Достоинства и недостатки ГЭУ переменного тока

ТЕМА 6. ГЭУ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Противовключение тиристорных возбудителей для гашения магнитного поля

При остановке ГЭУ и аварийном отключении обмоток возбуждения электрических машин необходимо быстро снизить ток возбуждения. Этот процесс называется гашением магнитного поля. Быстрое гашение происходит при противовключении возбудителя. В тиристорных возбудителях такое противовключение происходит без разрыва или без переключения цепи возбуждения. Для этого тиристорный преобразователь переводится в режим противовключения – т.е. в вынужденный инверторный режим. В этом режиме угол открывания тиристоров должен быть в пределах

 

2π/3 < α < π

 

При этом ток в обмотке возбуждения сначала сохраняет направление и величину, а затем уменьшается в зависимости от постоянной времени цепи обмотки возбуждения T_B=L_B/r_B , а также от величины форсировки:

 

K=U _d.max/U _d.ном. = U_d.max/U _в.ном.

 

Напряжение возбудителя U _d изменяет знак, также изменяет знак Э.Д.С. самоиндукции, так как стремится сохранить направление тока (магнитного потока).

Процесс гашения магнитного поля происходит при непрерывном уменьшении тока возбуждения. При этом уменьшаются производные этого тока и напряжения на обмотке возбуждения. Соответственно необходимо уменьшать инвертируемое напряжение выпрямителя, а для этого надо уменьшать угол открывания вентилей автоматически. В момент, когда ток становится равным 0, угол α должен приближаться к значению α= 2π/3.

 

Как правило, у ГЭУ меньший кпд, чем у установок с непосредственной передачей энергии от теплового двигателя к гребному винту. Но при мощности агрегатов 75 МВт и использовании машин переменного тока потери в электрической передаче уменьшаются до 4%, что сравнимо с потерями в редукторах или гидравлической передаче.

Частота вращения гребного винта регулируется изменением частоты тока, питающего ГЭД – что позволяет изменять частоту вращения винта в широких пределах. Реверс ГЭД переменного тока осуществляется переключением фаз цепи главного тока, что усложняет маневрирование. Поэтому ГЭУ переменного тока применяют, когда нет частых пусков и реверсов ГЭД или частых изменений режимов плавания.

Преимущества ГЭУ переменного тока:

- возможность применения нескольких быстроходных дизель-генераторов, включаемых параллельно, что повышает кпд (за счет большой мощности);

- меньшая вибрация корпуса при синхронном и синфазном вращении гребных винтов;

- возможность питания вспомогательных механизмов от шин электродвижения, что уменьшает количество вспомогательных генераторов.

Недостатки:

- увеличение количества обслуживающего персонала;

- необходимость изменять частоту и переключать цепь главного тока при маневрировании;

- необходимость синхронного изменения частоты вращения тепловых двигателей при параллельной работе генераторов.