По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.3

Система электроснабжения океанографического судна для Арктики

Шульга Р. Н. канд. техн. наук, ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва
Лабутин А. А. ВЭИ – филиал ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е. И. Забабахина», г. Москва

Предлагаемые к применению на океанографическом судне синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) позволяют в 4 раза снизить массогабаритные показатели и повысить энергоэффективность сравнительно с электромашинами общепромышленного применения. В качестве генератора предложена конструкция с внешним ротором, которая обладает лучшими массогабаритными и энергетическими показателями, нежели генераторная установка Wartsila. Это достигается отказом от маховика, системы возбуждения и воздушной системы охлаждения. Обосновано применение низковольтной системы электроснабжения с применением IGBT-транзисторов, что позволяет оптимизировать эту систему по надежности, экономичности и стоимости.

Литература:

1. Горячев А.М. Устройство и основы теории морских судов / А.М. Горячев, Е.М. Подругин // Судостроение. – 1983. – 224 с.

2. Иванченко А.А., Шишкин В.А., Окунев В.Н. Обзор опыта совершенствования конструкции и применения движительных систем в современном судостроении // Вестник ГУМРФ им. С. О. Макарова. – 2016. – № 4 (28). – С. 156–173.

3. Шульга Р.Н., Петров А.Ю., Хренников А.Ю. Энергетические платформы с использованием цифровых модульных подстанций и энергоблоков // Энергия единой сети. – 2020. – № 3 (52). – С. 18–28.

4. Шульга Р.Н. Применение распределенного электродвижения с использованием винторулевых колонок // Энергоэффективность и водоподготовка. – 2020. – № 4 (126). – С. 56–64.

5. Сахновский Б.М. Модели судов новых типов // Судостроение. – 1987.

6. Шульга Р.Н., Смирнова Т.С. Использование судовой энергетики для жизнеобеспечения арктических объектов // Российская Арктика. – 2020. – № 1. – С. 13–26.

7. Шульга Р.Н., Лавринович В.А., Лабутин А.А., Смирнова Т.С. Комплекс электрооборудования для модульных электрических судов // Российская Арктика. – 2020. – № 1 (8).

8. Шульга Р.Н. Тяговые характеристики судового электропривода // Силовая электроника. – 2022. – № 1. – С. 26–31.

9. Шульга Р.Н. К вопросу определения электромагнитного момента на валу тягового асинхронного двигателя // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2022. – № 7. – С. 56–62.

10. Шульга Р.Н. Динамика синхронных электродвигателей с постоянными магнитами // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 1. – С. 24–33.

11. Шульга Р.Н., Корсаков С.С., Ильин К.А. Магнитные системы электромашин с постоянными магнитами // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 1. – С. 34–41.

12. Шульга Р.Н. Винторулевые колонки и водометы и их тяговые характеристики // Силовая электроника. – 2023. – № 2. – С. 26–30.

13. Шульга Р.Н. Пропульсивный комплекс ледокола и судов ледового класса // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 3. – С. 18–26с.

14. Шульга Р.Н. Энергетические установки и пропульсиввные комплексы ледоколов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. № 6. – С. 36–46.

15. Шульга Р.Н. Привода судов с воздушной подушкой и с кавернами // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2023. – № 4. – С. 13–23.

16. Шульга Р.Н. К вопросу цифровых двойников судовых пропульсивных комплексов // Силовая электроника. – 2023. – № 3. – С. 34–40.

17. Шульга Р.Н. Судовой МГД-движитель // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2022. – № 10. – С. 29–38.

18. Шульга Р.Н., Путилова И.В., Смирнова Т.С., Иванова Н.С. Безопасные и безотходные технологии с использованием водородной электроэнергетики // Альтернативная электроэнергетика и экология (ISJAEE). – 2019. – № 22-27 (306-311). – С. 67–78.

19. Report of the performance committee ITTC 1978.

20. Цуренко Ю.И. Автоматизация проектирования пропульсивного комплекса: учеб. пособие // Филиал «Севмашвтуз». – Северодвинск, 2009. – 112 с.

21. URL: https://sea-man.org/klassifikatsiya-ledokolov.html (дата обращения: 20.01.2023).

22. URL: https://sea-man.org/sistema-upravleniya-azipod.html (дата обращения: 20.01.2023).

23. Обзор опыта совершенствования конструкции применения движительных систем в современном судостроении / А.А. Иванченко [и др.] // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адм. С.О. Макарова. – 2016. – № 4. – С. 156–176.

24. Стешенков А.Л. Перспектива развития отечественного рынка винторулевых колонок / А.Л. Стешенков // Судостроение. – 2014. – № 4. – С. 54–55.

25. URL: http://www.wartsila.com (дата обращения: 20.01.2023).

26. URL: http://www.vanderveldenBmarinesystems.com (дата обращения: 20.01.2023).

27. URL: http://www.voithturbo.de (дата обращения: 20.01.2023).

Выбор типа системы электроснабжения судна (СЭС) для Арктики носит весьма актуальный характер в связи с широкой программой строительства судов ледового плавания и развитием новых технологий электроснабжения и электродвижения. Библиография по указанным вопросам достаточно обширная. В [1–7] приведены сведения по энергетике судов, источники [8–16] описывают средства традиционного электродвижения с использованием гребных винтов и электроснабжения с учетом преобразователей напряжения и накопителей электроэнергии. Литература [17–24] посвящена альтернативным судовым движителям на основе МГД или другим способам, а материалы [25–27] описывают зарубежные генераторные установки и системы электроснабжения.

Цель статьи состоит в обосновании выбора оптимальной системы электроснабжения океанографического судна ледового плавания с учетом перспективного развития.

В основе рассмотрения по созданию системы электроснабжения (СЭС) заложены следующие принципы:

– надежность, экономичность и энергоэффективность;

– минимизация массы и габаритов;

– максимальная унификация;

– обеспечение ремонтопригодности.

Обычно базой для создания СЭС судна рассматривают два варианта типа приводов:

– механический вариант в виде двухвального дизеля (или реже газовой турбины) и дизель-генератор для питания собственных нужд;

– электрический вариант в составе: главный гребной электродвигатель (ГГЭД) – 2 шт. в качестве маршевого электродвигателя, дизельгенератор (ДГ) – 4 шт., подруливающее устройство (ПУ) – 2 шт.

Пока до сих пор в основном используется механическая передача, которая занимает много полезного пространства судна. Кроме того, изменение частоты вращения гребного винта (ГВ) достигается изменением частоты вращения ДГ, что вызывает перерасход топлива. Механическая передача многократно описана в литературе и здесь не рассматривается. Эта передача ухудшает надежность СЭС, массогабаритные и энергетические показатели; снижаются также виброакустические показатели привода за счет учета длинного вала, передающего вибрации от всех узлов непосредственно в водную среду.

Для Цитирования:
Шульга Р. Н., Лабутин А. А., Система электроснабжения океанографического судна для Арктики. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2024;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: