Выбор числа и мощности генераторов электростанции

Электростанция должна обеспечивать потребителей электроэнергией во всех режимах работы земснаряда. Для этого она комплектуется из необходимого числа генераторов определенной мощности. В общем случае электростанция может состоять из генераторов переменного и постоянного тока. Дизель-генераторы постоянного тока используют главным образом в электроприводах системы генератор—двигатель (Г—Д) черпаковых, рыхлительных и других устройств. Мощность генератора в системе Г—Д должна быть больше потребляемой электродвигателем мощности, определенной расчетным путем, на значение потерь мощности в кабельной сети, соединяющей генератор и электродвигатель. На практике мощность генератора в системе Г—Д составляет 1,1— 1,25 мощности электродвигателя. Большинство электроприводов и других потребителей электроэнергии на земснаряде получают питание от электростанции переменного тока непосредственно или через преобразовательные устройства.
Число и мощность генераторов электростанции определяются ее нагрузкой в различных режимах работы. Согласно Правилам Речного Регистра РСФСР число и мощность источников основной судовой электростанции должны выбираться с учетом следующих режимов работы судна: ходового, стояночного, снятия с якоря (шлюзования), специальных для судов технического флота, аварийного. Под аварийным режимом понимают пожар или получение судном пробоины при сохранении основной электростанции (при работе основных источников электроэнергии). Специальными для земснарядов являются режимы углубления и подготовки к работе (установка на прорези).
Для расчета мощности электростанции составляется таблица нагрузок (табл. 5). В таблице перечисляются все режимы работы земснаряда и все устанавливаемые на нем приемники электроэнергии (графа 2), для которых мощность (графа 4) и тип приводных двигателей определяются предварительно. В графу 3 вносится число п одноименных приемников, а в графы 5 и 6 — соответственно к. п. д. т] и созф двигателей по данным каталога или паспорта. Номинальная мощность двигателя Ядв.н в электроприводе может быть выбрана с некоторым запасом по отношению к мощности Рмех.„, потребляемой механизмом в номинальном для него режиме работы, поэтому в таблицу нагрузок (графа 7) вводится коэффициент использования двигателя.
В графы 8 и 9 заносятся потребляемая единичная Ред.п и суммарная Ясум.п активные мощности приемников.
Коэффициент одновременности к0 работы одноименных приемников (графа 10) представляет собой отношение фактической потребляемой мощности данных приемников к их суммарной потребляемой мощности Рсумд. Если такой приемник имеется в единственном числе, то, естественно, А0=1. Когда на земснаряде два одноименных приемника, один из которых является, например, резервным, к0=0,5.
Коэффициент загрузки к3 (графа 11) характеризует степень загрузки (использования мощности) механизма и, как правило, &э<1.
Активная потребляемая мощность приемников Рреж в каждом режиме работы вычисляется по формуле.
При работе электродвигателя в режиме, отличном от номинального (с недогрузкой), его к.п.д. и созср также отличаются от номинальных (см. рис. 68, б), причем •если к.п.д. в пределах небольшой недогрузки изменяется незначительно, то изменение совф существенно, и его следует учитывать. Поэтому в графу 12 вносится созфреж, определяемый по рабочим характеристикам двигателя (см. рис. 68, б) для Рреж.
Полная потребляемая мощность приемника в режиме работы находится из выражения.
В графах 10—14 приводятся данные для всех рассматриваемых режимов работы земснаряда. Если приемник в каком-то из режимов не работает, то графы 10—14 для этого режима не заполяются. Потребляемая мощность приемников, работающих кратковременно или периодически, заключается в скобки.
После заполнения таблицы нагрузок для всех режимов подсчитывается максимальная потребляемая мощность {Ртах» 5т»х) в каждом из режимов (строка I, графы 13, 14). В строке II приводится суммарная потребляемая мощность (Реум, 5сум), подсчитываемая без учета данных, заключенных в скобки, а в строке III — потребляемая мощность с учетом общего коэффициента одновременности для каждого из режимов.
Коэффициент одновременности учитывает неодновременность работы и несовпадение максимумов нагрузки, приемников во времени в каждом из режимов работы: земснаряда. Для определения к0.0 используют данные по загрузке электростанций, аналогичных рассматриваемому земснаряду. В зависимости от числа приемников и режима работы принимают к0.0 в пределах 0,6—1,0.
Потребляемая мощность в строке IV Р=1,05 Рсум.0.0 и 5=1,055сум.о.о учитывает потерю мощности в распределительной сети, принимаемую в расчетах равной 5%.
На основании Р и 5 вычисляют средневзвешенный коэффициент мощности (строка V) соз ср Ср — Р/5. При со5 фср^соз фг, где соз фг — параметр предполагаемого к установке генератора, последний выбирают по активной потребляемой мощности Р. При со5фСр<созфг генератор выбирают по полной потребляемой мощности 5.
При определении числа и мощности генераторов (строка VI) учитываются следующие требования:
электростанция должна состоять не менее чем из двух генераторов;
мощность генераторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них оставшиеся могли обеспечить нормальный ходовой и аварийный режимы работы судна;
суммарная мощность и мгновенная перегрузочная способность всех генераторов переменного тока, питающих судовую сеть, должны быть достаточными для пуска самого мощного электродвигателя в случае выхода из строя любого из имеющихся генераторов;
электростанция должна иметь резерв мощности порядка 15% (для любого из режимов);
выбранные генераторы должны обеспечивать работу постоянно и кратковременно действующих приемников (с учетом общего коэффициента одновременности);
число типоразмеров генераторов должно быть наименьшим.
На земснарядах обычно используют два-три типоразмера генераторов — вспомогательный, стояночный и главный (черпаковый). Сведения по генераторам многочерпаковых и землесосных снарядов приведены соответственно в табл. 3 и 4.
Анализируя энергосистемы земснарядов, можно сделать следующие выводы:
на земснарядах используются вспомогательные и стояночные генераторы переменного тока;
на постоянном токе выполняются электроприводы черпакового и рыхлительного механического устройств, механизмов рабочих перемещений;
на большинстве земснарядов устанавливается по одному вспомогательному и стояночному генератору (на некоторых земснарядах стояночный генератор не предусматривается, а устанавливается два одинаковых вспомогательных генератора, один из которых является резервным);
на земснарядах последних лет постройки предусматривается параллельная работа генераторов и единая электростанция переменного тока.
Отсутствие стояночного дизель-генератора существенно снижает эффективность использования вспомогательного дизель-генератора в стояночном режиме земснаряда, так как его загрузка в этом режиме весьма незначительна.
Установка одного вспомогательного дизель-генератора снижает надежность работы земснаряда и безопасность судоходства, так как в случае выхода из строя дизель-генератора земснаряд не сможет освободить судовой ход. Следовательно, надо или выбирать стояночный дизель-генератор, обеспечивающий неодновременную работу рамоподъемной лебедки и электроприводов рабочих помещений, или использовать параллельную работу вспомогательных дизель-генераторов с суммарной мощностью, достаточной для работы земснаряда в режиме дноуглубления.

Похожие статьи