По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.313.322-843.6

Анализ распределение нагрузки дизель-генераторных агрегатов для оптимизации работы судовой электростанции

Виноградов А. А. доцент, Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова, г. Санкт-Петербург
Сусленникова Е.Ю. ст. преподаватель, Государственный университет морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова, г. Санкт-Петербург

В статье рассмотрены вопросы распределения нагрузки дизель-генераторных агрегатов судовой электростанции в соответствии с требованиями Российского морского регистра судоходства и с учетом зависимости удельного расхода топлива от нагрузки дизель-генераторного агрегата, применяемого к судовым электростанциям, содержащим в своем составе дизель-генераторные агрегаты различных номинальных мощностей, путем подбора оптимальной комбинации работающих генераторных агрегатов для заданной нагрузки электростанции, исходя из значений номинальных мощностей генераторов.

Литература:

1. Правила классификации и постройки морских судов. – СПб.: РМРС, 2015. – 807 с.

2. Кузнецов С.Е. Потери и коэффициент полезного действия судового синхронного генератора / С.Е. Кузнецов // Эксплуатация морского транспорта. – 2009. – № 3. – С. 67–71.

3. Кузнецов С.Е. Влияние нагрузки и коэффициента мощности на коэффициент полезного действия судового синхронного генератора / С.Е. Кузнецов, Ю.В. Кудрявцев // Судостроение. – 2011. – № 5. – С. 29–32.

4. Кузнецов С.Е. Влияние нагрузки и коэффициента мощности на расход топлива судового дизель- генераторного агрегата / С.Е. Кузнецов, Ю.В. Кудрявцев // Судостроение. – 2011. – № 6. – С. 30–32.

5. 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 // Сб. науч. трудов профессорско-преподавательского состава Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2016. – С. 7–13.

6. Алексеев Н.А. PPM 300 – новая платформа комплектации систем автоматизации судовых электростанций / Н.А. Алексеев, А.А. Виноградов, Г. М. Ростиславин // Сб. науч. трудов профессорско-преподавательского состава Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2016. – С. 14–20.

7. Алексеев Н.А. Контроллеры DEIF. Защита автономного генератора, работающего параллельно с сетью / Н.А. Алексеев, Г.М. Ростиславин // Новости электротехники. – 2006. – № 2 (38). – С. 40–42.

8. Алексеев Н.А. Некоторые аспекты обеспечения параллельной работы автономного генератора с сетью большой мощности / Н.А. Алексеев, А.Н. Дуксин, Г.М. Ростиславин // Тезисы докладов. Науч.-технич. конф. ППС, науч. сотрудников и курсантов. – СПб.: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2006. – С. 161–164.

9. Алексеев Н.А. Контроль, защита и управление подключением к береговой сети в системе DELOMATIC фирмы DEIF / Н.А. Алексеев, А.Н. Дуксин // Тезисы докладов. Науч.-технич. конф. ППС, науч. сотрудников и курсантов. – СПб.: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2006. – С. 168–169.

10. Алексеев Н.А. Особенности синхронизации судовых генераторов в микропроцессорной системе DELOMATIC / Н.А. Алексеев, А.Н. Дуксин // Тезисы докладов. Науч.-технич. конф. ППС, науч. сотрудников и курсантов. – СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2008. – С. 193–196.

При параллельной работе генераторов переменного тока в диапазоне 20–100% общей нагрузки распределение нагрузки на каждый генератор должно происходить пропорционально мощностям генераторов и не должно отличаться более чем на 15% от расчетной нагрузки большего из генераторов или на 25% от расчетной нагрузки рассматриваемого генератора в зависимости от того, что меньше [1]. В работе проведен анализ распределения электрической нагрузки между дизель-генераторными агрегатами (ДГА) судовой электростанции (СЭС) при их параллельной и одиночной работе с учетом требований Российского морского регистра судоходства (РМРС) и особенностей зависимости удельного расхода топлива от нагрузки.

Рассмотрим параллельную работу двух ДГА на шины главного распределительного щита (ГРЩ) СЭС.

Пусть: P 1н (кВт) – номинальная мощность ДГА, работающего на шины ГРЩ; P 2н (кВт) – номинальная мощность ДГА, подключаемого к шинам ГРЩ; k = P 1н /P 2н – отношение номинальных мощностей первого и второго генераторов; Pнагр (кВт) – нагрузка на шинах ГРЩ. Для дальнейшего анализа предположим, что все рассматриваемые ДГА имеют одинаковые зависимости удельного расхода топлива (УРТ) от нагрузки.

Оптимальный диапазон нагрузки ДГА, как правило, составляет 75–85% от номинальной мощности и соответствует минимальному УРТ, вне этого диапазона нагрузок (при уменьшении или увеличении нагрузки) УРТ будет возрастать. На рис. 1 показана зависимость УРТ от относительной мощности нагрузки судового ДГА с синхронным генератором HF C650614E фирмы Hyundai и дизелем MAH-B&W марки 6L23/30H с частотой вращения 720 об/мин., которая была получена при заводских испытаниях. Вопросы, связанные с оптимизацией режимов работы судовых синхронных генераторов и оптимизацией удельного расхода топлива (УРТ) ДГА в зависимости от мощности нагрузки и коэффициента мощности, рассмотрены в работах [2]–[4].

При достижении P нагр предельно допустимого значения, т.е. при P нагр / P 1н ≥ k уст, где k уст – уставка на подачу сигнала на включение резервного ДГА (как правило, k уст = 0,8), запускается резервный ДГА, подключается к шинам ГРЩ, и вся имеющаяся нагрузка Pнагр распределяется между ДГА пропорционально их номинальным мощностям (если не предусмотрено иное).

Для Цитирования:
Виноградов А. А., Сусленникова Е.Ю., Анализ распределение нагрузки дизель-генераторных агрегатов для оптимизации работы судовой электростанции. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: