АНАЛИЗ СПОСОБОВ СУШКИ СУДОВЫХ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О.МАКАРОВА»

Кафедра «Судовые автоматизированные электроэнергетические системы»

Курсовая работа по дисциплине «Эксплуатация судовых электроэнергетических систем»

На тему: «Расчет параметров сушки судовых синхронных генераторов переменным током, регулируемым тиристорным преобразователем в цепи обмотки возбуждения»

Вариант №1

Выполнил: студент Канев А.А.

Проверил: профессор

Приходько В.М.

Санкт-Петербург

Содержание

Введение……………………………………………………………………….4

1. Анализ способов сушки судовых синхронных генераторов…………..9

1.1. Современные суда речного флота…………………………………..10

1.2. Система электродвижения на асинхронном приводе танкеров СПГ…………………………………………………………………….26

1.3. Сушка внешним нагревом…………………………………………….31

1.4. Сушка потерями в станине……………………………………………31

1.5. Сушка током неподвижного судового синхронного генератора…..32

1.6. Сушка током вращающегося судового синхронного генератора….33

1.7. Нагрев вращающегося судового синхронного генератора при сушке в режиме симметричного короткого замыкания…………………….33

1.8. Сушка неподвижного судового синхронного генератора постоянным током в цепи обмотки возбуждения………………………………….38

1.9. Способы сушки судовых синхронных бесщеточных генераторов типов MAGNAPLUS, MAGNAMAXDVR, MAGNAPOWER…………………….39

2. Теоретические исследования сушки и восстановления изоляционных систем судового электрооборудования……………………………………..45

2.1. Математическая модель для расчетов нагрева обмоток судовых синхронных генераторов при токовой сушке………………………………45

2.2. Тепловой расчет судового синхронного генератора при сушке……50

2.3. Сушка и восстановление сопротивления изоляции синхронных генераторов в эксплуатационных условиях на судах……………………...51

2.4. Примеры расчетов параметров сушки судовых синхронных генераторов переменным током, регулируемым тиристорным преобразователем в цепи обмотки возбуждения…………………………...55

Заключение…………………………………………………………………...55

Список литературы…………………………………………………………..57

Введение

В настоящее время в большинстве развитых странах мира существуют технические и законодательные нормы, требующие строительства зданий, включая объекты водного транспорта, с эффективным использованием энергии. В России в 1996 году был принят «закон об энергосбережении» (№28-ФЗ от 03.04.96), который диктует необходимость экономного расходования невосполнимых энергетических ресурсов. На основании этого закона Минстроем РФ была принята программа «энергосбережение в строительстве» и утверждены изменения №4 СНиП «Строительная теплотехника», которые, исходя из условий энергосбережения, определяют минимальные значения приведенных сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций и зданий, строительство которых или реконструкция началась с 1 января 2000 года, в том числе на объектах водного транспорта.

Задачу проектирования и строительства энергоэффективных зданий можно успешно решить в отрасли водного транспорта, при такой конструкции оболочки здания, через которую в любое время года при любых погодных (климатических) условиях будут осуществляться устойчивые и нормированные процессы переноса тепла, влажности и воздуха.

Это требование выполняется наилучшим образом в том случае, если конструкция наружных стен зданий, объектов водного транспорта, будет выполнена в форме утепленных вентилируемых фасадов. Принцип построения вентилируемых фасадов заключается в конструктивном разделении с помощью вентилируемой воздушной прослойки оболочки, выполняющей функции защиты зданий от внешних климатических воздействий, и основного массива стены с теплоизоляцией на внешней стороне, обеспечивающего тепловую защиту.

В отрасли водного транспорта эффективное использование энергии относится к судам, портам и гидротехническим сооружениям, включая эксплуатацию судовых электроэнергетических систем и электротехнических комплексов «берег – судно», «берег – док».

На основании опыта развитых индустриальных стран установлено, что инвестиции в сферу ресурсо-и энергосбережения, в том числе и на водном транспорте, являются весьма привлекательными. Относительно быстрые сроки окупаемости затрат (в США за 14 лет в результате реализации Федеральной программы энергосбережения при стоимости программы в 2,5 млрд. долларов экономия составила 7 млрд. долларов), стимулирующая политика государства в области налогообложения, социальная значимость энергосберегающих мероприятий – всё это привело к образованию большого числа энергосберегающих компаний, деятельность которых в свою очередь стимулирует разработчиков и производителей энергоэффективного электрического и электронногооборудования, электронных устройств, систем управления, аппаратуры контроля, аппаратов защиты, тиристорных токоограничителей, полупроводниковых преобразователей, современных приборов учёта электроэнергии, энергоресурсов, способствует внедрению инновационных, нетрадиционных методов и способов производства энергии.

По состоянию на 1995 год суммарный потенциал энергосбережения в России оценивался в 500 млн. т. у. т. или около 40% всего потребления первичных энергетических ресурсов. В судостроении и судоремонте целенаправленная реализация программы энергосбережения, прежде всего на судостроительно-судоремонтных предприятиях, позволяет при существенно меньших, чем для ввода новых энергетических мощностей капитальных затратах уменьшить дефицит энергии и создать благоприятные условия для решения проблем в топливо-энергетическом комплексе.По данным РАО «ЕС России» реализация даже 1/5 потенциала электро-и теплосбережения у потребителей (соответственно 20 млрд. кВтч и 40 млню Гкал) снизит потребность в новых мощностях на 5-6%. Причем более половины возможностей энергосбережения относятся к промышленности и топливо-энергетическому комплексу, а остальные 50% - различные виды транспорта, объекты речной и морской инфраструктуры, водный транспорт, гидротехнические сооружения, морские и речные порты, танкеры, суда для перевозки сжиженного природного газа, ледостойкие погружные платформы, стационарные основания и установки для добычи нефти, газа и других полезных ископаемых в акваториях Северного ледовитого океана.

В отрасли водного транспорта располагаемый потенциал энергосбережения во многом обусловлен типовыми техническими решениями, применявшимися при проектировании систем энергосбережения судостроительно-судоремонтных предприятий, речных и морских вокзалов, портов, гидротехнических сооружений в 50-70 годы ХХ столетия. Существующая в судостроительно-судоремонтном секторе экономики практика нерационального расходования топливно-энергетических ресурсов во многом определяется сложившейся ранее системой приоритетов, при которой рациональное расходование энергоресурсов не оказывало существенного влияния на экономические показатели строительства и ремонта судов. Изменение ценовой политики, произошедшее в последние годы, привело к значительному увеличению доли энергоресурсов в себестоимости постройки и ремонта судов различного назначения, включая суда смешанного «река–море» плавания. Осуществление вынужденных мер по сокращению потребления энергоресурсов на судостроительно-судоремонтных предприятиях, гидротехнических сооружениях, в морских и речных портах, электротехнических комплексах «берег-судно», «берег-док», связанных с отсутствием финансовых средств на их оплату, как правило, проводится без должного анализа и, как правило, они являются неэффективными. В отрасли водного транспорта на объектах морской и речной инфраструктуры во многих случаях эти меры носят вынужденный характер и не подкреплены соответствующими научно-техническими проработками. В значительной степени это вызвано отсутствием единых, типовых подходов к реализации ресурсо- и энергосберегающих мероприятий в основных системах энергообеспечения судостроительно-судоремонтных предприятий, морских и речных портов, гидросооружений и электротехнических комплексов «берег-судно», «берег-док», а также морских и речных вокзалов. В этих условиях необходимо проведение всестороннего анализа реальной ситуации в указанных системах, определение основных источников потерь энергоресурсов и разработки типовых технических решений, направленных на оптимизацию структуры энергопотребления в отрасли морского и речного транспорта. При реализации первого этапа энергосбережения на судостроительно-судоремонтных предприятиях основное внимание должно быть уделено беззатратным и малозатратным мероприятиям, позволяющим при минимальных вложениях получить значительный экономический эффект. Реально это может быть сделано только в том случае, если будут разработаны типовые технические решения по реконструкции отдельных систем энергообеспечения и продемонстрирована эффективность их применения на базовых судостроительно-судоремонтных предприятиях.

Опыт энергосбережения европейских стран не может быть напрямую применён для отечественного морского и речного транспорта, поскольку условия формирования судостроительно-судоремонтных предприятий у нас и за рубежом были существенно различны. Отечественная политика в области энергосбережения должна быть ориентирована на сложившуюся в стране практику проектирования систем энергообеспечения этих судостроительно-судоремонтных предприятий, электротехнических комплексов «берег-судно», «берег-док», судовых электроэнергетических систем, должна учитывать особенности эксплуатации, в том числе и менталитет обслуживающего (судового) персонала, различие мировых и внутренних цен на топливно-энергетические ресурсы. Разрабатываемые технические и технологические решения по ресурсоэнергосбережению должны быть адаптированы к отечественному электрическому, электронному, технологическому оборудованию.

АНАЛИЗ СПОСОБОВ СУШКИ СУДОВЫХ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Судовое электрическое и электронное оборудование работает в тяжелых условиях эксплуатации, обусловленных повышенной влажностью, вибрацией, механическими ударами и перегрузками. В судовых эксплуатационных условиях наблюдается также резкое изменение температуры окружающей среды. В машинном отделении содержатся пары топлива, которые приводят к загрязнению изоляционных материалов электрических машин. На судах технического флота имеются еще более тяжелые условия эксплуатации электрооборудования в технологических комплексах.

Указанные выше условия эксплуатации судового электрооборудования отрицательно влияют на надежность его работы и приводят к снижению срока его службы. Для улучшения условий работы изоляционных материалов электрических машин необходимо периодически производить чистку загрязненной поверхности изоляции обмоток, а при низком сопротивлении изоляции – ее сушку. Особенно часто приходится выполнять сушку отсыревшей изоляции длительно не работавших асинхронных машин. Для такого ответственного электрооборудования, как судовые синхронные генераторы (ССГ), после их длительной стоянки также приходится повышать сопротивление отсыревшей изоляции [8].

Сушку такого крупного электрооборудования, как ССГ, выполнить сложнее, чем асинхронных двигателей (АД), так как в этом случае требуется значительно более мощный источник электроэнергии с особыми параметрами, которые изготовить затруднительно [2, 22]. Для крупных ССГ предложено несколько способов сушки [9, 10, 12, 16, 106] как с помощью внешних источников тепла, так и с подачей напряжения на некоторые обмотки синхронного генератора. Все указанные методы сушки [12, 106] в принципе дают положительный результат, однако на практике в судовых эксплуатационных условиях целесообразно использовать те из методов сушки, для которых можно применить имеющиеся на судах источники электроэнергии, то есть можно практически легко осуществить эти методы сушки. В работе проводится анализ существующих методов сушки ССГ и рассматриваются более подробно те из них, которые можно легко осуществить в судовых эксплуатационных условиях. Для определения необходимого теплового режима обмоток ССГ при различных способах сушки разработан тепловой расчет ССГ при сушке вращающегося и неподвижного генератора. Результаты такого расчета сравнивались с опытными данными. Формулы расчета позволяют определить необходимые значения токов в обмотках при сушке. Для проверки и уточнения требуемых значений токов производились испытания в лабораторных условиях и непосредственно на судах. Результаты этих испытаний позволяют уточнить условия выполнения режима сушки ССГ применительно к судам речного флота.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: