 373-379. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-2-373-379
Григорьев А. В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных электростанций / А. В. Григорьев, В. Ю. Колесниченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. – №6(28). – C. 39-43. DOI: 10.21821/2309-5180-2014-6-6-39-43.
Коробко Г.И., Попов С.В., Бишлетов А.В. Система автоматической загрузки генератора при работе параллельно с сетью: Труды НГТУ «Актуальные проблемы электроэнергетики». Юбилейный том, посвященный 100-летию со дня рождения В.И. Плескова. Том 70., НГТУ, Н.Новгород, 2008, с. 123-125.
Sørfon, I. Power Managemenet Control of Electrical Propulsion Systems. In Proceedings of the Dynamic Positioning Conference, Houston, TX, USA, 9–10 October 2012.
Radan, D. Integrated Control of Marine Electrical Power Systems. Ph.D. Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2008.
J M Prousalidis, E Xanthopoulos & K Voutzoulidis (2009) Reactive power sharing in ship energy systems with shaft generators, Journal of Marine Engineering & Technology, 8:1, 21-38, DOI: 10.1080/20464177.2009.11020216
Fuchs E. Power Quality in Power Systems and Electrical Machines / E. Fuchs, M. A. S. Masoum. — Second edition. — Academic Press, 2015. — 1140 p. DOI: 10.1016/B978-0-12-800782-2.09989-9.
IEEE Power Engineering Society. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies; IEEE Power Engineering Society: Piscataway, NJ, USA, 2005. https://doi.org/10.1080/20464177.2009.11020216
Radan, D.; Johansen, T.A.; Sorensen, A.J.; Adnanes, A.K. Optimization of load dependent start tables in marine power management systems with blackout prevention. Trans. Circuits Syst. 2005, 4, 1861–1866.
Коробко Г.И., Попов С.В, Бишлетов А.В. Исследование элементов судовой электростанции на базе макета дизель-генераторной установки: Международный научно-промышленный форум «Великие реки – 2009». Труды конгресса. Том 2. Н.Новгород: Нижегород. гос. архит.-строит. ун. – Н.Новгород: НГАСУ, 2010. – с. 552-555.
Коробко Г.И., Попов С.В, Бишлетов А.В. Алгоритм управления автономной электростанцией при параллельной работе с сетью ограниченной мощности. 13 Международный научно-промышленный форум «Великие реки – 2011». Труды конгресса. Н.Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2012. – с. 262-266.
Попов С.В., Бурда Е.М. «Обеспечение нагрузки электрической мощностью в условиях ограниченной мощности сети». Материалы НТК «Актуальные проблемы электроэнергетики», НГТУ, Н.Новгород, 2015, - с. 8-11.
Brown N, "Synchronous Generator Case Study", lEE Residential course on Electrical Generators, 1999/2001.
Copyright (c) 2021 Научные проблемы водного транспорта
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
