Генератор; 2 - дизель; 3 - рамадизель - генератора
НАЗНАЧЕНИЕ
Вспомогательный дизель-генератор предназначен для установки на судах в качестве источника переменного тока и может использоваться для одиночной и параллельной работы с другими агрегатами в соотношении мощностей от 1:3 ДО 3:1. Агрегат состоит из дизеля и генератора переменного тока, расположенных на общей раме и соединенных между собой резинокордной шинной муфтой. Установлен агрегат на судовой фундамент на амортизаторах типа АКСС 400М. Дизель-генератор имеет газоплотную конструкцию. Забор воздуха производится из машинного помещения.
Краткое описание ВДГ
В состав дизель-генератора входят дизель и генератор, установленные на общей раме, и система ДАУ. Передача мощности от коленчатого вала дизеля к ротору генератора осуществляется через эластичную муфту. Особенностьюдизель-генератораявляется его автономность.
Дизель-генератор оборудован системой автоматизации, которая обеспечивает автоматический и дистанционный запуск и остановку, автоматическое поддержание и контроль состояния технических параметров дизеля и генератора.
Дизель-генератор поставляется комплектно с запасными частями, набором инструмента и приспособлений для обслуживания при эксплуатации.
Схема топ ливной системы
1 - манометр; 2 - форсунка; 3 - дренажный трубопровод; 4 - трубопровод запорного топлива; 5 - фильтр грубой очистки топлива; 6 - клапан; 7 - клапан редукционный; 8 - насос топливоподкачивающий; 9 - фильтр тонкой очистки топлива; Ю - насос гидрозапора; 11 - насос топливный высокого давления; I - от расходной емкости; II - слив просочившегося топлива
Топливная система обеспечивает впрыск в камеру сгорания дизеля в определенной последовательности строго дозированных порций мелкораспыленного топлива. Топливо из расходной емкости подается топливоподкачивающим насосом 8 через фильтр 9 в полость всасывания насоса 10 гидрозапораи топливного насоса 11 высокого давления, который нагнетает топливо по трубопроводам через форсунки 2 в цилиндры дизеля.Насос гидрозапора форсунок подает топливо через редукционный клапан 7 по
трубопроводу 4 к форсункам в полость над иглой распылителя, обеспечивая ее запирание. Редукционный клапан поддерживает в запорном трубопроводе 4 заданное давление 14,7 МПа /150 кгс/см2, перепуская излишки топлива обратно в полость всасывания подкачивающего насоса. Трубопровод запорного топлива 4 выполняет роль аккумулятора и имеет объем 750 см3. Давление в трубопроводе запорного топлива контролируется по манометру 1. Расходная емкость должна располагаться выше оси подкачного насоса не менее чем на 600 мм во избежание подсоса воздуха в топливную систему. Насос гидрозапора, фильтр топлива, насос высокого давления и трубопровод запорного топлива имеют пробки для спуска
воздуха из системы. Между расходной емкостью и топливоподкачивающим насосом необходимо установить фильтры, если не имеется средств топливоподготовки.
Схема системы смазки
1 - аппараттеплообменный; 2 - клапанпереливной; 3 - фильтрприемный; 4 - насосмасляный; 5 - насос ручнойпрокачкимасла; 6 - маслораспределитель; 7 - кранмуфтовый; 8 - фильтртонкойочисткимасла полнопоточный; 9 - маслоочистигельцентробежный; 10 - турбокомпрессор; II - регулятортемпературы; 12 - охладительмасла; 13 - релескорости; 14 -насостопливный; 15 - пневмонасос; I - масловкартере;II - водаксистемеподогрева; III - к кореннымподшипникам; IV - кподшипникамраспределительноговала; V - наваликикоромысел; VI - к подшипникамприводараспределения
Смазкаподшипников генераторов - консистентная, закладываемая при сборке генераторов. Для предотвращения вытекания смазки из подшипниковых узлов внутренние крышки подшипников выполнены с уплотнениями из асбестового шнура, наружные - с лабиринтными канавками.
Система смазки дизелей - циркуляционная под давлением и разбрызгиванием.
Масляный насос 6 забирает масло из картера дизеля через приемный фильтр 3 и подает под давлением к масло-распределителю 7 и дальше к фильтру 9 тонкой очистки, центробежному маслоочистителю 10, турбокомпрессору 11 и регулятору 12 температуры. Давление масла в главной магистрали дизеля и перед маслоочистителем регулируется редукционным клапаном маслораспределителя, дросселем и переливным клапаном 2, установленным в конце главной магистрали на торце фундаментной рамы. Температура масла в системе смазки дизеля автоматически регулируется регулятором 12 температуры. Охлаждается масло в охладителе 13. От регулятора 12 и охладителя 13 масло поступает на валики коромысел /V/, к подшипникам /VI/ привода распределения, топливному насосу 15, реле 14 скорости, к подшипникам распределительного вала /IV/, к коренным подшипникам /Ш/коленчатого вала и через сверления в коленчатом вале - к шатунным подшипникам, а по.каналам в шатунах - на смазку верхних головок шатунов.
Маслом, поступающим на валики коромысел /V/, смазываются подшипники валиков коромысел, сферические поверхности штанг толкателей, толкатели и направляющие втулки впускных и выпускных клапанов.
Схема системыохлаждения
I - охладительводы; 2 - охладительмасла; 3 - охладительвоздуха; 4 - насосвнешнегоконтура; 5, 6, 11 – кранызапорныемуфтовые; 7 - расширитель; 8 -регулятортемпературы; 9 - насосвнутреннегоконтура; 10 - турбокомпрессор; 12 – аппараттеплообменный; I - циркуляционноемасло; II - отводзабортной воды; III - наддувочныйвоздух;IV - подводзабортной воды; V - отводпара; VI - пополнениесистемы; VII -ксистемепрогрева; VIII - издизеля; IX - вдизель; X - масловкартере; XI - ксистемепрогрева.
Система охлаждения состоит из насоса 9 внутреннего контура пресной воды, насоса 4 внешнего контура забортной воды, охладителя воды 1, охладителя масла 2, охладителя воздуха 3 /для дизелей -снаддувом/, расширителя 7, регулятора температуры 8, трубопроводов пресной и забортной воды и расширительного бачка В.
Система охлаждения - двухконтурная /переход на одноконтурнуюне предусмотрен.
Турбокомпрессор, втулки и крышки цилиндров охлаждаются пресной водой, температура воды регулируется автоматически регулятором температуры 8. Масло, пресная вода и наддувочный воздух охлаждаются забортной водой.
Пресная вода из расширителя 7 засасывается насосом 9 и подается через терморегулятор 8 в охладитель воды 1, затем в распределительную трубу А и далее по отдельным патрубкам - в зарубашечное пространство блока цилиндров. Часть воды от распределительной трубы отводится на охлаждение турбокомпрессора. Из зарубашечного пространства блока цилиндров вода перетекает в крышки цилиндров. Из крышек цилиндров и турбокомпрессора вода поступает в отводящую трубу и затем в расширитель.
На расширителе 7 имеется фланец для подсоединения трубы подвода воды из расширительного бачка, вода из расширительного бачка в систему охлаждения должна поступать самотеком, поэтому его необходимо располагать выше расширителя 7. Отвод пара из системы охлаждения производится через расширитель 7 в расширительный бачок. Трубопровод, соединяющий их, не должен иметь провисаний, способствующих образованию паровых пробок.
Циркуляция забортной воды происходит в такой последовательности: самовсасывающий насос 4 забортной воды подает воду в трубный пучок охладителя воздуха 3, оттуда вода поступает в охладители воды 1 и масла 2, а затем на слив. Температура воды в дизеле контролируется с помощью дистанционных термометров на контрольном щите приборов. По требованию заказчика дизель-генератор может поставляться без насосов забортной и пресной воды. В этом случае давление воды в судовой магистрали, подсоединенной к системе охлаждения дизеля, должно быть не более 150-160 кПа (1,5-1,6 кгс/см2).
5.5. Устройство ГРЩ: применяемые материалы, изоляции шин от корпуса, марки кабелей и проводов.
Главный распределительный щит (ГЭРЩ) служит для приема электро-энергии от генераторов и передачи ее другим щитам и ответственным потребителям.
Как правило, ГЭРЩ состоят из отдельных секций: генераторных, управления, распределительных. Каркасы секций ГЭРЩ сваривают из угловой, а лицевые панели изготовляют из листовой стали. Количество секций ГЭРЩ определяется составом источников питания и потребителей
судовой электростанции. Вся коммутационная аппаратура — автоматы,рубильники, переключатели — и все токоведущие части устанавливаются за лицевой панелью. На лицевую панель выводятся шкалы измерительных приборов, приводы автоматов, рукоятки переключателей, кнопки управления, штурвалы реостатов, глазки сигнальных ламп (рис. 1). Для каждого генератора на ГЭРЩ должны предусматриваться коммутационные,защитные и измерительные приборы.
Рис. 1. Главный электрический распределительный щит (ГЭРЩ): I и II — генераторные панели; III и IV — распределительные панели; 1 — регулятор воз-буждения с дистанционным приводом; 2 — регулятор возбуждения без дистан-ционного привода; 3 — автоматический воздушный выключатель; 4 — трехпо-люсный переключатель с рычажным приводом; 5 — универсальный переключа-тель; 6 — пакетные выключатели; 7 — установочные автоматические выключате-ли; 8 — сигнальные лампы.
Для генераторов переменного тока, предназначенных для параллельной работы, на панелях ГЭРЩ должны устанавливаться органы управления регуляторами частоты вращения и первичных двигателей. Вольтметр и частотомер генератора должны подключаться до его автомата. Переключатель амперметра на переменном токе должен обеспечивать закорачивание вторичных обмоток трансформаторов тока в периоды, когда токи не замеряются. В цепи возбуждения генератора трехфазного тока мощностью выше 500 кВт должен предусматриваться амперметр, устанавливаемый на генераторной панели щита.
Дополнительно к мегаомметру желательна установка на щите автоматиче-ского прибора контроля изоляции сети, реагирующего на одинаковое понижение сопротивления изоляции во всех полюсах и фазах и на уменьшение его в любом полюсе или фазе.
На панелях секций потребителей устанавливаются автоматы, объединяю-щие работу коммутационной и защитной аппаратуры. Контроль потребления электроэнергии отдельными ответственными потребителями на этих панелях осуществляется амперметрами на три — шесть направлений. В случае автоматизированного и дистанционного управления электроэнергетической системой судна часть перечисленной аппаратуры ГЭРЩ размещают на пульте управления.
Схемами ГЭРЩ предусматривается раздельная или параллельная работа
генераторов. Раздельная работа, т. е. работа двух или трех генераторов на от-дельные участки шин или на отдельные шины, применяется в том случае, если параметры генератора или первичных двигателей не удовлетворяют условиям параллельной работы.
Современные схемы ГЭРЩ постоянного и переменного тока обеспечивают продолжительный или кратковременный режим параллельной работы всех генераторов судовой электростанции. Кратковременный режим параллельной работы генераторов применяется в случае, если при эксплуатации судна работает один генератор, а установленные агрегаты (генератор — первичный двигатель и их системы регулирования) не могут по каким-либо причинам обеспечить длительной устойчивой параллельной работы. Таким образом, в этом случае требуется только кратковременной режим параллельной работы в период перевода нагрузки с одного генератора на другой.
Распределительные щиты обычно собирают из типовых блочных ящиков, представляющих собой штампованную конструкцию, состоящую из корпуса и дверцы. В любой из стенок блочных ящиков могут быть отверстия для прохода соединительных проводов; соединяют с помощью болтовых соединений и резиновых уплотнений. Внешние кабели вводятся снизу через вырез или сальники в зависимости от необходимой степени защиты щита.
5.6. Однолинейная схема распределения электроэнергии.
5.7.Системы регулирования напряжения: описание их работы, оценка точности поддержания напряжения, способы настройки регулятора напряжения.
Генераторы типа MCCустановлены на большом количестве судов отечественной постройки. Схема их СВАРН сравнительно проста (рис. 4.8, а), система показала себя надежной в эксплуатации. Основные элементы, входящие в систему: синхронный генератор G; трансформатор компаундирования ТК; блок силовых выпрямителей (JZI (включен на напряжение суммирующей обмотки wcи подает питание на обмотку ОВГ); генератор начального возбуждения TUB с выпрямителем UZ 2; управляемый дроссель с рабочими обмотками wnи обмоткой управления wy; компенсатор реактивной мощности (ТА, R 3) с выключателем SA; резистор термокомпенсации RK; автоматический выключатель QF генератора; выключатель тока возбуждения QS; дополнительные резисторы R1, R 2, R 3.
Вторичная обмотка ivтрансформатора компаундирования и выпрямитель UZ 3 образуют цепь питания обмотки управления дросселя насыщения. Все 3-фазные обмотки ТК расположены на 3-стержневом магнитопроводе. У стержня, на котором расположена обмотка wc, установлен магнитный шунт, который увеличивает индуктивное сопротивление этих обмоток. Векторы тока и магнитного потока Фи обмоток wHотстают oтвектора напряжения на угол примерно 90°. Процесс амплитудно-фазового компаундирования поясняется с помощью векторной диаграммы, представленной на рис. 4.8, б.
В режиме начального возбуждения генератора ГНВ через выпрямитель UZ 2 обеспечивается устойчивое начальное возбуждение. В номинальном режиме работы СГ большее напряжение на выходе выпрямителя UZ 1 запирает выпрямитель UZ 2 иГНВ оказывается отключенным. Часть энергии суммирующих обмоток wcпоступает в рабочие обмотки wpуправляемого дросселя. При увеличении тока в обмотке управления wсердечник дросселя подмагничивается, поэтому индуктивное (полное) сопротивление обмоток wpуменьшается. Увеличивается ток в этих обмотках (ток отбора), а значение тока в ОВ Г и напряжение генератора уменьшаются. Через управляемый дроссель происходит регулирование ЭДС генератора по напряжению и изменению температуры (температурная компенсация), а также распределение реактивных нагрузок при параллельной работе СГ.
При уменьшении напряжения СГ уменьшается напряжение на обмотках w и выпрямителе UZ 3. Уменьшению тока в обмотке wy будет соответствовать размагничивание магнитопровода дросселя и уменьшение тока в обмотках w у. Следовательно, ток выпрямителя UZ 1 увеличится и напряжение СГ будет увеличено до стабилизируемого значения.
Принагреве СГ падение напряжения на его обмотках увеличивается и при неизменной ЭДС генератора напряжение уменьшится. При нагреве сопротивление резистора
RK, встроенного в корпус СГ, увеличится, ток в обмотках wyуменьшится, индуктивное сопротивление обмоток w
pувеличится, что приведет к увеличению тока возбуждения и напряжения СГ.
При одиночной работе генератора выключатель SA замкнут и ЭДСтрансформатора тока ТА не влияет на работу регулятора. При параллельной работе СГ выключатель SA разомкнут и ЭДС трансформатора ТА создает ток через резистор R 3, на нем возникает падение напряжения UR3 На выпрямитель UZ 3 поступает напряжение управления Uy = = UCB + UR 3. При увеличении реактивного (индуктивного) тока генератора вектор полного тока фазы A (IA) переместится в положение IA(рис. 4.8, в) и вектор падения напряжения на резисторе R 3 тоже переместится в положение UR 1 Напряжение управления I/y1= UCB + UR 1 увеличится, что приведет к уменьшению ЭДС генератора, и часть индуктивной нагрузки автоматически перейдет на второй генератор. С помощью резистора R 2 можно изменять уставку стабилизации напряжения, а с помощью резистора R 1 - проводить настройку.
5.8. Обеспечение параллельной работы генераторов, перевод и распределение нагрузки.
Обычно на электростанциях устанавливают несколько синхронных генераторов для параллельной работы на общую электрическую сеть. Это обеспечивает увеличение общей мощности электростанции (при ограниченной мощности каждого из установленных на ней генераторов), повышает надежность энергоснабжения потребителей и позволяет лучше организовать обслуживание агрегатов.
В настоящее время параллельная работа генераторов является основным режимом работы СЭС.
Отметим основные особенности параллельной работы генераторов: обеспечивается бесперебойность в снабжении электроэнергией приемников путем включения резервного генератора взамен вышедшего из строя;
достигается наиболее полная загрузка генераторов путем своевременного отключения одного или нескольких из них при уменьшении общей нагрузки СЭСувеличиваются токи КЗ, в связи с чем повышаются требования к электродинамической и термической устойчивости коммутационно-защитной аппаратуры;усложняется система управления СЭС вследствие применения узлов синхронизации, распределения активных и реактивных нагрузок, защиты от перехода СГ в двигательный режим и др.
Регистр СССР предъявляет следующие требования к генераторам, предназначенным для параллельной работы:отношение номинальных мощностей генераторов не должно превышать 3:1 (в противном случае параллельная работа генераторов будет неустойчивой);степень неравномерности активных и реактивных нагрузок генераторов не должна превышать ±10 % номинальных активной и реактивной мощностей меньшего из параллельно работающих генераторов.
Пропорциональное распределение активной нагрузки параллельно работающих генераторов обеспечивается применением функционально специализированных устройств распределения мощности (например, типа УРМ в системе "Йжора") или регуляторами частоты вращения ПД, а реактивной нагрузки - системами самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения совместно с устройствами статизма и уравнительными связями.
5.9. Контроль за изоляцией судовой сети и ГРЩ.
Измерение общего сопротивления изоляции судовых сетей, находящихся под напряжением, должно производиться с помощью щитовых мегаомметров. Показания щитовыхмегаомметров следует снимать после полного успокоения стрелки прибора.
Величина сопротивления изоляции судовой сети с подключенными потребителями не регламентируется. Она зависит от разветвленности сети и числа установленных потребителей.
По условиям безопасности предельная минимальная величина сопротивления изоляции сетей переменного тока напряжением до 500 В принимается равной 0,01 МОм.
Устройства непрерывного автоматического контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока должны быть постоянно включены. При их срабатывании допускается отключать только звуковой сигнал, который должен быть снова включен сразу же после отключения участка сетис пониженным сопротивлением изоляции.
Не следует допускать параллельного включения устройств, контролирующих сопротивление изоляции сетей различных секций шин при их соединении в единую систему.
При электроснабжении судна от береговой сети устройства автоматического контроля сопротивления изоляции следует отключать. Рекомендуется в таких случаях раз в сутки кратковременно переводить электроснабжение с береговой сети на судовой генератор для возможности осуществления контроля сопротивления изоляции щитовыми приборами.
Сопротивление изоляции судовых сетей, при снятомнапряженки, должно измеряться как по отношению к корпусу, так и между фазами (полюсами), Для измерений следует применять переносные мегаомметры класса точности не хуже 1,5 с рабочим напряжением, указанным в таблице 1.
| Напряжение измеряемой сети или электрооборудования, В
| Рабочее напряжение мегаомметра, В
|
| до 50
| 100
|
| 51 -100
| 250
|
| 101-400
| 500
|
| 401 -1000
| 1000
|
| свыше 1000
| 2500
|
Величины сопротивлений изоляции электрооборудования должны соответствовать рекомендациям заводских формуляров или инструкций по эксплуатации.
При отсутствии рекомендаций величины сопротивлений изоляции электрооборудования, находящегося в эксплуатации, должны быть не менее значений, указанных в таблице.
Измерение сопротивления изоляции электрооборудования в нагретом (рабочем) состоянии должно выполняться немедленно после вывода из действия и отключения питающего напряжения.
Отсчет величины сопротивления изоляции должен производиться не ранее, чем через 1 минуту после приложения испытательного напряжения.
Электрическое оборудование
Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
