Электроэнергетическая установка многовального судна

Электроэнергетическая установка многовального судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

1 В

РЕСПУБЛИН

3 5п Н 02 J 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СИ1ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21) 3406045/24-07 (22) 12 ° 03.82 (46) 30.07.83. Бюл. Р 28 (72) И.П.Фиясь, В.A.Панов, В.Я.Ягодкин, A.Ñ.Быков, A.Â.Смыков, Э.А.Айри" янц, В.К.Коваленко и Е.A.Ê ýíåöîâ (71) Ленинградское ордена Октябрьской

Революции высшее инженерное морское училище им.адм.Макарова С.О. (53) 621,311 2(088.8) (5Ü) 1. Авторское свидетельство СССР

9 235152, кл. Н 02 Р 7/68, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 670887, кл. Н 02 7 3/00р 1978

3. "Судостроение", 1976, М 2, с. 18, 19. (54) (57) ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА МНОГОВАЛЬНОГО СУДНА, содержащая паропроизводящую установку с системой аварийной защиты, турбины, синхронные генераторы, шины ответственных потребителей, к которьвл через ссгласующне устройства подключены цепи питания, многоякорные или миогообмоточные гребные электродвигатели, в цепи питания которых включены полупроводниковые преобразователи электроэиер„.SU„„521 А гии с системами управления, и комму. тационные аппараты, о т л и ч а ив щ а я с я те л,.что, с целью повышения надежности и КПД она снабжена по меньшей мере двумя главны ли распределительными шинами, причем к одной из иих подключены синхронные генераторы и цепи питания одного якоря или обмотки каждого из гребных электродвигателей, а к второй - синхронные генераторы и цепи питания другого якоря или обмотки каждого из гребных электродвигателей, кроме того, к каждой из главных шин подключены цепи питания ответственных потребителей, в каждую из которых включен вновь введенный стабилизированный преобра- щ

Ф эователь электроэнергии, выход систе мы аварийной защиты паропроизводящей установки соединен с системами управ леиия преобразователей электроэнерги и с цепями отключения коммутационных аппаратов, при этом число якорей или Я обмоток гребных электродвигателей равно или кратно числу главных рас,пределителЬных шин, а число турбин равно числу синхронных генераторов.

1032521

На чертеже изображена принципиальная схема электраэнергетической установки.

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов, .и может быть использовано в электроэнергетических установках ЗЗУ переменно-постоянного тока и переменнога тока с тиристорными преобразователями электроэнергии и отбором мощности на шины общесудоЬых пстребителей, Известна электраэнергетическая ус-. тановка многовального ледокола со 10 сдвоенными электродвигателями постояннога тока, каждый из которых питается ат отдельного синхронного генератора, вращающегося с постоянной скоростью. Такая установка обеспечи,вает независимое управление всеми ,винтами с сохранением заданного распределения мощности между ними при любом количестве работающих тепловых двигателей, число генераторов, соеди- о ненных с валом каждого теплового двигателя, равно числу винтов ледокола 1 ).

Недостатками известной установки являются наличие большого числа. генераторов, находящихся на одном вЬлу

25 турбины, что резко снижает надежность установки, а выход из строя хотя бы

-одного генератора приводит к выводу из работы всего турбогенераторного ,агрегата.

ЗО

Недостатками являются отсутствие отбора мощности на общесудовые потребители (необходимость установки. до.— полнительных независимых станций ,цля абщесудавых потребителей, пониженный КПД установки на частичных режимах (при неполной нагрузке на гребных валах .

Известна электроэнергетическая установка, содержащая синхронные гене- 40 раторы, включенные параллельно на общие шины, тиристорные преобразсвател.:.: электроэнергии, к выходным цепям

g-:.а:.орых подсоединены гребные электродвигатели (ГЭД) и шины общесудавых потребителей 2, недостаткам такой установки следует отнести невозможность бесперебойного питания шин общесудавых потребителей до запуска аварийных дизель-генераторов, отсутствие двух и более независимых источников электрической энергии для ответственных потребителей электроэнергии, пониженную надежность схемы питания гребных электродвигателей повреждение главных шин приводит к потери мощности на гребных электродвигателях, кроме того, невозможность автономной рабаты синхронных генераторов при полной нагрузке на гребных валах.

Наиболее близкой к предлагаемой является электроэнергетическая установка многовального судка,, содержащая паропроизводящую установку с системой аварийной защиты, турбины,., Q5 синхронные генераторы, шины ответственных потребителей, синхронные гене. раторы, шины ответственных потребителей, к которым через согласующие устройства подключены цепи питания, многообмоточные или многоякорные гребные электродвигатели, в цепи питания которых включены преобразователи электроэнергии с системами управления и коммутационные аппараты (3 J.

К недостаткам следует отнести наличие большого числа генераторов,находящихся на одном валу турбины,что резко снижает надежность установки, Выход из строя хотя бы одного гене- ратора приводит к выводу из работы всего турбогенераторного агрегата, отсутствие отбора мощности на общесудовые потребители необходимость установки дополнительных независимых .станций для общесудовых потребителей, а также пониженный КНД установки на частичных режимах при неполной нагрузке на гребных валах.

Цель изобретения — повышение надежности и КЧД установки. указанная цель достигается тем, чта электроэнергетическая установка многавальнога судна, содержащая паропроизводящую установку с системой аварийнбй защиты, турбины, синхронные генераторы, шины ответственных потребителей, к которым через согласующие устройства подключены цепи питания, многоякорные или многообмоточные гребные электродвигатели, в цепи питания которых включены полупроводниковые преобразователи электроэнергии с системами управления, и коммутационные аппараты, снабжена по меньшей мере двумя главными распределительными шинами, причем к одной из них подключены синхронные генераторы и цепи питания одного якоря или обмотки каждого из гребных электродвигателей, а к второй - синхронные генераторы и цепи питания другого якоря или обмотки каждого из гребных электродвигателей, кроме того,. к каждой из главных шин подключены цепи питания ответственных потребителей, в каждую из которых включен вновь введенной стабилизированный преобразователь электроэнергии, выход системы аварийной защиты паропроизводящей установки соединен с системами управления преобразователей электроэнергии и с цепями отключения коммутационных аппаратов, при этом число якорей или обмоток гребных электродвигателей равно или кратно числу главных распределительных шин, а число турбин равно числу синхронных генераropoa.

1032521

ЭЭУ содержит паропроизводящую ус- тановку 1 с аварийной защитой турбины 2, синхронные генераторы 3, шины

4 ответственных потребителей, согласующие устройства 5, гребные электродвигатели б постоянного или переменного тока на схеме показаны двухякорные ГЭД, полупроводниковые преобразователи 7 электроэнергии ППЭ с системами 8 управления, главные распределительные шины 9, коммутаци- 0 онные аппараты 10 и стабилизированные преобразователи 11 электроэнергии.

Устройство работает следующим образом.

Турбины 2, непосредственно сочле-. 5 ненные с синхронными генераторами 3, работают с постоянной частотой вращения, энергия от синхронных генераторов 3 поступает на главные шины 9 и при замкнутых коммутационных àïïàратах 10 на чертеже для упрощения показаны один коммутационный аппарат

10 и одна система 8 управления на полупроводниковые преобразователи 7 электроэнергии, через которые получают питание гребные электродвигатели б. Частота вращения ГЭД б устанав ливается системой 8 управления ППЭ 7.

Мины 4 ответственных потребителей получают питание от главных шин 9,через стабилизированные преобразователи 11 электроэнергии и согласующие устройства 5.

В ЭЭУ судна могут применяться как ГЭД постоянного тока в многоякорном исполнении, так и ГЭД-пере- 35 менного тока многоякорные или многообмоточные. B первом случае в качестве ППЭ используются тиристорные выпрямители, во втором — тиристорные преобразователи частоты. 40

При срабатывании аварийной защиты паропроизводящей установки сигнал поступает в системы управления

ППЭ и коммутационные устройства, при этом снимается напряжение питания

ГЭД, отключаются цепи питания ГЭД от главных распределительных шин, а шины ответственных потребителей получают питание до момента включения аварийных дизель-генераторов (не показано )от синхронных генераторов по ранее набранным цепям питания.

В предлагаемой ЭЭУ увеяичение надежности работы достигается введением по меньшей мере двух главных распределительных шин и соответствующим соединением якорей ((обмоток ) многоякорных или многообмоточных ГЭД (например, носовые якоря соединяются с первой шиной, а кориовые — с другой шиной). Наличие двух и более бО главных распределительных шин в ЭЭУ ииоговального судна при указанном соединении ГЭД обеспечивает испОльзОвание пОлнОй мОщнОсти cHHxpoH-, ных генераторов, работающих на разные шины, два и более независимых источника питания как для ответственных потребителей, так и для ГЭД.

Это, в свою очередь, приводит к увеличению надежности всей схемы распределения электроэнергии судна вдвое.

Бесперебойность питания ответственных потребителей достигается использованием энергии накопленной в. маховых массах роторов турбин и синхронных генераторов, а также остатков пара паропроизводящей установки при срабатывании системы аварийной защиты до момента включения аварийных дизель-генераторов. Для этого в установку введены дополнительные цепи, соединяющие систему аварийной защиты с коммутационными аппаратами цепи питания якорей (обмоток)гребных электродвигателей б и системами управления полупроводниковыми преобразователями электроэнергии, которые при срабатывании аварийной защиты сжимают напряжение питания ГЭД б и отключают цепи питания ГЭД б от главньж распределительных шин 9, т.е. отключается Основная нагрузка, в то же время электроэнергия:бесперебойно поступает на шины 4 ответственных потребителей, за счет иавользования остатков пара, поступающего на главные турбины, и энергии накопленной в маховых маСсах роторов турбин и синхронных генераторов.

По мере израсходования цара и использования энергии, накопленной в маховых массах турбин 2 и синхронных генераторов 3 на питание шин 4 ответственных потребителей, частота вращения их роторов будет падать, а следовательно, параметры синхронных генераторов 3 (напряжение, частота ) будут изменяться в широких пределах в сторону уменьшения. Поэтому для поддержания стабильных параметров на шинах ответственных потребителей в их цепи питания включены стабилизированные преобразователи 11 электро.энергии. Стабильность параметров на шинах ответственных потребителей 4 как в аварийных, так и в нормальных эксплуатационных условиях при сбросе и набросе нагрузки.обеспечивает высокую безотказность работы ответственных шин 4 потребителей.

Отсутствие станций собственных нужд, а также возможность применения в предлагаемой схеме ЭЭУ судна тиристорных преобразователей частоты и

ГЭД переиенного тока увеличит ЕПД установки на 2-3Ъ.

Подключение одних якорей многоякорных ГЭД 6 или обмоток многообмоточных

ГЭД б к первой главной распределительной шине 9 других якорей иногоякорных

ГЭД б или обмоток иногообмоточних

ГЭД 6 к второй главиой распределительной шине 9 обеспечивает использование

1032521

Составитель К. Фотина

Редактор tO. Середа Техред Ж. Кастелевич Корректор A. Тяско.

Заказ 5414/56 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 полной мощности синхронных генераторов 3 для движения судна, независимо от количества работающих генераторов и количества гребных валов, но при условии равенства или кратности .числа якорей ГЭД, находящихся на одном валу, или обмоток многообмоточных

ГЭД числу главных распределительных шин, Это позволит унифицировать оборудование и применять предлагаемую

ЭЭУ на судах различной мощности с 10 разным количеством гребных валов.

Таким образом, предлагаемая схема

ЭЭУ многовального судна повышает надежность схемы генерирования и ðàñпределення электроэнергии вдвое, повышает КПД установки, обеспечивает использование полной мощности син хронных генераторов, работающих на разные шины, исключает установку двух автономных электростанций для судов с ядерной энергетической установкой, что приводит к снижению массогабаритных показателей ЭЭУ на

10-153, сокращению обслуживающаго персонала, экономии топлива, унификации электрооборудования.