Способ управления судовой комбинированной установкой отбора мощности

ИзобРсГсН 33 с 0130 ситс 51 и Рс с, 3 пп 5)пс 1 пи 10 судогзых электроэнергетических систем и мо- ЖС ОЫТЬ ИСПОЛЬЗОВЯПО НЯ СУ Дс(Х П ДРчГИХ подвижных об сСтсзх, в которых отоор мо)31- НОСТИ 0 Г Г 13 ПО 0 ДЗЗИ ГЯТСГ 1 Я;3,151 1: И 33133(Я ИОРр(.бит(.л(Й э,Сктроэ(3 срии собстзснп 1 х нужд Осу)цест 1)ляетс 51 30 срсдст 503 Нярдг(- лсл)на работаю(цих утилизационного турбогенератора и вагОгспср;зОря.1 ел ь к) и 3 О б р стс и 31 51 51 в л 51 (.т( 51 и 0 Гз ы ис и и сс экономичности устдноки ОтбОрд мои 30 сзи и точности стабилизации пдпряжсппя электрической сети и с го частоты и увсличс; ис бЫСТ)одЕЙСТ 33 я СИСТСМЫ я 3 ТО.1313 ТРсССКОГО рСГУЛ 33 РОВЯНИ 51 13 СТОТЬ И РЯСПРС;СЛС.И 351 с)К И 13- НОЙ Пс ГРУ.3 КИ.1-д фиг.изображена припципиальпоб 10 ч н с 3 5 с х с м я с Р с(. м ы у и р я л си 5 (уд 0 15 О Й комбппировяннОЙ ) стя 33КОЙ Отбор;м 0133- ПС)СТИ, 13 КОТОРОЙ Рсс)ЛИЗУЕТС 53 Н СДГ 131 ДСМЫЙ сп особ. Нд фиг. 2 -- внеНнис хдрактс- РИСТИКИ УТИЛИЗЯЦИОП НОГО ТМРОО СПС,)ДТО)с 1 и синхронноо компспсятора.Систсх(3 состоит из обьскторегулиро 3- ПИЯ, В СОСГДБ И)ТОРЫХ ВХОДЯТ БДЛОГСН(срдтОр 1, СОсдипспный мсхс)ни 3 ески (ерсз рСДукТОр 2 с вс 1 Г 10 м Г,13 НО 10,3 ИГс)Тес 53 3 Утилиздц 303 п(ыЙ СРНхРонны 5 тУРООГС 31 сРс 3- тор 4, работающий нд парс, ырдбатыдсмом утилРздциоппым котлом 5, и синхронный КОР 1)сисаОр 6. УтилиздционыЙ тмрбо Генератор ЭЛСКтрнсЕСКИ ПОдкс 10 СП К ПЗИНяМ 7 ГЛс 3 НОГО РЯСГ 1 РЕДСЛИТС,ЬПОО .1 ИД СУДОЬОЙ элсктрос Япции посредством 3 томатпческо- ГО Гзь)кл;Очаел 51 8.ко)орый им(.сст контакт 8.2 - 8.4 синхроппыЙ кОмпспсдтор с(срез с 13 Ох 1 дтисск 33 Й Бык 1 юГдтс; ь 0, я ВЯЛОГ(.псрдтор -- чрсз стятическиЙ полх проводнпко(зый преобразователь 10 и Явтс)мдтичсский вь(ключатсль 11.1. с контактом 11.2. Утилизационный турбогсператор сндбксп 313 Ох(сз ич(.с(им рсул 5 Орох) 32 пап р 53 жения, 3 я. логепсрдпгор и синхронный комепсдтор имеют тп;)3(стори е рсгуляторь 13 и 14 303- Омкдсни 53 соотВетствсп 130, с 13 ябжеппыс каждый этдсльности системами б и 6 ъ и рдвлспи 51. В СОстд В рсгмс(яторд 50:зоч к,си 151 СИНХРОННОГО КОМПСПСс 1 ТОРЯ 3 ХОДЯТ ТДС- ж с дс)1 и к 17 11 сп и Р 51 кс 1 Р Я, Вход 1(с)О РОГО СОЕДИПСН С КЛЕММДМИ СИПХРОНН)ГО КОМПСН- сдтора, я выход через с)лок-ко)гдкт 8.2 а- ТО;1)т 13 сс 350 О Выклк) 3ел я 8.Ту роогепсрдторя с зходох) системы 6 ) правления, ;Сс 1 ТЧИК 18 ОКЯ, (.ОЕдИНСПНЫЙ сопм ВХО- дом с трансформатором 19 гока. Выход датчик(18 тОкя подкг 3 к)ссн п(3 рдллсльнО к входам системы 16 управления и норогоого ус роРсБа 20. С 33 пдс на ыхо 1 с ЭОГО ПСРОГОВОГО УСРОЙСТ 3 ЪСИ,1 Ис,СТС 51 усили Гсг 3 е 3(3 2и подаОт 33 рс.е 22.1 КОНтаКтОМ 22.2. В ПОЯСИСтСМЫ дв)ОХ)ЯТР(сСС(КОГО ряспр(.деления )еяктивпОР 1 Н 31 рузки Входит датчик 23 реактивного тока, входпыс каналы которого сосдинсны с трансформатором 24 тока и клеммами лР(гИз(3 Сион 10 5 20 25 30 35 4 45 50 Я(ого тх роогснератора, а выходной канал подкгк)чсн пярялг 1 сль(О чсрсз рязмыкяющиЙ контакт 22.2 реле, 22.1 к входу системы 16 уира 3,1 С 33(Я, а через замыкающие контакты 25. реле 25.2,которос имеет еще 0 и и паз м 1 кяющи Й контакт 25.3,клеммам датчика 26 активного тока утилизационого турбогенсратора и блок-контакта 8.3 его дтоматического выключателя 8.1. В подсистему рас(рсделения активной нагрузки Входят датчик 26 активного тока, датчик 27 давления пара на входе турбины турбогенератора, усилитель 28 регулятора 29 частоты вращения турбины турбогенератора, и система 15 управления тиристорпым регулятором напряжения валогенерагора. Датчик 26 активного тока подключен своими входными каналами к трансформатору 30 тока и клеммами утилизациошого турбогенератора. Выходы датчиков 26 и 2 и входы усилителя 28 и системы 15 управления соединены в замкнутый котур посредством замыкающих блоккоптактов 11.2 и 8.4 автоматических выклоатслей 8. и 1.1 и размыкающего консдктд 2) 3 ре 1 с )5 2 Ре е 2") 2 подк.1 ю чено в цепь, состоящую из последователью соединенных усилителя 31, порогового устройспза 32 и сумматора 33. Входы последнего подключены к выходам датчика 23 реактивюго тока и датчика 26 активного тока. Вход усилителя 28 шунтирован размыкающим контакто 3 34. реле 34.2, которое включено послсдовательпо в цепь, состоящуо ил усилителя 35 и порогового устройства 36. Вход последнего соединен с потенциомстром 37, включенным параллельно Входным клсммам системы 15 управления и усилителя 28. В состав регулятора частоты напряжения электрической сети входит датчик 38 частот Напряжения. который свсим Входом подключен к иинам 7 главного рдспрсделитсльного щита. Выходы дат(икя 38 СОс 3 пены черсч 5 зс 33 сБ)кяюпсис О,локкоптакть 11.2 и 8.4 "Бтоматических выключателей 8.1 3: 11.1 турбогенератора и валогсператоря к входам усилителя 28 регулятора частоты врапсения турбины и системы 15 управ:ения регулятором возбуждения алогснсратора.Способ управления судоой комбиниродиной установкой отбора мощности заключается в следующем.ЕегугР)рование час готы и распределение актизной нагрузки.В режиме параллельной работы валогспсраторд 1, содсрясащего в цепи якоря статический ш)лупроводниковый преобразоатель 10 с естественной коммутацией, и утилизационного турбогенератора 4, измеряют посредством датч 3(ка 38 частоты напряжения отклонение фактического значения чяс:тоты от заданного и сигналом рассогласования воздействуют через усилитель 28 13 регулятор 29 частоты вращения турбиныца собственные нужды и Тех(ического состояния утилизационного котла, то и допустимая нагрузка ца турбогенератор не остается постоянной, В этих условиях осу 3)ествляот непрерывное принудительное перераспределение активной мощности между вало 40 45 50 55 Эу- илиззциоцного турбогецератора, настроенного ца обесисчсцис астатичсской чистотнй харакеристи и 1 этого гецердторцого агрегата.Для новь(цения быстродействия процесс;) регулирования частоты напряжения указанным сигналом ра(согласования возлействук)т также ца систему 15 управления тирис- ТорцЫМ рГЛяТОрОМ 13 ВОЗОЖЛСИИ 51 Г(с)ЛО- генератора.(.,Оглясозие частот напряжения туроогенератора, работдк)це(о со стабилизированной частотой 5 Г 13, и синхронного БдлОГснера 1 Оря Выхо;3.ные цара)етры напр 5)жсния которого определяют переменной частотой вращения двигателя, выполцяот посредством статического полупроволшкового преобразователя 1 О. Коммутацию его тирис торов цри этом осуществляют по известному прин(ипу естественной коммутации с част гой напряжения ведущего генератора, т.с. утилизационного турбогенератора.роизволство электроэнергии турбогсцсратором происходит без доцолнительцы затрат топлива, так как приводная турбина работает ца парс, полученном от утилизации тепла Былопнь)х газов. На генерирование электроэнергии валогенератором дополнительно расходуют топливо в главном двигателе. Усит 313)ая это обстоятельство наименьшие экалуатяциоццые расходы получдот в том случае, когда утилизационный турбогенсратор используют в режиме максимальной нагрузки, допустимой по условиям работы утилизационного котла 5. Оставшуюся часть нагрузки электрической сети переводят цз валогсцсратор. Поскольку ддвлсцис пара ца входе утилизационного турбогенератора зависит от переменцых режимов главного;ц)игателя, расхода пара генератором и турбогенератором в функции давления пары на входе последнего.Для этого в момент замыкания автоматических выклю (ателей 8.1 и 11.1 турбогенератора и вал оге пер атора образуют замкнутый контур распределения активной нагрузки, в которыи зключают выходные цепи датчика 26 активного тока турбогенератора и датчика 27 давления пара на входе его турбины и входные цепи усилителя 28 регулятора частоты врац(ения турбогенератора и системы 15 управления тиристорным регулятором возбуждения валогенератора, причем выходные цепи датчиков 2 б и 27 соединяют встречно. В процессе параллельной работы турбогенератора и валогецератора непрерывно измеряют посредством датчиков 27 и 26 давление пара на входе турбины турбогенератора и его ак 20 25 30 1 ИБЦЫИ ТОК Нс 3 Л),(КИ 001(стТ 13 ЦЦИ. ФРРМИ- рмОт ця выоде этих датчиков сипЗлы, пропорциональные измеренным Величинам, рвци 31)к)т 3)ьИитк) и. Пол чццыи )отН 1330 Сгре 37 игцял рдзс(ости коцтрог)3 руО с помощью цорогоцого устройсп)з 3).13 с 1 " (д(. ц р(Бы ц (ц и 51 эт 11 сц Гц;1510с 3- Ц О с) Г С Ц Ц О 10 3 Ц Д 1(с Ц5 Ц Д 3 Ь 1О,3 Ц О Р 010 Б 0 О мстрот)с 3 35 Н 0,1(;)к) Г с 31:1;3,1. 1,0 торьй 3 ИЛИ Бс) ЮТ ЦО),3 ТБО 1 )(ИГЦ 1 Т(.5151 с)0 1 БК.1 К)- с(3 О им Г)с,1,)4.". ;3311 кс)к)1(им кйц г;и)- ЭТО О 3)С,С;3 Ц) ЦТИР) От 3 ОЛЦ), К) ЦИ 3(ИГ)ИТс,151 2 с). О.1 1 ) НОМ 51 И) ТЫ 1 (.Иц 3510 М РДЗЦОСТИ ИЗМ(си 51 Ю 3 ЦОРдст)ОМИЛИ ГС)515 28 и рс Ггято)д " НОГ 10 жц)ц рсГ,и- Р), Ю 113 ГО КГ 3 ЯЯ Ц Д . ) Р О И Ц 3)1 Т ) 00 Г(с НР 11 О Р З, а посредством сист мы 15 уцрдвлсция и тиристорцого регулятор.3 ток 130 300 я);(спи 51 Бдг 10 Г(.Нерс)тОВ;1. 1 ,113 си(цс 1 1 рс 13 НО (и ц 3 и От ц 3 и О м ет р ( 3О О)( 10 Б 1ц ц р( Б 1 И 1(с- ЦИС М (. ИГЦс 1, )с),(я Г)И 1 КД с 3 К) И БЦ 01 О )окс) 1 Ц)Л С И Г Ц с 3 51 О М;1, с 1 Т Ч И К 11 Л Д Б 51Ц И 51 Ц с 1 Р 3 Б 3,1 ЬТЯТГ Цс)ОРОс 1 Цс) Г )ЗКИ 31)И М)1( Ц 1 И( Ц)3 Я ЛД ВЛЕЦ 13 51 П Я)3 Ц Д )ХО,3 Т РО 01(си(.);1 ТОР(3, тО рСГуЛятОрОМ 2( уМЕНЬИдЮт рс)(0,3 цдр;3 Т);Р 001 ССРс)1 ОРО 1, 00 ,1 ОВГ 1 ИВс)51 (.ОРИ(0 (агр зки. Рсгуг)5 тором 13 при э гамБсЛИЧИБс)К)Т ТОК БОЗб ) ЛНИя 333,10 Сц)с 1 ТОр;3, ВЫЗЫБЗ 51 ПРИ(."с) И)1 Ц(1 ГР) 3 КИ,1 эл с( ГО,33 р я В)о 3 л(и с г Б и к) (. и Г ц д 510 м р;3 3 НО - ти ИО ЛВм кд 13 с 1,1 дм ОДНО)РмННО;30 иГяО ВСл И(с(11151 б Ы ср 0;3 Ил)31151 1 3) 01,с )1 распре;3 лсция цзгрзки ц исклктчзк) г исрсрегулированис 110 чд(тотцзиряжсция. 1 о мере Бьрявцив;3 ция сигцд:пц цз Бы;ол;3 латч 1 кОВ 26 и )и м11 Н 1 ци 5 13,1 ц,И)1 их рязгОсти ло тзцовки цоро(оь; О ),(. гРоиствд 36 последн 30.33)Рс)И 3(303 Б 1- одное Илево олояцис, реле 34 2 отк;ючаот, волцук) шць уплит,Я 28 ц(унт(руОт посредством контакта рсл 34 и ир(- КР с 3 Ц Д 10 Т Т(".)1 С с) М Ы.)1, 303;3 И Ст 30 )с)Ь Ц;1 Г гятор 29 чс 1 тОть 1 )рс)ц(сц 1)я т рРОГцсратора. ЗТ 3 ограни)иваот частоту ко 1 утирующих воздействий ца сервомотор ргулятора 29 частоть вращения, который является наиболее слзбьм звеном Б рдссматриваемой системе. После ц Нтировдция входа усилителя 28 си)чалом рд:цсти цд потецио метре 37 изменя от тол ько ток возбуждения вяло Иераторя, обеспечивая дальнейший перевод нагрузки )(а 1 го ло ПОГ 1 НОГО ИСЧЕЗНО ВНИ Я (.И ГЦ ДГ) Д Раз ЦО(.1 И ЦД потенциометре 37. Наблюдающееся цри этом незначительное увс,ичсцис чдстоты напряжения электрической сети утрдняот по 13 еп)3 регулирования этой частоты.При увеличении давления пара цд Бхолс турбогенератора и,1 и сбрсе нагрузки эг)ктричсской сети у сигнала разности цд потецциометре 37 мцяОг юлярцоль и цро(хсс ГСрсряс црсл 1 ци 51 на Гр 3 и прои.)ВОл 53 аНЗГ)О Исц)О, ЛЕйтБУЯ ЦЗ К;11(аЛЫ РЕ УГ 3)РОБИ). ния раскола цдра туроогецсрзторз 1 тока1307507 55 3возбуждения валогенератора в обратном направлении.Регулирование напряжения и распределение активной нагрузки.Валогенераторные системы, содержащие в своем составе статические полупроводниковые преобразователи с естественной коммутацией их тиристоров, способны выработать только активную электроэнергию, Что касается реактивной электроэнергии, то они являются ее дополнительными потребителями. Для достижения наибольшей экономичности и обеспечения в связи с этим максимальной загрузки утилизационного турбогенератора активной нагрузкой включают синхронный компенсатор 6 на параллельную работу с генераторами 1 и 4 отбора мощности. Распределяют реактивную нагрузку так, чтобы основная часть реактивной нагрузки электрической сети и преобразователя 10 приходилась на синхронный компенсатор, а утилизационный турбогенератор воспринимал только ту ее часть, которая возникает в отдельных случаях в сети сверх номинальной мощности синхронного компенсатора.Для этого напряжение электрической сети Бс регулируют известным способом за счет изменения тока возбуждения утилизационного турбогенератора 4 его автоматическим регулятором 12 напряжения, настроенного на поддержание Бс= сопМ. С целью обеспечения режима работы утилизационного турбогенератора с коэффициентом мощности, равным единице, измеряют посредством датчика 23 реактивную составлякщую его тока нагрузки, получают на выходе этого датчика пропорциональный ему сигнал и воздействуют им на систему 16 управления тиристорным регулятором 14 возбуждения синхронного компенсатора. При включении в сеть дополнительной реактивной нагрузки на первом (переходном) этапе часть этой нагрузки берет на себя турбогенератор, так как он имеет астатическую внешнюю характеристику 11 (фиг. 2) . При этом на выходе датчика 23 формируют сигнал, пропорциональный этой части реактивной нагрузки, и воздействуют им на увеличение тока возбуждения синхронного компенсатора. За счет увеличения его электродвижущей силы переводят реактивную нагрузку с турбогенератора на синхронный компенсатор. Его внешняя характеристика при этом перемещается из положения 1 в положение 1 (фиг, 2), а ток нагрузки увеличивается с 1 р до 1 г,. Нагрузку компенсатора непрерывно контролируют посредством порогового устройства 20. При увеличении тока нагрузки до установленной величины, например до номинальной, на выходе порогового устройства 20 получают сигнал, который усиливают в усилителе 21 и включают им реле 22.1 размыкающим контак 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 бтом 22.2 этого реле блокируют канал повышения тока возбуждения синхронного компенсатора. Поэтому дальнейшее увеличение реактивной нагрузки электрической сети воспринимается только утилизационным турбогенератором.При увеличении полного тока утилизационного турбогенератора номинальной (либо иной установленной) величины и при дальнейшем возрастании реактивной нагрузки электрической сети уменьшают активную нагрузку турбогенератора во избежание его нагрузки по току. Это производят следующим образом. При работе турбогенератора суммируют посредством сумматора 33 сигналы, пропорциональные активной и реактивной составляющим тока его нагрузки. Гри увеличении суммарного полного тока турбогенератора до номинальной величины получают на выходе порогового устройства 32 единичный сигнал, усиливают его в усилителе 31 и включают им реле 25. Замкнутый контур распределения активной нагрузки включают дополнительно посредством замыкающих и размыкающего контактов реле 25.2 выходную цепь датчика 23 реактивного тока, В этом контуре суммируют выходные сигналы датчика 26 активного тока и датчика 23 реактивного тока и полученный суммарный сигнал сравнивают с сигналом датчика 27 давления пара на входе турбины турбогенератора, Превьпдение суммарного сигнала датчиков 26 и 23 над сигналом датчика 27 приводит к тому, что сигналом их разности уменьшают активную нагрузку на турбогенератор, переводя ее на валогенератор, до тех пор пока сигнал датчиков 26 и 23 и сигнал датчика 25 не станут равными.При выключении утилизационного турбогенератора системой управления обеспечивают режим автономной работы валогенератора на сеть, При этом потребность в активной электроэнергии обеспечивают валогенератором, а в реактивной электроэнергии - синхронным компенсатором, Для регулирования напряжения электрической сети включают посредством размыкающего блок- контакта 8.2 автоматического выключателя 8.1 турбогенератора канал регулирования по отклонению напряжения (датчик 17) синхронного компенсатора и регулируют напряжение сети за счет изменения его тока возбуждения. Стабилизацию частоты при этом осуществляют известным способом за счет воздействия сигналом отклонения по частоте на ток возбуждения валогенератора. Контур распределения активной нагрузки размыкают посредством блок-контакта автоматического выключателя 8,1 турбогенератора. формула изобретенияСпособ управления судовой комбинированной установкой отбора мощности, содер 13075077жащий валогенератор, подключенный к электрической сети через статический полупроводниковый преобразователь, утилизационный синхронный турбогенератор и синхронный компенсатор, состоящий в том, что измеряют сигнал отклонения напряжения ца клеммах утилизационного турбогенератора и сигналы, пропорциональные давлению пара на входе турбины этого турбогенератора и его активному току нагрузки, сравнивают последние два сигнала между собой, формируют сигнал их разности, изменяют сигналом разности положение регулирующего клапана турбины турбогенератора, а сигналом отклонения напряжения - его ток возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности установки отбора моцгности и точности стабилизации напряжения электрической сети и его частоты и увеличения быстродействия системы автоматического регулирования частоты и распределения активной нагрузки, упомянутым сигналом разности дополнительно изменяют ток возбуждения валогенератора обратно пропорционально изменению величины давления пара, измеряют дополнительг 1 о частоту напряжения электрической сети, реактивный ток нагрузки утилизационного турбогенератора и ток нагрузки синхронного компецсатора, формируют сигналы, пропорциональные измеренным величинам, суммируют сигналы, пропорциональные активной и реактивной составляю 1 цим тока нагрузки утилигО зациоццого турбогенератора, формирукг г сигнал, пропорциональный его полному току, сравнивают величины сигналов, прог 1 орциоцальных частоте напряжения сети, ток нагрузки синхронного компецсатора, полном току утилизационного турбогенератора, и уг 1 омянутый сип 1 ал разности с уста 1 ювленць 1 ми значениями, причем при уменьшении последнего до установленной величины црекрагцают воздействие этого сип 1 ала на рс гулирующий клапан турбины, сигналом отклонения частоты напряжения сети изменяют одновременно положение регулирующего клапана турбогенератора и ток возбуждения валогенератора, сигналом, пропорциональным реактивному току нагрузки ути лизационного турбогенератора измецяк)тпропорционально ему ток возбуждения синхронного компецсатора, при увеличении сигнала, пропорционального току нагрузки этого компецсатора, до установленной величины прекращают повы 1 пать его ток возг)уждения, при увеличении сигнала, пропорционального полному току утилизационцо 1 о турбогенератора, до установленной величины переключают сигна,1, пропорциональный давлению пара на входе этого туобогецсра тора, на сравнение с сигналом, пропорциональным его полному току, при выклк- чении утилизационцого турбогенератора измеряют и формируют сигнал рассогласования по напряжению на клеммах синхронного компецсатора и изменяют этим сипилом ток возбуждения последнего.307507РТу 1Составитель О. Наказна 5 Редактор Н. Швыдкая Техред И. Еерес Корректор М. Шароши Заказ 1401/51 Тираж 619 Годписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4