в каком виде транспорта используются валогенераторы
Особенности использования валогенераторов
Валогенераторные электрические установки (ВГУ) являются составной частью судовой электрической станции и предназначены для питания приемников электрической энергией в ходовом режиме работы судна.
К ВГУ относятся установки непосредственного отбора механической энергии от главного двигателя путем соединения генератора электрической энергии либо с гребным валом, либо с валом отбора мощности на самом двигателе. В состав ВГУ входят генератор электрической энергии, передаточное устройство для передачи механической энергии от главного двигателя к генератору и электрическая аппаратура.
Валогенераторные электрические установки могут отличаться друг от друга по различным признакам: по роду передаточного устройства (с механическим, гидравлическим или электромеханическим приводом); по параметрам вырабатываемой электрической энергии (постоянного и переменного тока, с изменяющимися или неизменными параметрами), а также по способу резервирования ВГУ (резервный дизель-генератор или резервный дизель-генератор и аккумуляторная батарея).
Валогенераторная установка должна надежно обеспечивать электрической энергией все приемники ходового режима при заданном диапазоне изменения частоты вращения главного двигателя. При использовании ВГУ с изменяющимися параметрами этот диапазон составляет 85–100% номинальной частоты вращения главного двигателя. При этом напряжение генератора должно изменяться в пределах 85–105% номинального значения напряжения, а частота – в пределах 45,0–52,5 Гц, однако допускается кратковременное повышение частоты до 55 Гц. Как правило, на судне устанавливается один валогенератор, хотя в отдельных случаях их может быть несколько.
В состав электростанции с ВГУ, кроме валогенератора, могут входить резервная аккумуляторная батарея с зарядным устройством и преобразователями, а также один или несколько дизель-генераторов.
Работа валогенераторов – обычно раздельная на свою группу приемников, но в ряде случаев возможна и совместная работа с другими источниками и накопителями электрической энергии (рис. 69). Так, при ВГУ постоянного тока целесообразно использовать параллельную работу валогенератора с аккумуляторной батареей.
 |
Рис. 69. Схема валогенераторной установки при параллельной работе
При использовании в качестве валогенератора синхронных генераторов может оказаться целесообразной параллельная работа валогенератора и дизель-генератора, для этого необходимо использовать муфту свободного хода, позволяющую ротору генератора под действием вращающегося магнитного поля вращаться быстрее, чем вал приводного двигателя. В этом случае даже при остановке главного двигателя валогенератор будет продолжать вращаться, отдавая в сеть реактивную энергию.
Если в ВГУ применяется асинхронный генератор, параллельная работа его с другими дизель-генераторами также рациональна.
При раздельной работе валогенератора переход на резервный источник энергии сопровождается перерывом питания, который, однако, не должен превышать 1–2 с.
Применение валогенераторов в ряде случаев может оказаться нецелесообразным, а именно: на сухогрузных и наливных теплоходах класса М-СП, рейдовых буксирах-толкачах, паромных переправах, других судах, где время использования ВГУ не превысит 25% ходового времени.
В случае параллельной работы валогенераторов с другими источниками встает вопрос о методе их включения на параллельную работу. При ВГУ постоянного тока включение валогенераторов на параллельную работу обычно не вызывает затруднений. Если в ВГУ используется синхронный генератор, то применение точной синхронизации затруднено из-за сложности точного регулирования частоты вращения главного двигателя. В этом случае целесообразно применение метода грубой синхронизации с токоограничивающим реактором или метода самосинхронизации, при которых требования к согласованию частот вращения ниже, чем при точной синхронизации.
Дата добавления: 2016-02-02 ; просмотров: 4706 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
ВАЛОГЕНЕРАТОР
Смотреть что такое «ВАЛОГЕНЕРАТОР» в других словарях:
валогенератор — валогенератор … Орфографический словарь-справочник
валогенератор — сущ., кол во синонимов: 1 • генератор (63) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
валогенератор — валогенера/тор, а … Слитно. Раздельно. Через дефис.
Валогенератор судовой — генератор электрического тока, вращение которого осуществляется от судового валопровода или главного двигателя, обеспечивающего ход судна. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь
Судовой валогенератор — 7. Судовой валогенератор Генератор, вращение которого осуществляется от валопровода или главного двигателя, обеспечивающего ход судна Источник: ГОСТ 22652 77: Системы электроэнергетические судовые. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 22652-77: Системы электроэнергетические судовые. Термины и определения — Терминология ГОСТ 22652 77: Системы электроэнергетические судовые. Термины и определения оригинал документа: 16. Аварийная судовая электрическая сеть Судовая электрическая сеть, предназначенная для передачи электроэнергии при выходе из строя… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
генератор — источник, распределитель; хуй; агрегат, стимулятор, релаксатор, магнето, альтернатор, мазер, иразер Словарь русских синонимов. генератор сущ., кол во синонимов: 63 • автогенератор (1) … Словарь синонимов
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
Блог судового электромеханика. Электроника, электромеханика и автоматика на судне. Обучение и практика. В помощь студентам и специалистам
07.08.2020
Что такое валогенератор? Генераторы отбора мощности
На судах морского, речного и особенно промыслового флота получили распространение электрогенерирующие установки, использующие энергию главного двигателя, которые разделяются на:
Наиболее характерными режимами эксплуатации большинства типов судов являются полные и средние ходы, при которых резерв мощности на гребном валу составляет 10—15% номинальной мощности главного двигателя. В то же время опыт эксплуатации показывает, что потребная мощность электростанции в ходовом режиме работы судна обычно не превышает 10% мощности главного двигателя. Поэтому имеется реальная возможность в ходовом режиме судна отказаться от работы основных генераторов с автономным приводом и установить генераторы с приводом от гребного вала.
Установка на судах валогенераторов с целью использования главного двигателя как единого источника энергии обусловлена целым рядом преимуществ, а именно:
Использование валогенераторов приводит к снижению стоимости электроэнергии, вырабатываемой судовой электростанцией.
Валогенераторные установки можно классифицировать по роду тока, характеру соединения с гребным валом или главным двигателем, частоте вращения главного двигателя или гребного вала и по условиям работы в составе электростанции.
По роду тока они подразделяются на: валогенераторные установки постоянного тока; валогенераторные установки переменного тока; комбинированные валогенераторные установки постоянного и переменного тока.
По характеру соединения с гребным валом или главным двигателем на:
По частоте вращения главного двигателя или гребного вала на:
Условия работы в составе судовой электрической станции могут быть:
При установке на судах валогенераторов весьма важным является выбор рациональной связи генератора с гребным валом.
Генераторы постоянного тока обычно жестко соединяются с гребным валом или валом (редуктором) главного двигателя. Напряжение валогенератора при изменении его частоты вращения поддерживается на заданном уровне, воздействием на возбуждение.
Валогенераторы переменного тока должны иметь гибкую регулируемую связь, например, в виде системы Г—Д или объемного гидропривода. Жесткая связь для валогенераторов переменного тока допускается при винте регулируемого шага, если от валогенератора получают питание второстепенные потребители.
Специфика работы валогенераторов (наличие двух соизмеримых возмущений — изменения нагрузки и частоты вращения) обусловливает особые требования к их системам регулирования напряжения и частоты.
Применение на судах в качестве главного двигателя мощных ДВС дало возможность использовать энергию выхлопных газов для производства электроэнергии.
Обследование многих теплоходов показало, что полезно используется только около 35—38% тепла, выделяющегося при сгорании топлива; остальные 65—62% составляют потери, 35% из них выбрасывается с газами после турбовоздуходувок.
Повышение экономичности работы главного двигателя достигается утилизацией энергии выхлопных газов. Турбогенератор при этом получает пар от утилизационного котла.
Утилизационный турбогенератор, также как и валогенератор, обеспечивает электроэнергией потребителей в ходовом режиме.
Рис. 1. Комбинированная энергетическая установка с утилизационным турбогенератором и валогенератором
Значительная аккумулирующая способность утилизационного котла обеспечивает работу турбогенератора в течение 10—15 мин с момента остановки главного двигателя при отсутствии ощутимого снижения напряжения и частоты.
Это дает возможность запустить резервный дизель-генератор и избежать обесточивания судна.
В процессе нормальной эксплуатации при длительном снижении частоты вращения главного двигателя температура выхлопных газов его также уменьшается, что приводит к уменьшению генерируемой мощности утилизационного турбогенератора. В этом случае целесообразно вводить в работу валогенератор. Поэтому в настоящее время получают распространение комбинированные установки, когда используются утилизационный турбогенератор и валогенератор. Такая схема (рис. 1) включает главный двигатель 1, утилизационный котел 6, бытовые потребители пара и подогрев топлива 2, турбогенератор 4, валогенератор с приводом по системе Г—Д 3, автоматический регулятор 5 распределения нагрузки между утилизационным турбогенератором и валогенератором, дизель-генераторы 7, 8.
В ходовом режиме при использовании этой установки потребность судна в электроэнергии полностью обеспечивается синхронным утилизационным турбогенератором и валогенератором.
Автоматический регулятор распределения нагрузки обеспечивает постоянный отбор максимальной мощности от утилизационного турбогенератора. При недостатке мощности турбогенератора загружается валогенератор. Если нагрузка уменьшается и появляется резерв мощности у турбогенератора, то максимально возможная загрузка его обеспечивается переводом синхронного генератора валогенераторной установки в двигательный режим.
При этом валогенераторная установка получает питание от утилизационного турбогенератора и, используя обратимость электрических машин, начинает работать на гребной вал.
Поскольку валогенераторы и утилизационные турбогенераторы в ходовом режиме являются основными источниками электроэнергии, то они должны обеспечивать качество электроэнергии не ниже вырабатываемой генераторами с автономным приводом.
Кроме того, должно быть предусмотрено автоматическое переключение ответственных потребителей (например, при остановке или реверсе главного двигателя) на независимый источник питания. Если перерыв в электроснабжении допустим по эксплуатационным характеристикам потребителей, то питание их не должно прерываться более чем на 7 с.
Основные положения эксплуатации генераторов отбора мощности аналогичны описанным при рассмотрении генераторных агрегатов.
Гребные винты. Валогенераторы. Виды судовых дизелей.
Гребные винты. Валогенераторы. Виды судовых дизелей.
Гребной винт
Нормальное судно приводится в движение гребными винтами (а не трастерами, пароходными колёсами или водомётами). В случае грузового судна, когда деньги важнее, чем маневренность и высокая скорость, винт обычно один.
Два и больше винтов ставятся на быстроходных судах (пассажирские, паромы), суда по индивидуальным проектам и когда общая мощность судовой силовой установки слишком велика для одного винта.
Винт приводится в движение одним или двумя двигателями через гребной вал. Гребной винт может быть с фиксированными лопастями (винт с фиксированным шагом, цельнолитой из бронзы) или с поворотными (винт с регулируемым шагом, ВРШ).
Фиксированные винты сочетаются с реверсивным двигателем (двигателем прямого действия) или реверсивной коробкой передач (обычно на установках малой мощности). Они применяются на каботажных судах (судах, плавающих у берегов) и больших судах с двигателями, работающими на низких оборотах.
На всех остальных судах стоят ВРШ. Изменяемый гидравлическим механизмом угол атаки лопастей определяет скорость судна и направление его движения («вперёд» или «назад»).
Таким образом, для судов с фиксированным винтом и двигателем прямого действия (без коробки передач) переключиться на задний ход – целое дело. Надо заглушить главный двигатель, а потом стартовать его в обратную сторону. А двигатель иногда живёт своей жизнью, может и не завестись сразу. Судно швартуется, матрос стоит наготове у якорного тормоза, боцман с поднятой рукой смотрит на мостик.
В общем, половина разбитых причалов – результат таких ситуаций, когда судно не сумело вовремя затормозить. Двигатель не завёлся, якорь не удержал.
Когда используют валогенератор
Валогенератор – электрогенератор, работающий непосредственно от вала главного двигателя. Использование валогенератора выгодно – не тратится ресурс у вспомогательных двигателей (всё деньги, деньги…). Энергия вырабатывается, пока судно на ходу.
Как уже было сказано, скорость судна с ВРШ регулируется шагом винта, и главный двигатель всё время работает примерно на одних и тех же оборотах. В этом случае установленный на валу электрогенератор будет вырабатывать стабильное напряжение и обеспечивать судно электроэнергией.
В случае с фиксированным винтом скорость главного двигателя (частота вращения вала) всё время меняется, и обычный валогенератор не сможет поддерживать стабильное напряжение. Тогда работают электрогенераторы от дополнительных двигателей.
Однако при использовании современного оборудования (преобразователи частоты) валогенератор можно использовать и при переменной частоте вращения вала, на судах с фиксированным винтом.
Виды судовых двигателей
Ну вот мы добрались наконец до главного судового двигателя. Какие же они бывают, чем отличаются друг от друга?
Судовые дизеля могут быть двухтактными (на один цикл сгорания затрачивается два движения поршня, вниз и вверх) и четырёхтактными (четыре движения). У двухтактных двигателей цилиндры всегда стоят в одну линию (рядный двигатель). Четырёхтактные могут быть как рядными, так и V-образными (два ряда цилиндров под углом друг к другу). Преимущество V-образных моторов в том, что они в длину в два раза меньше, чем рядный двигатель с тем же числом цилиндров.
Рядные двигатели имеют максимум 12 цилиндров, V-образные – до 20.
По скорости вращения вала судовые моторы подразделяются на:
— высокооборотные четырёхтактные (частота оборотов свыше 960 в минуту);
— среднеоборотные четырёхтактные (от 240 до 960 оборотов);
— малооборотные (тихоходные) двухтактные (ниже 240 оборотов).
Низкооборотные двигатели могут непосредственно вращать винт, высоко- и среднеоборотные делают это через понижающую передачу.
Здесь и кроется преимущество высокооборотных двигателей. При одинаковой мощности на валу размеры и вес такого мотора в разы меньше, чем его низкооборотного коллеги. Но есть проблема – такие двигатели работают только на дорогом качественном топливе. Об этом – в нашей следующей статье.
В каком виде транспорта используются валогенераторы
Главное меню
Судовые двигатели
Валогенераторы используют следующие виды передачи вращающего момента и преобразования энергии: зубчатую, цепную, гидравлическую, электрическую, а также непосредственно встраиваются в линию гребного вала. Валогенераторы и утилизационные турбогенераторы, а также их комбинации не влияют на число вспомогательных дизель-генератора судовой электростанции. Как правило, общее число дизель-генератора редко выбирают меньше трех.
Отметим основные требования, которым должна удовлетворять электростанция с валогенератор:
— обеспечение устойчивой работы установки при коротких замыканиях в сети;
— бесперебойное питание ответственных потребителей при резких (до 40 % в секунду) изменениях частоты вращения гребного вала;
— обеспечение питанием ответственных потребителей при внезапных остановках главного двигателя за счет автоматического запуска резервного питания и перевода нагрузки с валогенератор или утилизационный турбогенератор на дизель-генератора;
— поддержание напряжения и частоты в допустимых пределах в условиях нормальной работы энергетических установок при включении и отключении потребителей;
— обеспечение длительной параллельной работы валогенератора, утилизационный турбогенератор и автономных дизель-генератора.
Стоимость 1 кВт установленной мощности (200 кВт) для валогенератора с генератором, встроенным непосредственно в линию вала, на 18—24 % больше, чем при использовании промежуточной передачи. Несмотря на значительные габариты, массу и повышенную стоимость, генератор, встроенный непосредственно в линию вала с малооборотным дизелем, считается наиболее эффективным. Однако пока еще отсутствуют муфты для разобщения малооборотный дизель и валогенератор. Это препятствует созданию обратимых валогенератор на их основе (применительно к среднеоборотного дизеля такие установки созданы).