При нарушении 1-го условия положительный вывод генератора G2 соединяется с отрицательной шиной, а отрицательный зажим - с положительной (рис. 24.1, в). При этом в цепи обмоток якорей генераторов ЭДС Ег и напряжение Uc действуют согласно, вследствие чего в указанной цепи возникнет результирующая ЭДС
. Под действием этой ЭДС через обмотки якорей, имеющие небольшое сопротивление, потечет ток КЗ.
Соответствие полярности зажимов генератора и полярности шин обеспечивается при монтаже генератора во время постройки судна и в дальнейшем не проверяется.
Последствия нарушения 2-го условия зависят от соотношения ЭДС генератора и напряжения на шинах. При Ег > Uc ток якоря подключенного генератора 
. Это означает, что включенный генератор перейдет из режима холостого хода в генераторный и примет на себя часть нагрузки работающего генератора. Включение на шины сопровождается толчком на валу генератора тормозного характера.
При Ег < Uc ток якоря генератора 
. Это означает, что после включения генератор станет работать в двигательном режиме и создаст дополнительную нагрузку на работающий генератор. Электромагнитный момент генератора совпадает по направлению с моментом ПД, который вследствие этого может пойти "вразнос". Выполнение 2-го условия проверяется при помощи вольтметра, поочередно подключаемого к шинам и выводам генератора.
Включение генератора на шины проводится в следующем порядке:
- генератор G2 приводится во вращение с номинальной частотой;
- при помощи регулировочного реостата R 2 устанавливают на зажимах генератора ЭДС Ег < Uc;
- подключают генератор на шины при помощи автоматического выключателя QF2.
После включения на шины генератор G2 нагружают, распределяя нагрузку между генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.
Перевод и распределение нагрузки. Воздействуя на регуляторы возбуждения генераторов Rрг1 и Rрг2 в цепях параллельных обмоток возбуждения L2, осуществляют распределение нагрузки. При этом увеличивают ток возбуждения у генератора G2 и уменьшают у генератора G1. Такое одновременное и противоположное по характеру изменение токов возбуждения не только обеспечивает распределение нагрузки, но позволяет сохранить постоянство напряжения на шинах.
Для обеспечения устойчивой параллельной работы генераторов смешанного возбуждения последовательные обмотки L1 соединяют параллельно при помощи уравнительной шины УШ. Если ЭДС одного из генераторов возрастет (например, вследствие увеличения частоты вращения ПД), то увеличится ток нагрузки этого генератора. Часть этого тока пойдет по последовательной обмотке другого генератора. Магнитный поток этого генератора возрастет, его ЭДС также увеличится, и поэтому увеличится его ток нагрузки. В результате нагрузка автоматически распределится между генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.
При обрыве уравнительного провода случайное увеличение ЭДС любого генератора приведет к увеличению его тока нагрузки. Этот ток, протекая по последовательной обмотке, еще больше увеличит ЭДС этого генератора, что, в свою очередь, приведет к дальнейшему увеличению тока нагрузки. Второй генератор при этом будет разгружаться. Из приведенного примера следует, что устойчивая параллельная работа генераторов смешанного возбуждения без уравнительного провода невозможна.
Вопрос 25
Розподіл реактивного навантаження при паралельній роботі синхронних генераторів. Статичні і астатичні реактивні компенсатори.
При одиночной работе генератора СВАРН регулирует ток возбуждения с целью стабилизации напряжения.
При параллельной работе синхронных генераторов изменение реактивной нагрузки достигается регулированием тока возбуждения. Правила Регистра допускают неравномерность распределения реактивных нагрузок в пределах ±10% номинальной реактивной мощности большего генератора или 25% от номинальной реактивной мощности меньшего генератора, в зависимости от того, какое из указанных значений меньше.
Автоматическое распределение реактивных нагрузок между параллельно работающими генераторами может быть осуществлено двумя способами:
- путем введения уравнительных соединений для систем амплитудно-фазового компаундирования, выполненных между ТФК;
- применением устройств статизма, при помощи которых в корректор напряжения вводят сигнал, пропорциональный току нагрузки генератора.
Для автоматического распределения реактивной нагрузки между СГ, снабженными системами амплитудно-фазового компаундирования, при одинаковом наклоне (статизме) внешних характеристик применяют уравнительные связи, выполненные одним из трех способов (см. рис. 25.1).
Для однотипных генераторов с одинаковыми номинальными параметрами цепи возбуждения уравнительную связь устанавливают между обмотками возбуждения, т. е. на стороне постоянного тока (рис. 25.1, уравнительная связь а ). При включении автоматов генераторов QF1 и QF2 замыкаются и их блок-контакты К1 и К2, при этом обмотки возбуждения генераторов соединяются параллельно, поэтому любое изменение напряжения на одной из них автоматически приводит к такому же изменению напряжения на другой. При увеличении нагрузки ток возбуждения генераторов увеличивается на одно и то же значение.
Рисунок 25.1 – Схема распределение реактивной нагрузки
Уравнительные соединения применяют также на стороне переменного тока (рис. 25.1, уравнительная связь б ).
Для СГ разной мощности и с различными напряжениями возбуждения применяют дополнительные обмотки на компаундирующих трансформаторах, соединенные между собой уравнительным проводом (рис. 25.1, уравнительная связь в). Число витков этих обмоток выбирают таким образом, чтобы напряжения на них были одинаковыми при пропорциональном распределении нагрузок между генераторами. Если реактивные нагрузки СГ одинаковы, то в уравнительных проводах, соединяющих эти обмотки, токи не протекают. При изменении реактивной нагрузки одного из генераторов возникающие между обмотками L4 уравнительные токи будут подмагничивать магнитопровод одного из компаундирующих трансформаторов и размагничивать магнитопровод другого, что приведет к выравниванию реактивных нагрузок генераторов.
Выравнивание реактивных нагрузок путем воздействия на корректор напряжения может быть выполнено путем введения в схему СВАРН реактивного компенсатора, который включается только при параллельной работе СГ. Реактивные компенсаторы могут быть статическими и астатическими.
Рисунок 25.2 – Реактивные компенсаторы. Схема статического компенсатора (а), векторная диаграмма (б), схема астатического компенсатора (в).
Согласно рисунка 25.2 а на корректор напряжения подается напряжение 
.
При увеличении реактивной нагрузки угол увеличивается до φ¢ и 
увеличится до 
.
С помощью КН, который выполняет отрицательную обратную связь, ток возбуждения будет уменьшаться, чему соответствует автоматический перевод части реактивной нагрузки на второй генератор.
При астатизме 3 – 4% достигается устойчивое распределение реактивных нагрузок. При меньшем астатизме устойчивость распределения нарушается и тогда применяются уравнительные соединения между обмотками возбуждения синхронных генераторов.
Согласно рисунка 25.2 в в режиме одиночной работы уравнительные связи разомкнуты. Под действием ЭДС ТА в контурах текут одинаковые токи i1 и i2, причем по полуобмоткам трансформатора они текут встречно и на вторичной обмотке ТV ЭДС=0.
При параллельной работе и неравномерной нагрузке падение напряжения на R2 генератора G1 не равно падению напряжения на R2 генератора G2. По уравнительным связям потекут уравнительные токи и вызовут дополнительно падение напряжения в контуре.
Если реактивная нагрузка G1 больше G2, то 
, следовательно потекут уравнительные токи и вызовут падения напряжения, направленные:
- для генератора G1 согласно с ЭДС трансформатора ТА;
- для генератора G2 встречно с ЭДС трансформатора ТА.
Во вторичных обмотках ТV возникнут ЭДС, причем, напряжение управления UУ для генератора G1 – увеличится, а для G2 – уменьшится. В результате произойдет перераспределение нагрузки.
Вопрос 26
Розподіл активного навантаження при паралельній роботі СГ. Автоматичний розподіл навантаження
После синхронизации и включения генераторов на параллельную работу требуется распределить активные и реактивные нагрузки.
Согласно требованиям Регистра при параллельной работе генераторных агрегатов переменного тока в диапазоне от 20 до 100% общей нагрузки распределение ее на каждый генератор должно происходить пропорционально их мощности и не должно отличаться более чем на 15% от расчетной нагрузки большего генератора или на 25% от расчетной нагрузки рассматриваемого генератора, в зависимости от того, что меньше.
Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы должны снабжаться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалось от пропорциональной их мощности более чем на 10% номинальной реактивной нагрузки наибольшего генератора или не более чем на 25% номинальной реактивной мощности наименьшего генератора, если это значение меньше вышеуказанного.
Это требование должно выполняться отдельно для активных и реактивных нагрузок. Регулирование реактивных нагрузок происходит путем воздействия на ток возбуждения, регулирование активных нагрузок происходит путем изменения подачи топлива.
Задача. Параллельно работают два синхронных генератора номинальной мощностью Р1н=200 кВт, Р2н=100 кВт. Суммарная нгагрузка генераторов составляет Р=240 кВт. Необходимо определить активную нагрузку каждого генератора.
Решение. Определяем коэффициент загрузки генераторов
.
Нагрузка первого генератора при пропорциональном распределении нагрузки составит
кВт.
Нагрузка второго генератора при пропорциональном распределении нагрузки составит
кВт.
Находим допустимое отклонение нагрузки от пропорционального распределения (15% от расчетной нагрузки первого генератора и 25% от расчетной нагрузки второго генератора)
кВт;
кВт.
Т. о. можно сделать вывод, что допустимая неравномерность распределения активной нагрузки составляет 20 кВт. Если ваттметр первого генератора покажет 180 кВт, а ваттметр второго генератора 60 кВт, то неравномерность распределения нагрузки будет в пределах нормы.
Распределение активной нагрузки
Распределение активной мощности между генераторами при отсутствии специальных автоматических устройств определяется наклоном регуляторных характеристик ω(Р) генераторных агрегатов. При этом меньшему наклону характеристики соответствует большая активная нагрузка генератора.
Рисунок 26.1- Регуляторные характеристики приводных двигателей СГ.
Для того, чтобы вручную распределить активные нагрузки и в то же время оставить частоту генераторов неизменной, надо увеличить подачу топлива на ГА с меньшей нагрузкой, и одновременно уменьшить подачу топлива на ГА с большей нагрузкой. При этом регуляторные характеристики переместятся параллельно самим себе.
Автоматическое распределение активной нагрузки при параллельной работе СГ. Роль базового генератора
Сочетание высокой точности стабилизации частоты вращения с заданной точностью распределения активных нагрузок обеспечивает метод базового генератора. Из всех, параллельно работающих генераторных агрегатов, выделяется один базовый, который снабжается астатическим регулятором частоты. Все остальные генераторные агрегаты ведомые, они снабжаются статическими регуляторами частоты. Такие системы обеспечивают астатическое регулирование частоты и статическое распределение активных нагрузок. Базовый ГА стабилизирует частоту сети, а ведомый ГА равномерно распределяет активную нагрузку между собственным генератором и базовым. Схема распределения активных нагрузок представлена на рисунке 1. Генератор G1 базовый, а генератор G2 ведомый.
Рисунок 26.2 – Структурная схема системы автоматического распределения активных нагрузок
Состав схемы.
В1, В2 – датчики активного тока;
В – датчик отклонения частоты;
А1, А2 – усилители;
М1, М2 – серводвигатели приводных двигателей;
ПД1, ПД2 – приводные двигатели ГА;
ТА1,ТА2 – измерительные трансформаторы тока;
ТV1, ТV2 – измерительные трансформаторы напряжения.
Выходы датчиков В1 и В2 подключены последовательно встречно. На вход усилителя А2 подается сигнал рассогласования этих датчиков.
Если нагрузка между генераторами распределена равномерно, то напряжения на выходе датчиков В1 и В2 равны, на вход усилителя А2 сигнал не подается и подача топлива в приводной двигатель G2 стабильна. Если нагрузка генератора G2 увеличилась, то это приведет к увеличению выходного напряжения на В2 и появлению сигнала рассогласования, который подается на вход усилителя А2. Серводвигатель М2 включается и перемещает рейку топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива. Нагрузка перераспределяется, но одновременно уменьшается частота тока в сети. Датчик отклонения частоты В измерит это отклонение и выработает сигнал, который усиливается усилителем А1 и подается на серводвигатель, который перемещает рейку топливного насоса базового генератора в сторону увеличения подачи топлива. Частота стабилизируется.
В тех случаях, когда высокая стабильность частоты не нужна, у ведущего генератора необходимо отключить измерительный орган частоты. Такая система обеспечит статическое регулирование частоты и статическое распределение активных нагрузок.
Вопрос 27
Основні режими роботи СЕЕС.
Режимы работы судна
Нагрузка генераторов СЭЭС не является постоянной, а зависит, в основном, от режима работы судна.
В соответствии с Правилами Регистра определение состава и мощности генераторов основного источника электрической энергии должно производиться с учетом следующих режимов работы судна:
- ходового;
- маневров;
- аварийного – во время пожара, пробоины и т. д.;
- других режимов в соответствии с назначением судна (стоянка с грузовыми операциями и без грузовых операций для транспортных судов, стоянка и ход во льдах для ледоколов и т. д.).
В ходовом режиме включены приемники, обеспечивающие работу СЭУ, средств связи, навигации, а также создающие нормальные бытовые условия экипажу.
В режиме маневров работают все приемники ходового режима и дополнительно могут быть включены электроприводы шпиля, брашпиля, компрессоры пускового воздуха.
В режиме стоянки без грузовых операций включены приемники, удовлетворяющие нужды экипажа, обеспечивающие работу приводных двигателей ГА механизмов вспомогательного котла и ДР..
В режиме стоянки с грузовыми операциями дополнительно включаются грузовые лебедки и краны.
В аварийном режиме с работой основной электростанции к приемникам, работающим в ходовом режиме добавляются пожарные, балластные, осушительные насосы. При этом могут быть отключены малоответственные потребители.
Режимы работы приемников электроэнергии
В каждом эксплуатационном режиме приемники электроэнергии подразделяются на работающие:
- непрерывно (многократно или однократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых находится в пределах 70…100% от продолжительности режима (17…24 ч в сутки));
- периодически (многократно или однократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых находится в пределах 15..70% от продолжительности режима (3,5…17 ч в сутки));
- эпизодически работающие (многократно или однократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых менее 15% от продолжительности режима (менее 3,5 ч в сутки% (3,5-17ч/сут), менее 15% (менее 3,5 ч/сут) продолжительности рассматриваемого периода.
Вопрос 28
Визначення потужності СЕЕС табличним методом. Вибір кількості та потужності генераторів.
Определение нагрузки генераторов СЭЭС аналитическим методом постоянных нагрузок
Табличная модель электрических нагрузок должна содержать исходные данные и данные по эксплуатационным режимам. Рассматриваются эксплуатационные режимы, в которых результирующая нагрузка генераторов ожидается минимальной, максимальной и промежуточной между ними.
Исходные данные для расчета вносят в графы 1-7 формы 1
Форма 1 – Наименования начальных граф табличной модели
Наименование группы и приемника электроэнергии | Тип приемника электроэнергии | Количество приемников, n, шт.. | Наименование параметра приемника | |||
Установленная мощность, Рн, кВт | Коэффициент мощности, cos φ | К. П.Д., η, о. е. | Потребляемая мощность Рнп, кВт | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
При составлении таблицы нагрузок в графе 1 указываются наименования групп и приемников электроэнергии, установленных на судне.
Заполнение граф 2-6 производится на основании номинальных параметров потребителей электроэнергии и их количества.
Определение номинальной потребляемой мощности Рн. п. приемника, значение которой указывается в графе 7, производится по формуле
,
где Рн. у. – номинальная установленная мощность (на валу) приемника в соответствии с графой 4;
h - КПД приемника в соответствии с графой 6.
По строке с наименованием приемника «Освещение» и т. п. в графах 2,3,6 делаются прочерки, в графах 4, 7 указываются одинаковые значения суммарной установленной и потребляемой мощности.
Для каждого выбранного эксплуатационного режима работы заполняются графы 8-13 формы 2.
Форма 2 – Наименование граф для одного эксплуатационного режима
Наименование эксплуатационного режима | |||||
Условное обозначение графика работы приемника | Коэффициент загрузки приемника, kз, о. е. | Коэффициент мощности приемника cos φ, о. е. | Количество работающих приемников, m, шт | Потребляемая активная мощность, Р, кВТ | Потребляемая реактивная мощность Q, кВАр |
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
В графах 8-13 указываются соответствующие количественные значения всех непрерывно и периодически работающих в данном эксплуатационном режиме приемников электроэнергии. В строках приемников, неработающих или эпизодически работающих в режиме, делаются прочерки.
В графе 8 указываются условные обозначения графика работы приемников в данном эксплуатационном режиме: НР – непрерывная работа; ПР – периодическая работа.
Значение коэффициента загрузки kз приемника электроэнергии, который указан в графе 9, определяется следующим отношением
,
где Рф. п. – фактически потребляемая мощность приемником электроэнергии в данном эксплуатационном режиме, кВт;
Рн. п. – номинальная потребляемая мощность приемника по графе 7, кВт.
Ориентировочно значение коэффициента загрузки большинства приемников электроэнергии механизмов и устройств находится в пределах 0,7÷0,9:
– коэффициент загрузки палубных механизмов 0,3÷0,9;
– бытовых приемников электроэнергии 0,3÷0,9;
– преобразователей электроэнергии 0,6÷0,9.
В графе 10 указывается значение сos φ в режиме с учетом загрузки механизма.
В графе 11 указывается количество работающих приемников m, шт.
В графе 12 указывается полная активная мощность Р, кВт, которая рассчитывается по формуле
Р=Рн. п.∙kз∙m.
Значение потребляемой реактивной мощности Q, кВ×Ар, указанной в графе 13 определяется по формуле
,
где tgj определяется по значению коэффициента мощности из графы 10.
После заполнения всех строк и граф табличной модели в графах 12 и 13 определяются следующие итоговые значения:
─ суммарная мощность периодически работающих приемников
SРп. р. и SQп. р.;
─ суммарная мощность непрерывно работающих приемников
SРн. р. и SQн. р.;
─ суммарная мощность периодически и непрерывно работающих приемников
, 
;
─ суммарная мощность с учетом коэффициента одновременности
, 
;
─ расчетная активная, реактивная и полная мощности:
,
,
,
где kп – коэффициент, учитывающий значение потери мощности в сети, kп принимается равным :
для малых судов kп=1,02;
для средних судов kп=1,03;
для крупных судов kп=1,04.
─ средне взвешенный коэффициент мощности
.
Значения коэффициента одновременности k0 определяется в зависимости от соотношения мощностей непрерывно и периодически работающих приемников, а именно:
– при Рнр > Рпр k0=1,0÷0,8;
– при Рнр = Рпр k0=0,8÷0,7;
– при Рнр < Рпр k0=0,7÷0,6.
Выбор количества и мощности генераторов
На основании выполненных расчетов мощности СЭС по режимам работы судна выбираются генераторные агрегаты.
Желательно использовать генераторные агрегаты одного типа.
Подбор состава генераторных агрегатов производится с учетом обеспечения нагрузки генераторов по активной мощности в длительных эксплуатационных режимах в пределах 60-90% от номинальной, в кратковременных – не ниже 50% для дизель-генераторов, 40% для турбогенераторов, загрузка валогенераторов может снижаться до любого значения.
Значение суммарной установленной мощности генераторов по каждому конкурирующему варианту должно выбираться с учетом резерва мощности на модернизацию судна в процессе его эксплуатации. Резерв мощности рекомендуется принимать 20%.
При выборе генераторных агрегатов необходимо учитывать следующие требования Правил Регистра:
– на каждом судне должно быть установлено не менее двух основных источников электроэнергии, причем одним из них может быть валогенератор;
– мощность генераторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них оставшиеся обеспечили питание ответственных приемников электроэнергии в режимах ходовом, аварийном, маневрах.
На судах, стоянка которых без грузовых и других рабочих операций неизбежна в местах, где невозможно получение электроэнергии с берега, а загрузка любого генераторного агрегата при этом ниже минимально допустимого значения, рекомендуется устанавливать один или два стояночных генераторных агрегата. При этом установка двух дизель-генераторов рекомендуется только в случаях, когда удельное значение времени таких стоянок в общем эксплуатационном режиме велико.
Количество генераторов СЭС в большинстве случаев составляет 2 – 4, при этом один из них резервный.
Вопрос 29
Джерела світла на судах, устрій, принцип дії. Схеми підключення люмінесцентних ламп.
Основы светотехники
Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Иными словами, свет можно рассматривать одновременно и как поток частиц (фотонов), и как электромагнитную волну. Но нельзя говорить, что свет – это только фотоны или только волны. Он проявляет и те, и другие свойства одновременно.
Если рассматривать свет с позиции электромагнитной волны, то можно выделить несколько случаев в зависимости от длины волны:
- радиоволны – свет с длиной волны в диапазоне от 10 000 м до 0,0001 м;
- инфракрасные лучи - свет с длиной волны в диапазоне от × нм до 770 нм (1 нм (нанометр) равен 10-9 м);
- видимые лучи - свет с длиной волны в диапазоне от 770 нм (красный цвет) до 380 нм (фиолетовый цвет);
- ультрафиолетовые лучи - свет с длиной волны в диапазоне от 380 нм до 8 нм;
- рентгеновские и гамма-лучи – свет с длиной волны в диапазоне менее 8 нм.
Восприятие света глазом пропорционально его чувствительности к различным цветам, точнее - к различным длинам волн. Белого цвета в природе не существует. Он является совокупностью всех цветов видимой части спектра (от красного до фиолетового). Аналогично не существует и черного цвета, он является полным отсутствием света. Наибольшую чувствительность человеческий глаз имеет к желто-зеленой части спектра (550 нм). Именно поэтому куртки дорожных работников, работников ГАИ, предупреждающих дорожных знаков, сигнализация на судне окрашены в эти цвета.
В светотехнике пользуются несколькими величинами. Ими являются световой поток, сила света, освещенность и др.
В качестве энергетической светотехнической характеристики вводят понятие светового потока, Ф («фи»), который численно равен количеству световой энергии, пронизывающей любую площадь за единицу времени:
.
Измеряется световой поток в люменах (лм).
Иными словами световой поток соответствует мощности, которая переносится светом через данную площадку.
Например, лампа накаливания мощностью 40 Вт и напряжением 220 В излучает световой поток 268 лм, а люминесцентная лампа типа ЛБ мощностью 40 Вт - 2350 лм.
Общая величина светового потока характеризует излучающий источник и никакими оптическим способами нельзя изменить этот поток. Его можно только перераспределить в пространстве оптическими методами (вогнутые зеркала, линзы и т. д.).
Под телесным углом (W) будем понимать объемный угол, который ограничен боковой поверхностью конуса, вершина которого совпадает с центром сферы, где расположен источник света L, причем, эта боковая поверхность «вырезает» на сфере некоторую площадку. Телесный угол измеряется в стерадианах (ср).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
