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).