Научная статья на тему 'Бесперебойность электроснабжения судна при обесточивании'

Бесперебойность электроснабжения судна при обесточивании Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
1153
83
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СУДНА / VESSEL POWER SUPPLY / ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ / ELECTRICAL POWER SOURCE / ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОР / DIESEL GENERATOR / STAND BY / ГОРЯЧЕЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ / ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА / FUEL INJECTION EQUIPMENT / БЛЭКАУТ / BLACKOUT / БЕЗАВАРИЙНАЯ РАБОТА / UNINTERRUPTED OPERATION / HOT STANDBY

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Радченко П. М.

Важнейшие показатели живучести и производственной деятельности судна зависят от его бесперебойного электроснабжения. В статье проведен анализ работы дизель-генераторов с целью выявления ещё не задействованных внутренних резервов по минимизации времени запуска резервного генератора. Рассмотрены новые схемы запуска и работы дизель-генераторов, обоснованы сопутствующие им улучшения электроснабжения судна.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Continuity of vessel power supply during blackout

Primary indices of a vessel's survival capability and operating activity depend on its uninterrupted power supply. The article provides an analysis of operation diesel generators with the purpose of identification of as of yet unused internal reserves in minimization of an emergency generator starting time. New schemes for starting and operating diesel generators are considered, and improvements to vessel power supply that correspond to them are justified.

Текст научной работы на тему «Бесперебойность электроснабжения судна при обесточивании»

Бесперебойность электроснабжения судна при обесточивании

П. М. Радченко,

к.т.н., профессор кафедры

«Электрооборудование и автоматика судов» Морского государственного университета им. адм. Г. И. Невельского

важнейшие показатели живучести и производственной деятельности судна, включая безопасность мореплавания, борьба за живучесть, спасение экипажа в период бедствия, первичное и повторное в нештатных ситуациях оживление энергетических установок, безотказная работа важнейших систем жизнеобеспечения зависят от его бесперебойного электроснабжения.

Основными источниками электроэнергии на судах являются, как известно, дизель-генераторы (ДГ). Они же используются и в качестве резервных агрегатов, если основным источником электроэнергии выступает агрегат с недизельным (турбогенераторы) или неавтономным (валогенераторы) приводом.

Относительно невысокая надёжность ДГ, сложные условия их эксплуатации на судах, как и зависимость от человеческого фактора являются причиной возникающих от случая к случаю явлений, именуемых блэкаутом, что означает прекращение подачи электропитания в электрическую сеть судна. Продолжительность периодов нарушения нормального электроснабжения судна - по-другому, его бесперебойность - является одним из главных показателей качества электроэнергии, ибо на борту современного судна находится ряд приёмников (регистраторы манёвров, электронно-цифровые приборы, средства автоматики, вычислительной техники, связи, контроля, диагностики, сигнализации и пр.), требующих абсолютно непрерывной подачи к ним электропитания.

По продолжительности обесточива-ния судят о вероятности его безаварийного завершения. По ныне действующему ГОСТ 1003280 [1] дизель-генератор (ДГ) мощностью до 1,0 МВА должен запускаться с первой попытки за 30 с. Для судна, имеющего на борту электроприёмники, требующие абсолютной бесперебойности подачи питания, такой перерыв нельзя считать допустимым. Поиск решений, которые привели бы к сокращению продолжительности ввода резервного дизель-генератора (РДГ) в действие от нескольких десятков до единиц секунд, т. е. на порядок, является насущной задачей. Очевидно, что быстрота запуска резервного ДГ,

в свою очередь, определяется степенью начальной готовности агрегата к пуску и принятию им нагрузки.

Чтобы выявить ещё не задействованные внутренние резервы по минимизации времени запуска РДГ, проанализируем программы управления ими, используемые ныне на действующих судах. Неиспользование этих резервов на действующих судах объясняется разными причинами. Чаще всего это задан-ность конструктивного исполнения объекта управления и его вспомогательных систем, однозначно диктующих последовательность и длительность управленческих воздействий на его рабочие процессы. Другой причиной является стереотипность, стандартность мышления разработчиков программ управления, устоявшиеся за предшествующие десятилетия подходы и взгляды на процесс управления конкретным объектом.

Перейдём к анализу. Стандартная программа управления ДГ на действующих судах, реализуемая его системой дистанционного автоматизированного управления (ДАУ), состоит, как известно [2], из нескольких частных подпрограмм:

а) поддержания двигателя в состоянии «горячего резерва» (известная как режим stand by);

б) подготовки к непосредственному пуску после подачи команды «Пуск РДГ» (предпусковая подпрограмма);

в) пуска и его контроля;

г) синхронизации генератора и его включения под нагрузку;

д) управления рабочими процессами;

е) контроля рабочих параметров;

ж) защиты от неисправностей;

з) выводы из параллельной работы и остановки.

На рис. 1 в качестве примера представлена граф-схема одной из программ

Рис. 1. Граф-схема типовой программы управления судовым дизель-генератором в режимах stand by и пусковом

управления вводом в действие резервного ДГ со свободным турбонаддувом и традиционными способами: пуска (сжатым воздухом), цикловой подачи топлива (посредством топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунки) и её регулирования (центробежным регулятором угловой скорости (ЦРУС) и топливной рейкой), примененная на больших сериях судов типа т/х «Варнемюнде» и «Росток» [3]. Она включает в себя первые четыре из названных частные подпрограммы управления резервным ДГ, ее продолжительность для агрегата мощностью до 1,0 МВА составляет 30 с с первой попытки.

Цифровыми символами на рис. 1 обозначены: 1^н), 31^к) - начало и конец программы; 2 - периодическая прокачка системы смазки автономным

электрическим маслопрокачивающим насосом (ЭМПН); 3 - подогрев дизеля; 4 - команда «Пуск»; 5 - включение таймера; 6 - дополнительная непрерывная предпусковая смазка посредством ЭМПН; 7 - продувка пусковой магистрали; 8 - давление масла в норме;

9 - проворачивание коленвала дизеля;

10 - попытка пуска на сжатом воздухе, 5-6 с; 11 - угловая скорость дизеля равна наименьшему значению «мин для устойчивой работы на топливе; 12 - пауза, 5-6 с; 13 - четвёртая попытка пуска; 14 - следующая попытка пуска на сжатом воздухе; 15 - отключение пускового воздуха; 16 - переход на навешенный масляный насос; 17 -разгон дизеля на топливе; 18 - подмаг-ничивание генератора; 19 - самовоз-

буждение генератора; 20 - угловая скорость дизеля равна 90 % номинальной; 21 - напряжение генератора равно 85 % номинального значения; 22 - временная задержка; 23 - регулирование рабочих параметров дизеля и генератора; 24 - сигнализация неисправностей и защита; 25 - контроль рабочих параметров и защита от неисправностей; 26 - шины главного рас-предщита (ГРЩ) под напряжением; 27 - включение генератора на обесточенные шины ГРЩ; 28 - приём нагрузки; 29 - точная синхронизация резервного синхронного генератора с сетевым генератором; 30 - параллельная работа генераторов.

Внимательный анализ данной программы запуска резервного ДГ показывает, что, с одной стороны, операции, назначение которых — подготовить его к вводу в действие, нерационально распределены по нескольким частным подпрограммам. Так:

1) подогрев резервного ДГ и периодическая прокачка его системы смазки выполняются в режиме stand by;

2) дополнительная непрерывная предпусковая смазка по команде «Пуск РДГ» в течение Тдоп (рис. 2), продувка пу-сковоздушной магистрали и цилиндров от конденсата перед подачей пускового воздуха включены в предпусковую подпрограмму;

3) проворачивание коленвала дизеля предшествует первой рабочей попытке пуска либо совмещается с ней, т. е. выполняется уже в период пуска резервного ДГ;

4) операция подмагничивания син-

Нагрузка

Рис. 2. Пределы изменения коэффициента избытка воздуха а в зависимости от нагрузки: 1 - карбюраторный двигатель; 2 - дизель

Рис. 3. Граф-схема предлагаемого алгоритма управления судовым дизель-генератором в режимах stand-by и пусковом: ДГ - дизель-генератор; РДГ - резервный дизель-генератор; НМПН - навешенный маслопрокачивающий насос; СГ - синхронный генератор; ОСЭМ - обратимая синхронная электрическая машина; ТКН - турбокомпрессор наддува; ГРЩ - главный распредщит; т - угловая скорость; тпс - подсинхронная угловая скорость генератора

хронного генератора «отсрочена» к моменту перехода дизеля на топливо, т. е. тоже выполняется в период пуска;

5) наконец, уже после состоявшегося запуска первичного двигателя вводится задержка перед подключением генератора к шинам ГРЩ (или перед началом синхронизации генератора), равная 5-10 с, для вхождения рабочих параметров дизеля в норму, что означает неготовность агрегата к загрузке даже в этой фазе пускового процесса.

Расчленённость этих подготовительных операций, распределённость по разным подпрограммам и последо-

вательное (один за другим) их выполнение до, в период и после запуска резервного ДГ вызывают столь продолжительную задержку его ввода в работу.

С другой стороны, и сами технологии подготовки резервного ДГ в режиме stand by, используемые на судах действующего флота, недостаточно эффективны, образно говоря, поверхностны, вследствие чего приходится после поступления команды на запуск резервного ДГ продолжать выполнять подготовительные операции, отмеченные в п. 2 и 5. Случается, что недостаточная готовность резервного ДГ является причиной

его незапуска с первой попытки, и тогда продолжительность блэкаута ещё больше возрастает. К тому же эти технологии ещё и затратны, связаны с дополнительным потреблением энергии на подогрев смазочного масла и охлаждающей жидкости резервного ДГ, а также на работу его независимых электрических масляного и охлаждающего циркуляционных насосов. Этим, по всей вероятности, и объясняется поверхностность выполнения подпрограммы stand by на действующих судах.

Между тем все подготовительные операции, помеченные в п. 1-4 программы управления, можно, объединив их в блок и переместив в подпрограмму stand by, выполнять заранее, и не поочерёдно, а одновременно (параллельно). А временную задержку, указанную в п. 5, можно сократить в несколько раз за счет рационализации технологий исполнения операций по п. 1, направленной на повышение степени готовности агрегата к пуску и принятию нагрузки, а также их экономичности. При такой организации управления резервным ДГ в режиме stand by можно будет после поступления команды «Пуск РДГ» немедленно приступать к её выполнению, добившись дополнительно полной гарантии запуска агрегата с первой попытки (об этом ниже).

Граф-схема предлагаемого алгоритма управления вводом резервного ДГ в работу применительно к электростанциям тех же серий судов представлена на рис. 3. Окрашенные и перечёркнутые операции на этом рисунке - это изменения, которые предлагается ввести в штатную программу управления резервным ДГ.

Остановимся на основных положениях предлагаемой новации. При сравнении граф-схем штатной программы и предлагаемого алгоритма управления вводом резервного ДГ в действие видно, что одно из основных мероприятий по сокращению общей продолжительности ввода резервного ДГ в работу - это повышение степени его предпусковой готовности на стадии «горячего резервирования», позволяющей приступить к его пуску сразу после поступления команды на запуск и гарантирующей с высокой вероятностью её выполнение с первой (!) попытки. Как добиться такого результата?

Во-первых, сосредоточить, как заявлено, все подготовительные операции к пуску резервным ДГ в режиме stand by и выполнять их параллельно (рис. 3).

Во-вторых, подготовительную операцию продувки цилиндров двигателя от конденсата (где это предусмотрено) и пусковоздушных трубопроводов предлагается выполнять не в момент, предшествующий первой попытке разгона резервного ДГ на воздухе, а заранее, в период «горячего резервирования», производя её циклично с определённой программной периодичностью.

В-третьих, если ввод резервного ДГ на параллельную работу с сетевым генератором будет производиться методом точной синхронизации, то в цикличном режиме следует производить и операцию подмагничивания генератора с целью сохранения его остаточного намагничивания - непременного условия надежного самовозбуждения генератора, так как известно, что у неработающего генераторного агрегата под действием вибрации оно постепенно снижается. При этом отметим, что при использовании в составе ДГ синхронных машин с независимым возбуждением (в частности, бесщёточных), от этой операции можно вообще отказаться. Не потребуется эта операция и в том случае, если ввод синхронного генератора на параллельную работу производить методом реакторно-конденсатор-ной самосинхронизации, так как в этом случае генератор подключают к шинам ГРЩ невозбуждённым.

В-четвертых, интенсифицировать типовой процесс периодической предпусковой прокачки системы смазки резервного ДГ автономным электрическим маслопрокачивающим насосом (ЭМПН), представленный на рис. 4 кривой 1 при среднем давлении на уровне Рс, за счёт уменьшения периода цикла Тц. Разумеется, это потребует увеличения энергозатрат на эту процедуру и более интенсивного расхода ресурса ЭМПН. Чтобы избежать этого, предпочтительнее «передоверить» выполнение данной технологии навешенному маслопрока-чивющему насосу (НМПН) 26.1 (рис. 5) работающего ДГ 2.1, совместив её с подогревом холодного масла резервного ДГ в рекуперативном теплообменнике 27.1 [4]. В этом случае рабочий ДГ 2.1 снабжается двумя навешенными масло-прокачивающими насосами: штатным 5.1 и вспомогательным 26.1 меньшей производительности, валы которых соединяют разобщительной муфтой 32.1, а также и вспомогательным рекуперативным теплообменником 27.1. В процессе работы первичного двигате-

Рис. 4. Поддержание давления в системе смазки РДГ по штатной и предлагаемой технологиям: 1 - характер поддержания давления посредством ЭМПН; 2 - то же посредством НМПН рабочего дизель-генератора; Рмак, Рмин - максимальный и минимальный уровни давления, поддерживаемые ЭМПН; Рср - средний уровень давления, задаваемый программой работы ЭМПН; Рраб - рабочий уровень давления дизеля; Тр, Тп - продолжительность работы и паузы в цикле ЭМПН; Тц - период цикла работы ЭМПН; - момент подачи команды «Пуск РДГ»; Тдоп - продолжительность дополнительной прокачки системы смазки перед запуском; Ь - разрешение на включение системы пуска дизеля

ля 2.1 штатный НМПН 5.1 поддерживает рабочее давление в его собственной системе смазки, а вспомогательный НМПН 26.1 забирает холодное масло из картера 9.2 первичного двигателя 2.2 резервного ДГ, прокачивает его через открытые управляемые клапаны 6.2, 7, 33.2, редукционный клапан 8, а также рекуперативный теплообменник 27.1 и подаёт его подогретым и под рабочим давлением Рраб (рис. 4) в систему смазки первичного двигателя 2.2 резервного ДГ 1.2-2.2. Если режим stand by у неработающего ДГ 1.2-2.2 поддерживать не требуется, то разобщительной муфтой 33.1 вспомогательный НМПН 26.1 на рабочем ДГ 2.1 отключается от его привода, а названные управляемые клапаны закрываются.

Новая технология маслопрокачки резервного ДГ по сравнению с традиционной обеспечит более стабильный, без пульсаций уровень 2 поддержания предпускового давления масла в резервном ДГ (рис. 4), равный изначально рабочему значению Рраб, а следовательно, создаст более высокую готовность агрегата к запуску. К тому же она не потребует дополнительных энергозатрат на работу автономного ЭМПН и подогрев масла, т. е. будет и более экономичной благодаря использованию вторичного ресурса - энергии теплоты смазочного масла рабочего ДГ. Также снижается расход ресурса ЭМПН и отпадает надобность в наличии автономного ЭМПН у каждого ДГ в отдельности. Достаточно будет иметь один ЭМПН 10 (рис. 5) на весь комплект ДГ электростанции на случай первичного «оживления» последней.

В-пятых, в условиях новой организации подготовки резервного ДГ к запуску

следует тщательно проанализировать в каждом конкретном случае целесообразность операции проворачивания коленва-ла двигателя рабочим пуском, согласовав этот вопрос с заводом-изготовителем. Основная цель этой операции, как известно, сводится все к той же проверке готовности двигателя к пуску. Кроме того, прокрутка коленвала способствует удалению воздуха из элементов топливной аппаратуры, случайно попавшего в них, и созданию перед пуском равномерной масляной пленки на поверхностях всех трущихся деталей, чтобы полностью исключить сухое трение и снизить момент трогания в период рабочего пуска.

Но готовность автоматизированного ДГ к запуску обеспечена заранее гарантированной надежностью его пусковых органов, подтверждённой серией предшествующих испытаний и наработок. По поводу образования масляной пленки на поверхностях трущихся деталей РДГ перед рабочими пусками, следует сказать, что для резервного ДГ, система смазки которого будет по новой технологии находиться непрерывно под стабильным рабочим давлением, поддерживаемым НМПН работающего ДГ (рис. 4, уровень 2), эта операция будет избыточной.

Попадание воздуха в топливную аппаратуру ТНВД случается только при редких форс-мажорных остановках двигателя посредством аварийного стоп-устройства, установленного на топливном трубопроводе. Но такие случаи, согласно инструкции, подлежат тщательному расследованию с последующей проверкой пуска ДГ в режиме ручного управления, прежде чем он будет переведен на автоматическое управление.

Рис. 5. Принципиально-функциональная схема автоматического управления РДГ в режимах «Горячий резерв» и «Пуск» : 1.2-2.2 - РДГ; 2.1 - рабочий ДГ; 3 - ГРЩ; 4.2 - генераторный выключатель; 5.1-5.2 - штанные навешенные масляные насосы; 6, 7, 11-14, 33 - управляемые клапаны; 8, 18 - редукционные клапаны; 10 - автономный электрический маслопрокачи-вающий насос; 15 - пневмостартер; 16, 17 - управляемые клапаны; 19-20 - ТКН; 21, 22, 23 - бустерная обратимая синхронная электромашина и ее система управления; 24 - воздухоохладитель; 25 - байпасный клапан; 26 - дополнительный навешенный маслопрокачивающий насос; 27 - рекуперативный теплообменник; 28-29 - масляный термостат; 30, 31 - регулятор угловой скорости и его серводвигатель; 32 - разобщительная муфта; 34.1- 34.2 - подсистемы ДАУ дизель-генераторами; 35 - подсистема управления верхнего уровня

Получается, что от прокрутки коленва-ла резервного ДГ можно отказаться, не опасаясь последствий. Но если операцию прокрутки все же требуется сохранить, её как подготовительную целесообразно выполнять с заданной цикличностью все в тот же период «горячего резервирования». При оснащении ДГ стартерной системой запуска (рис. 5), всё чаще применяемой на действующих судах, один-два замедленных оборота коленвала можно произвести стартером 15 на пониженной угловой скорости. Эту операцию можно проводить и с помощью валоповоротно-го устройства при его наличии.

Обеспечив надлежащую готовность резервного ДГ в период режима stand by, гарантирующую запуск дизеля с первой попытки, дополнительный выигрыш во времени его запуска можно получить за счет выбора рационального способа разгона до минимальной угловой скорости о , при которой возможна устойчи-

мин' г г J

вая работа на топливе. В подавляющем большинстве случаев дизель разгоняют сжатым воздухом, распределяемым по цилиндрам. Однако по быстродействию и расходу энергии (экономичности) этот способ уступает стартерному пуску двигателя, так как продолжительность рабочей попытки разгона в первом случае составляет 5-6 с, а во втором - 2,5-3,0 с [5]. Стартерный разгон дизеля может выполняться пневматическим или электрическим двигателями (стартерами) 15 (рис. 5). Первый тип стартера применяют на ДГ основных электростанций судов, поскольку энергию сжатого воздуха для их работы можно запасать относительно быстро, используя компрессор штатной пусковоздушной системы. Для аварийных ДГ лучшими эксплуатационными показателями - более высокими готовностью и надежностью - обладает электро-стартерный запуск запасённой энергией стартерной аккумуляторной батареи.

Дополнительным существенным преимуществом стартерного запуска вспомогательных дизелей является исключение попадания продуктов сгорания в их пусковоздушный ресивер через открытые пусковые клапаны, возможные при цилиндровом смешанном пуске двигателя - совместной подаче сжатого воздуха и первых порций топлива. Поэтому при стартерном разгоне двигателя загрязнение пускового трубопровода сажей не происходит и полностью исключаются взрывы паров топлива в нем.

Теперь коснёмся вопроса создания гарантии запуска резервного ДГ с первой попытки. Её вероятность определяется условиями, создаваемыми в камерах сгорания для устойчивого воспламенения первой и последующих порций впрыскиваемого топлива. Они зависят от ряда факторов: коэффициента избытка воздуха а, степени сжатия и температуры воздуха, пусковой подачи топлива (30-50 % при первом, «мягком» и 100 % - при повторном, «жестком» пусках), качества смесеобразования, температуры стенок цилиндров. Первые два фактора определяются давлением наддувочного воздуха, которое в ДГ со свободным (чистым) наддувом в период пуска близко к атмосферному давлению и регулированию не поддаётся. Поэтому у таких резервных ДГ вероятность незапуска с первой попытки достаточна высока, и продолжительность ввода резервного ДГ в действие может растягиваться на несколько десятков секунд и даже минуты.

Чтобы снизить вероятность незапуска дизеля с первой попытки до значений, близких к нулю, необходимо при прочих равных условиях обеспечить в камерах сгорания оптимальный для воспламенения первых порций топлива коэффициент избытка воздуха а

Т Т I г-1/ пус опт

(см. рис. 2) и надлежащий температурный режим. Такие условия по коэффициенту избытка воздуха а могут быть созданы за счет установки на резервном ДГ воздушного компрессора 20 (рис. 5) со смешанным турбоэлектрическим приводом: от утилизационной газовой турбины 19 и дополнительной (бустерной) обратимой синхронной электрической машины (ОСЭМ) 21, оборудованной быстродействующими полупроводниковыми средствами 22-23 пуска, управления и регулирования [4]. Такой тур-боэлектронаддувочный агрегат (ТЭНА) 19-23 по сигналу системы ДАУ 34.2 резервным ДГ запускается посредством

ОСЭМ 21, включаемой в режим приводного электродвигателя одновременно с запуском первичного двигателя 2.2 генератора 1.2 стартером 15 (рис. 3) или даже с некоторым опережением, учитывая инерционность ТЭНА. За счёт этого коэффициент а и давление наддувочного воздуха в камерах сгорания первичного двигателя 2.2 могут быть повышены до требуемых по условиям воспламенения топлива значений. Более подробно о влиянии ТЭНА 19-23 на эксплуатационные показатели ДГ сказано в [5, 6].

В последующих режимах бустерная ОСЭМ 21 при нагрузках ДГ до 35 % номинальной мощности, когда утилизационная турбина 19 ещё не способна самостоятельно обеспечить требуемую производительность компрессора 20, будет создавать дополнительный подкручивающий момент на валу последнего, обеспечивая его оптимальную производительность и полноту сгорания топлива без дымления. А при нагрузках ДГ 35% от номинальной и выше, когда на утилизационную турбину поступает избыток отработавших газов дизеля, бустерную ОСЭМ 19 переводят посредством полупроводниковых органов управления 22-23 в генераторный режим, и энергию теплоты избыточных отработавших газов ДГ преобразуют в электрическую энергию, передаваемую в сеть электроприёмников по линии питания ОСЭМ 19. Этим повышают КПД первичного двигателя 2.2 дизель-генератора.

Надлежащий температурный режим камер сгорания дизеля 2.2 резервного ДГ 1.2-2.2, гарантирующий надёжное и устойчивое воспламенение топлива с первой попытки, по новой технологии будет также создаваться в период подготовительной стадии, т. е. в режиме stand by, термостатами 29.2 систем смазки (рис. 3) и водяного охлаждения (не показано), управляемыми его системой ДАУ 34.2 в функции температурных условий окружающей среды. Температура стенок камер сгорания может быть повышена автоматически (с учетом текущей температуры окружающей среды) за счет установки на термостатах 29.2 по маслу, более высокого значения заданной температуры Т прокачиваемого масла. То же - по

г з м г

температуре охлаждающей жидкости.

В холодное время года может быть также повышена и температура пускового наддувочного воздуха за счет переключения штатного охладителя 24 наддувочного воздуха на время выполнения пусковой программы резервного

ДГ в режим калорифера, т. е. подогрева этого воздуха паром вспомогательного котла. Либо достаточно будет ограничиться байпасированием воздухоохладителя 24 на время пуска первичного двигателя 2.2 резервного ДГ посредством клапана 25.

При запуске резервного ДГ по предложенному алгоритму (рис. 3) к моменту установления на нём подсинхронной угловой скорости агрегат будет полностью готов принять нагрузку. Поэтому временная задержка для вхождения рабочих параметров дизеля в норму может быть сокращена до 2,0-4,0 сек.

При необходимости включить запущенный резервный ДГ на параллельную работу с сетевым генератором значительная часть времени затрачивается, как известно, на их синхронизацию. Продолжительность этой частной подпрограммы зависит от способа её реализации. В подпрограмме синхронизации (рис. 1), используемой на действующих судах, подготовка резервного генератора 1.2 к подключению к шинам 3 главного распредщита (рис. 5) производится по известному методу точной синхронизации [2, 3]. Однако по быстродействию (несколько десятков секунд и даже несколько минут) этот метод уступает на один-два порядка альтернативному варианту - методу реакторно-конденсаторной самосинхронизации, продолжительность которой составляет примерно 2-3 с [4, 8]. Поэтому, несмотря на более крупные размеры синхронизирующего оборудования, в случаях, когда на кону стоит безопасность мореплавания и сохранность жизней экипажа, резервные ДГ с целью обеспечения большей степени бесперебойности электроснабжения объекта целесообразнее подключать на параллельную работу по методу ре-акторно-конденсаторной самосинхронизации. Более высокая стоимость её оборудования будет компенсирована снижением ёмкости аккумуляторных батарей аварийных источников и агрегатов бесперебойного питания (вследствие уменьшения продолжительности обесточивания), а также использованием конденсаторов в установившихся режимах электростанции для снижения потерь энергии за счёт повышения косинуса фи генераторов [9].

Алгоритм реакторно-конденсатор-ной самосинхронизации и устройство её реализации - это тема отдельной статьи. □

Литература

1. ГОСТ 10032-80. Дизель-генераторы стационарные, передвижные и судовые вспомогательные. Технические требования к автоматизации.

2. Баранов А. П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: учеб. М.: Транспорт, 2006. 457 с.

3. Разработка рекомендаций по технической эксплуатации систем ДАУ главным двигателем и электростанцией на т/х типа «Варнемюн-де»: Отчёт о НИР / Дальневост. выс. инж. мор. уч-ще (ДВИМУ). В 3 ч.; Рук. П. М. Радченко. - ХДТ-6/74; № ГР74038729; Инв. № 5521656. - Ч. 2. Владивосток, 1975. 120 с.

4. Пат. 2488708 РФ. МПК F02D 29/06, F02D 41/06. F01M 5/02, Н02Р 9/08 Способ автоматизированного управления синхронным дизель-генератором П. М. Радченко, А. П. Данилович. Мор. гос. ун-т им. адм. Г. И. Невельского. № 2011137398/06; Заяв. 09.09.2011; Опуб. 27.07.2013; Бюл. № 21 // Открытия. Изобретения. 2013. № 21.

5. Судовое машиностроение / ЗАО Трансмашхоулдинг. СПб.: Коломенский завод Транс-Балтия, 2007. 8 с.

6. Данилович А. П., Радченко П. М. Экономичный и энергосберегающий тур-бонаддув дизель-генераторов: докл. / Материалы 9-й междунар. науч-пра-кич. конф. FEBRAT-2011 «Проблемы транспорта ДВ». Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2011. С. 156-157.

7. Данилович А. П., Радченко П. М., Резник А. Г. Адаптивный турбонаддув дизель-генератора // Транспорт РФ. 2015. № 5 . С. 42-48.

8. Данилович А. П., Радченко П. М., Резник А. Г. Бесперебойное электроснабжение судна при питании от электрогенератора турбокомпаундной системы / Мат.ериалы 8-й междунар. науч.-тех-нич. конф. FEBRAT-2009 «Проблемы транспорта ДВ». Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2009. С. 123-126.

9. Опыт исследования, проектирования и эксплуатации устройств компенсации реактивной мощности в СЭЭС // Сборник материалов по обмену опытом ЦП НТО им. акад. А. Н. Крылова / под науч. ред. П. М. Радченко. Л.: Судостроение, 1986. Вып. 436. 60 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.