автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование системы автоматического регулирования частоты и распределения активной мощности дизельгенераторов судовой электростанции

На правах рукописи

Разумный Александр Иванович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЪГЕНЕРАТОРОВ . СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Специальность: 05.09.03 - электротехнические комплексы и система,

включая их управление и регулирование.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1995

l-'anoT.-i шьмщ.'н.ч г. книининг^уичий рыосщромишлешюп компани

'••¡■-.•ш'^.ОГО фЛОТ':.

Научный руководитель - доктор технических наук , профессс

Токарев Л.И.

Официальны- оппоненты : доктор технических наук, профессор Киреев Ю.Н. кандидат технических наук, доцент Смирнова H.H.

Ведущая организация-институт ГИПРОРЫЕФЛОТ,г.Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится "_" "_" 1935 г

в_ часов на заседании диссертационного совета К 063.26.0

Санкт-Петербургского государственного электротехнического универ ситета им.В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, г.Санкт-Петер бург, у л.Проф.Попова,д.Я.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университет

Автореферат разослан " _3__" 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Балабух А. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.В условиях кризисных явлений с топливоэ-нергетическими ресурсами (ТЭР) на судах флота рыбной промышленности (ФРП) особое значение приобретают технические мероприятия, позволяющие экономить топливо на выработку электроэнергии в эксплуатационных режимах судовой электростанции 1СЭС).Одним из таких мероприятий является использование системы автоматического регулирования (САР) частоты и распределения активной мощности для экономим топлива за счет повышения качества распределения активной нагрузки между параллельно работающими судовыми генераторными агрегатами (СТА).Одним из факторов,который позволит сдержать рост затрат на единицу выпускаемой продукции, должна быть экономия ТЭР,доля которых в общих эксплуатационных расходах на промысловых судах составляет порядка 20 %.

Регулирование частоты и распределения активной мощности на судах Калининградской рыбопромышленной компании тралового флота (КРПК) "ТРАЛФЛОТ" производится в основном с помощью статических регуляторов скорости (РС) дизелей устаревших моделей.Регуляторы параллельной работы вспомогательных дизельгенераторов (ВДГ) не наши до сих пор широкого применения на судах КРПК "ТРАЛФЛОТ", хотя промышленностью освоен выпуск отдельных типов и блоков систем распределения активной нагрузки.Такое положение объясняется тем,что с одной стороны,эксплуатационники не имели до сих пор достаточно достоверных сведений о том,как влияет качество распределения активной нагрузки (степень неравномерности ¿С^1) на топливную эффективность СЭС.С другой стороны организовать поставку современных САР на суда ФРП не представлялось возможным, так как при существовавшей системе фондирования в СССР системы выпускались в ограниченном количестве и поставлялись только на строящиеся суда Минсудпрома. Дополнительный выпуск систем и оснащение ими СЭС были возможны только при увеличении их производства на заводах изготовителях .

В ранее выполненных исследованиях САР частоты и распределения активной нагрузки СТА не решалась задача рационального сочетания структуры системы (например, "базовый-ведомый", "равноправная") с законами управления серводвигателем (СД) штатного РС ("ШИМ'У'ЧИМ","релейная"), не рассматривался вопрос создания регулятора на любой тип СД простой конструкции и с минимальными зат-

ратами на производство, не проводились расчеты влияния фактора эксплуатации на перерасход топлива в СЭС.

В этой связи представляется актуальным проведение исследований, направленных на создание регулятора параллельной работы ВДГ, который обеспечит оптимальные режимы СТА с использованием имеющихся в КРИК "ТРАЛФЛОТ" технических средств.

Цель и задачи работы.Конечной целью работы является создание САР частоты и распределения активной мощности ВДГ для судов КРПК "ТРАЛФЛОТ", обеспечивающей снижение расхода топлива на выработку электроэнергии, разработка инженерной методики расчета процессов в СЭС для определения параметров САР,обеспечивающих устойчивость и необходимое качество регулирования.Снижение расхода топлива достигается повышением точности стабилизации частоты вращения и распределения активных нагрузок между параллельно работающими ВДГ в статическом режиме за счет управления параметром .Для этого необходимо было решить следующие задачи:

1.Провести анализ технических средств регулирования частоты и распределения активной мощности, выпускаемых промышленностью (УРЧН, УРМ35, ПРЧ-1М и др.) и выбрать предпочтительный вариант структуры САР.

2.Разработать математическое описание СЭС, адекватно отражающее электромеханические процессы в системе.

3.Обосновать выбор рациональной структуры САР.Для этого необходимо было исследовать качество переходных процессов (максимальное изменение частоты, время переходного процесса и др.) в динамических режимах нагружения при различных структурах управления' ("базовый ЧИМ-ведомый ШИМ", "равноправная ШИМ", "равноправная релейная"') "штатная") с различными статическими настройками ( Oji) штатных PC.Исследовать устойчивость САР выбранной структуры и предложить рекомендации по настройке параметров системы,

4.Исследовать влияние параметров настройки САР, в том числе величины зоны нечувствительности на характер переходных процессов изменения активной мощности и тока синхронных генераторов (СГ), при их параллельной работе в динамических режимах нагружения. Предложить рекомендации по определению значений параметров.

5.Обосновать необходимость применения САР частоты и распределения активной мощности на судах КРПК "ТРАЛФЛОТ", для чего провести анализ топливной эффективности, первичных двигателей (ПД) при параллельной работе СТА и изменении их нагрузки.Оценить эф-

- -

фективность работы САР выбранной структуры с точки зрения экономии топлива, сравнивая расчетные и экспериментальные данные.

6. Разработать программные средства (ПС) для решения задач расчета топливной эффективности СЭС, анализа переходных процессов параллельной работы ВДГ при различных структурах управления, исследования устойчивости САР.

'/.Разработать на базе типовых элементов модульной системы "TRANSLOG'Y'RELOG" основные функциональные узлы регулятора и системы в целом.Провести эксплуатационные испытания регулятора.

Методы исследования.В работе использовались основные положения электротехники, теории синхронных машин и двигателей внутреннего сгорания, теории автоматического регулирования, в том числе методы исследования нелинейных систем.Расчётные данные получены с использованием математического моделирования на ЭВМ.

Научная новизна.В процессе решения поставленной задачи получены следующие основные результаты:

1.Разработана математическая модель и методика моделирования электромеханических процессов в СЭС с новой САР частоты и распределения активной мощности ВДГ.Проведены исследования, рассмотрены особенности переходных процессов при моделировании структур САР для работающих в "параллель" ВДГ ("базовый ЧИМ-ведо-мый 111ИМ", "равноправная 11ММ", "равноправная релейная", "штатная"). Выполнен анализ предпочтительного варианта - "равноправной" системы релейного регулирования, обеспечивающей предложенный закон управления и подтвержденный экспериментально при испытаниях. Найдена возможность распространить предложенный вариант на СЭС различных типов судов.

2.Определены условия устойчивости параллельной работы ВДГ с новой САР частоты и распределения активной нагрузки.

3.Разработаны структурная и принципиальная схемы новой САР частоты и распределения активной нагрузки, а также рекомендации по настройке системы.

4.Разработана , методика расчета перерасхода топлива при параллельной работе ВДГ в зависимости от ± для различных вариантов компановки Щ и изменении их суммарной нагрузки.Построены номограммы для определения перерасхода топлива по типам параллельно работающих двигателей в зависимости от У^ штатных PC.

Практическая ценность.Положения, выводы и рекомендации, полученные в работе, позволяют:

сэкономить топливо на выработку электроэнергии в размере не менее 3 % от суммарного расхода топлива параллельно работающими ВДГ на заданном режиме нагружения СЭС.Определить по предложенным номограммам перерасход топлива, возникающий при параллельной работе ВДГ, в зависимости от штатных РС.

2.Повысить качество регулирования частоты и распределения активной нагрузки между параллельно работающими ВДГ.

3. Увеличить срок эксплуатации штатных РС при отклонении их статических настроек от требований ТУ завода изготовителя посредством использования центрального (вторичного) управления.

4.Использовать судовой ЗИП для ремонта элементной базы регулятора.

Реализация работы.Результаты исследований, полученные в работе, использованы для создания поставочного образца регулятора ВДГ для СЭС промыслового судна типа РТМ-А.Проведены испытания регулятора, даны рекомендации по снижению расхода топлива в СЭС. Использование результатов работы подтверждено актами, выданными КВИМУ, КУТФ, ЦНИИСЭТ.

Апробация работы.Результаты работы обсуждались на 15-й межвузовской научно-технической конференции Калининградских вузе в Минрыбхоза /г.Калининград, КТИРПиХ, 1987 г./; на кафедре электро-фикации и автоматизации судов СПбГЭТУ /г.Санкт-Петербург,1994г./; на кафедре электротехники и электрооборудования судов КТИРПиХ /г.Калининград,1994 г./; на научно-технической конференции кафедры судовых энергетических установок ГБА /г.Калининград 1994 г./

Публикации.По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ: 5 статей, 2 депонированных рукописи, 2 программы, тезисы доклада.

Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения,четырех глав,заключения,списка литературы, включающего 146 наименований, двух приложений.Основная часть работы изложена на 136 страницах машинописного текста.Работа содержит 49 рисунков,12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована необходимость применения на судах САР частоты и распределения активной мощности с целью экономии топлива на выработку электроэнергии и повышения качества распределения активной нагрузки, указан объект, сформулирована цель и задача исследований, а также основные положения, выносимые на защиту, дан краткий обзор материала, представленного в работе.

В первой главе приводятся сведения о составе,технических характеристиках и особенностях СТА и САР частоты и распределения активной мощности судов КРПК "ТРАЖОТ".Рассмотрены возможные структуры САР,способы формирования сигнала управления, сделан обзор выпускаемых промышленностью систем и устройств с исполнительным органом в виде механизма изменения уставки штатного РС дизеля с приводом от СД.

Для комплексной оценки вариантов рассматриваемых САР предложен обобщенный критерий в аддитивной форме вида

з / М Мх) - I и. I Д . х. • I ,

где 1 - номер группы показателей, Ы-З;

весовые коэффициенты групп показателей;

1 - количество критериев в каждой группе, 1,-4, 1-3, 1,-2,!;

3 - номер критерия в кавдой'группе,' 3-1-1;

Д; у-весовые коэффициенты частных критериев в каждой группе. . При этом должны выполняться условия з ;--<•

Е/--1, . 2Д-1. при 1-1-3 .

На базе рассмотренных устройств типа УРЧН, УРМ, ПРЧ и др. можно создать как систему с использованием принципа "базовый-ведомые", так и "равноправную" структуру.Результаты сравнительной оценки показали возможность использования варианта релейной системы "равноправного" регулирования.Преимущества варианта - в его надежности, простоте эксплуатации и ремонта, а также в качестве работы за счет регулирующего воздействия через СД на штатные РС.Практически речь идет о введении в систему устройства-корректирующего регулятора, который в сочетании с объектом управления -СГА- и соответствующими уравнительными связями образует новую САР

частоты и распределения активной мощности в СЭС.

Вторая глава посвящена разработке математической модели регулируемого объекта - СЭС,который рассматривается с позиций регулирования частоты сети и распределения активной нагрузки между параллельно работающими ВДГ.Параллельная работа систем ПД-СГ-РС рассматривается в рамках известной структуры и общепринятых допущений. Для аналитического исследования сложных электромагнитных процессов в СЭС использованы линеаризованные зависимости между электромагнитным моментом и углом нагрузки.Это позволяет при исследовании линейной модели использовать аппарат теории линейных систем и частотные методы анализа.Модель включает в себя описание дизеля с турбонаддувом, отражающее нелинейную зависимость индикаторного кпд от коэффициента избытка воздуха, описание РС с СД механизма изменения уставки, описание СГ и Др., а также разработгш-ное автором новое уравнение,предназначенное для моделирования (общей координаты СЭС (частоты сети), которое связывает выходные координаты ВДГ, а именно,частоты вращения валов ПД и углы нагрузки СГ.Выполнен расчет параметров и характеристик моделируемого объекта. Уравнения записаны в относительных единицах и имеют вид: дизель

№

Г 0,4625 - (¿-2,3) 0,1125, если о(в [1,1; 2,5] ; // -< 0,4576 - («/-2,5) 0,0160, если 2,5 ; ' 1 '[ 0,269 „с , если о( < 1,1 ;

регулятор

(тер2 + т«р + ^ > + Ст4 Л'С - 3о; - :

та*

0<Д.<Лс ; (Т^Р + 1) р иу. ; вращающиеся массы (вал)

синхронный генератор

М.

соза.

ч

где Х.(р) V. -згил. ;У.(0)-51п л.Ю) х' ; ХЛр)- х»——- ;

т«-и-уут^; (3г5с); уиг^; к„.-с05

где «„(р)

С ' 1. Ь

кг- + мог (Ц. + -К-

Мо" + К«!*}) ^ V " •

где А, (Л.)

1 1

* + -Г-Г-М-

h UH<h--v <w - ф? «H ) •

где TTh, Tc, TK, Tj.T., T,, Тд, T4 -постоянные времени, соответственно определяемые:турбокомпрессора (ТК),инерционностью центробежного измерителя скорости (ЦИС),вязким трением ЦИС,сеовомото-ра, иэодрома PC, разгона (торможения) ЦД механизма изменения уставки PC,разгона.ВДГ,демпферной обмотки СГ;^,^ ,ТГ, f ,Нерасчетные параметры модели;

-координа^ сервопоршня регулятора, )\i -ход: рейки топливного насоса, к -коэффициент избытка воздуха,

■/н -переводной коэффициент, обеспечивающий требуемое значм-

кие ti. на номинальном режиме, L . -величина индикаторного момента, с -коэффициент пропорциональности,определяемый по данным

режимов холостого хода и номинальной нагрузки., К^ -коэффициент ТК, \) -скорость ТК, kt -индикаторный кпд дизеля,

-статизм PC (коэффициент силовой обратной связи.), • fy -исчезающий (остаточный) статизм PC, обусловленный действием пружины изодрома, f -относительная координата ведомого поршенька изодрома., х^ -отклонение координаты муфты ЦИС, Se,S^,Sj,3oi-частоты:сети,сети номинальная,вращения валов ПД,

уставка по частоте вращения, è -координата золотника сервомотора, ? -коэффициент обратного действия ЦИС на изодром, % -сигнал управления (напряжение поданное на СД), К< -темп изменения уставки, /

Км; -коэффициент, обратный номинальному cos % CI',

(ш;),МТР-моменты¡электромагнитный СГ и трекия на валу ПД, М0 -установившееся значение активной нагрузки ПД,

-э-

Мн -активная нагрузка СЭС, <4¿ -угол нагрузки СГ, Q¿ -реактивная мощность СГ,

Хл. -реактивное синхронное сопротивление статора по оси "д", /ч^. -коэффициент взаимоиндукции пар обмоток СГ по оси "ч", '\с, -кпд СГ,

п*\ -коэффициенты пропорциональной доли е, З-го генератора в

^ номинальной мощности СЭС, Приводится математическое описание регулятора, состоящего из основных элементов¡датчиков частоты и активной 3-х фазной мощности, нелинейного 3-х позиционного элемента и др.

.(Тнч Р + 1)3С-5С; (Т^р + 1) Р; - ; \1Р - 7 |ре.;

ч*- - К, (Зс - 5^) - Кт (Р?1- Редр); г

1, если ийхс

О, если /Iк/, / < С

-1 если <-£,

'V"

где Зс,Ре. ,Р?)С? -измеренные:частота сети, активная нагрузка Ьго 1ВДГ,' среднёстанционная нагрузка СЭС, Ти4 , ТА„Н -постоянная времени датчиков, и^ -номинальное напряжение на входе СД 1-го ВДГ, и¿,¡1 -сигнал на входе реле,

-зона нечувствительности 3-х позиционного -нелинейного элемента,

К£ , Кт -коэффициенты составляющих закона регулирования. На базе метода гармонической линеаризации выполнена линеаризация нелинейности системы и исследована устойчивость на основе ее магматической модели.Определена допустимая величина [* £], при которой в системе не возникают автоколебания.Получены оценки величины £ в функции синтезируемых параметров К^ , Кт, .которые выполнены с запасом.Трехпозиционное реле записывается линейным элементом

д. А

4-

1-

г

Аг

д. «

с

п

(1)

где q. -эквивалентный коэффициент линеаризации,

А*"-амплитуда симметричных колебаний входной координаты , (А > £). •

При исследовании устойчивости были приняты предположения:

1) исследуется возникновение автоколебаний либо частоты, либо нагрузок, но не одновременно того и другого;

2) возможные автоколебания генератора считаются малыми, что позволяет считать индикаторный кпд ht каждого дизеля неизменным. Решение задачи сводится к исследованию линейной системы регулирования однотипных агрегатов, работающих одиночно и в составе СЭС.В первом случае исследуется устойчивость процесса стабилизации скорости вращения ВДГ (без^учета уравнений СГ).Во втором случае в уравнениях полагается Sc-const, ^¿-const и исследуется устойчивость процесса регулирования собственной активной нагрузки.Приводятся характеристические уравнения режимов:

1) одиночная работа

W2 (р) + W3 (р) + Та р - 0, (2)

2) работа на сеть в составе СЭС

\ (Р) + tWJp) +11 Wr (р) + Та Р - 0, (3)

где W2(p) -передаточная функция регулятора скорости,

W;(p) -передаточная функция канала коррекции частоты сети, W_(p)' -передаточная функция канала коррекции распределения нагрузок,

Wr (р) -передаточная функция синхронного генератора, w (р)~__ifl_8_

Kg ' Km

3 l4P+i ' P(T,p*i) ТадчР41 7 Pi^M) 2

Для анализа устойчивости работы указанных агрегатов при значении параметра q, из интервала (1) использована графическа!

интерпретация критерия Найквиста с применением ПС.Б этом случае уравнения (2), (3) были представлены в виде:

+ У/^ (р) - О,

д"' + (р) - 0.

где М^р) - передаточные функции, однозначно определяемые

из сравнения (4) с (2) и (5) с (3), при этом их полюса должны лежать в левой полуплоскости.Согласно критерия устойчивости частотные характеристики \1$ (зш), \1т (5и)) не пересекают ось вещественных значений левее, соответственно, точек )тйх и )~'ах. Уравнения (4), (5) были преобразованы к виду

(4)

(5)

-I

у-

и

ТаР

400

К<\л/г(Р)

(ТалнЧрЪМ

ТаР + \л/г(Р)

Анализ рисунков частотных характеристик У^О'ыЭ.Нг/З^) позволяет сделать вывод .-ограничение на зону нечувствительности по каналам регулирования частоты и распределения активных нагрузок составляет соответственно ¿0,18 % и ±2,3 %.

Выполнено исследование переходных процессов регулирования частоты и распределения активной нагрузки в СЭС со штатными РС и регулятором параллельной работы ВДГ с применением ПС.Программа моделирует параллельную работу ВДГ на общую судовую сеть с переменной нагрузкой при различных щ штатных РС, которые оснащены корректорами частоты сети и активных нагрузок агрегатов.Моделируются различные законы управления ("ЧИМ", "ШИМ", "релейный"), структуры ("базовый-ведомый","равноправная", на базе "штатных РС") в эксплуатационных режимах нагружения СЭС.Анализ переходных процессов показал, что САР "равноправного" релейного регулирования обладает некоторыми преимуществами перед другими вариантами систем и обеспечивает статическую точность поддержания частоты 0,5 % и распределение активных нагрузок с точностью 5-10 1

% и распределение максимальной номинальной мощности Р.

Мшах е1

при различных

и

отсутствии автоколебаний.

Выполнено исследование влияния параметров настройки САР (коэффициента усиления системы,зоны нечувствительности ) на характер переходных процессов изменения активной мощности и тока СГ, напряжения сети,напряжения управления СД с использованием ПС.Программа моделирует параллельную работу двух СГ на общую судовую. сеть с динамической нагрузкой в структуре "базовый-ведомый" и позволяет рекомендовать значения параметров настройки.

В третьей главе проведен анализ топливной эффективности СЭС промысловых судов КРПК "ТРАЛФЛОТ".Влияние на перерасход топлива оценивается с помощью метода анализа относительных приростов расхода топлива (ОПРТ) в ПД при изменении их нагрузки.В результате исследования показано влияние особенностей характеристик ОПРТ и их взаимного расположения на перерасход топлива 4 Вг , получены результаты сравнительного анализа топливной эффективности. СЭС с различными типами ПД.Для расчета лВ^- автором была построена вероятностно-статистическая математическая модель, которая раскрывает зависимостьВг при параллельной работе ВДГ в одном случае от параметров ,в другом от ¿¡I штатных РС.На основе этой модели'составлено ПС, которое позволяет для первого случая определить 6 В^ при разном количестве параллельно работающих ВДГ и изменении суммарной нагрузки СЭС, для второго варианта разработаны номограммы, которые позволяют рассчитать ¿Вг в зависимости от штатных РС.Даны рекомендации по достижению минимального перерасхода топлива.

Получены зависимости перерасхода топлива для двигателей :

1) одинаковой номинальной мощности от параметра ±

&вг.

(6)

к

где 0, М,..к, у-0;

1-1 <• -

2) разной номинальной мощности от параметра

АВ- € 1±лв,= Е Е±

* ¿Г--1Д I 1 г-1,11

рыг ис е1

п

кг/ч,(7)

* Л > Л

г Л'.' ¿¿6-0: * Р.. » I'. ; ЛИ; -,0 при 0.0 и 41*. >0 при 0.> 0,

¿1/1 I ¿1 Ъ <■ I С ^ I

1-1 (4) при Г-1, 1-2 (3) при $-11;

я) одинаковой номинальной мощности от параметра к

4 В.- 6 ГА.. кг/ч, (8;

г с-/ <и _г г \ 1

где 0 - В с != к , А - „ <

1 с

к

4) разной номинальной мощности от параметра

л В - - d А. + е а!, кг/ч. (9)

г . i. ь с

Для построения номограмм выражения (б), (7) были приведены к виду (8),(9).удобному для номографирования.По (8) построена циркульная номограмма, а по (9) номограмма со сдвоенной шкалой.Выражение (9) получено после подстановки в (7)_номинальных величин для выбранного типа ПД при (?Г-А-^Р<?Т . к~3> ре,ос "°'7 0,е> В выражениях (6) - (9) приняты1-обозначения : В"*-номинальный расход топлива, кг/ч, лвК-перерасход топлива i-м агрегатом по характеристике 0ПРТ с номером ^ , кг/ч,

-абсолютная и относительная степени неравномерности распределения нагрузки, кВт, %,

Рti, РгТ -фактические и номинальные мощности агрегатов, кВт,

к-число параллельно работающих ВДГ,

?Pe¿ , I^-фактическая и номинальная мощность СЭС, кВт,

d,е-постоянные величины,

Рг,ос-относительная мощность СЭС,о.е.,

Ь,'с-коэф]жциенты топливной характеристики ПД,

A¡_ -расчетный коэффициент,

ÍT -номер.характеристики 0ПРТ.

В четвертой главе рассмотрены результаты экспериментальных исследований САР, приведено описание основных функциональных узлов регулятора,которые выполнены на элементной базе систем управления техническими средствами судна "TRANSL0G","REL0G" (усилитель

мощности, нелинейный 3-х позиционный элемент, сумматор и др.), предложена методика настройки САР. дано описание телеизмерительного стенда для измерения параметров параллельной работы ВДГ,приводятся результаты экспериментальных испытаний регулятора,которые удовлетворяют данным моделирования переходных процессов и расчетам по определению снижения перерасхода топлива, выполнен расчет экономической эффективности от внедрения результатов работы.

Проведенные экспериментальные исследования показали:

1.САР стабилизации частоты и распределения активной нагрузки, реализующая структуру "равноправного" релейного регулирования, обеспечивает устойчивую параллельную работу агрегатов во всем диапазоне нагрузок.Все показатели, характеризующие работу системы, соответствуют- требованиям 3-го класса точности штатной САР с одновременным улучшением показателей качества распределения активной нагрузки, равной 5-10 £ РеТох ,а также точности поддержания частоты сети, равной 0,5 % Б,/.

2.Система позволяет экономить топливо на выработку электроэнергии в размере не менее 3 % от суммарного расхода топлива параллельно работающими ВДГ на заданном режиме нагружения.

3.Использование системы автоматизирует процесс поддержания частоты судовой сети и распределения активных нагрузок между параллельно работающими ВДГ, а также упрощает их эксплуатацию, так как отпадает необходимость в выборе "базового" генератора.Одновременно корректируется работа штатных РС в случае отклонения их статических настроек от требований ТУ завода изготовителя посредством использования центрального (вторичного) регулирования.

В целом экспериментальные исследования подтвердили правильность основных идей, заложенных в структуру системы и принятых для их реализации технических решений в регуляторе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты:

1.Разработаны математическая модель и программные средства, которые позволяют рассчитывать электромеханические процессы в СЭС в эксплуатационных режимах нагружения ВДГ.

2.Предложена структура системы "равноправного" релейного регулирования на базе электронного регулятора, воздействующего на

уставки штатных регуляторов скорости вращения дизелей и обеспечивающей решение функциональной задачи,связанной с управлением топ-ливопода^ей в различных режимах нагружения ВДГ.Система позволяет экономить топливо на выработку электроэнергии.Качество работы "равноправной" релейной САР соответствует требованиям 3-го класса точности штатных регуляторов дизелей (ГОСТ 10511-83) с одновременным улучшением качества распределения активной нагрузки и точности поддержания частоты сети в СЭС в целом,.

3.Определены условия устойчивости параллельной работы ВДГ с корректирующим регулятором, предложена методика настройки САР.

4.Получены графоаналитические зависимости, связывающие перерасход топлива в СЭС с качеством распределения активных нагрузок параллельно работающих ВДГ.Составлены программные средства,позволяющие определить перерасход топлива в зависимости от параметра ¿о-; .Построены номограммы для определения перерасхода топлива в зависимости от ^ штатных РС.Предложены рекомендации по экономии топлива.

5.Разработаны структурная схема и технические решения основных функциональных узлов регулятора, реализуемого в поставочном образце.Экспериментально проверены и подтверждены основные положения и выводы, полученные в результате аналитических и расчетных исследований.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ :

1.Разумный А.И. К оценке перерасхода топлива вспомогательными двигателями судовых электростанций / Калининградская база тралового флота (КБТФ).- КалининградД985.-7 с.-Деп. в ЦНИИТЭРХ, опуб-ликов.в библиограф.указат.ВИНИТИ N0 4 (162).-М., 1985.-N0 642 рх-Д85.

2.Разумный А.И.Причины потери качества и снижения эффективности системы управления параллельно работающими дизельгенерато-рами / Калининградская база тралового флота (КБТФ).-Калининград, 1986.-6 с.- Деп.в Мортехинформрекламе, опубликов. в библиограф, указат.ВИНИТИ N0 2 (172).-М.,1986.-N0 497-мф.

3.Управление расходом топлива оптимизацией эксплуатационных факторов вспомогательных дизельгенераторов / А. И.Разумный,Н.П.Па-лецкий, Ю.А.Калинцев, Д.А.Драчнев // Двигателестроение.-1986.- N0 1.-С.31-33.

4.Разумный А.И.,Палецкий Н.П..Шевцов В.А.Топливная эффективность судовой электростанции при распределении нагрузки между вспомогательными дизельгенераторами различной номинальной мощности // Двигателестроение.-1986.-N0 8.-С.44-47.

5.Разумный А.И.Метод определения и расчет перерасхода топлива при параллельной работе вспомогательных дизельгенераторов // Двигателестроение. -1988.-N0 10.-С.11-15.

6.Разумный А.И.Синтез и исследование регулятора параллельной работы ВДГ // Двигателестроение.-1994.-Мо 181.-С.64-73.

7.Палецкий Н.П., Разумный А.И.Влияние неравномерности распределения нагрузки между параллельно работающими ВДГ судсвой электростанции на эффективность использования топлива // Энергетические установки, холодильное и технологическое оборудование: Тезисы доклада на ХУ межвузовской науч.-техн.конференции.-Кали-нинград,1987.-С.35.

З.Драчнев Ю.А..Разумный А.И.Расход топлива дизельной энергетической установкой промыслового судна в условиях волнения /'/Двигателестроение. -1989.-N0 3.-С.41-43.

9.Расчет перерасхода топлива в первичных двигателях генераторных агрегатов судовых электростанций при их параллельной работе на один распределительный щит в зависимости от факторов эксплуатации: Программа / А.И.Разумный. Ю.А.Калинцев.Л.В.Сапожникова, Б.Б.Храбров; ВЦ Калининградский технический инс-т рыбной пром-ти и хоз-ва (КТИРПиХ).- Hhb.No 50870000432 ГООФАП СССР // Алгоритмы и программы:Информационный бюллетень.-1987.-N0 10.-С.21.

10.Моделирование работы судовой электростанции с несколькими дизельгенераторами переменного тока, параллельно включенными на общую переменную нагрузку, с корректором частоты сети и активных нагрузок с целью снижения расхода топлива:Программа / Ю.А.Калин-цев,А.И.Разумный,А.Я.Котовицжов, В.Г.Латюк, А.Г.Левин, Л.А.Мацко; Калининградское управление тралового флота (КУТФ).- Hhb.No 50910000395 ГОСФАП СССР // Алгоритмы и программы:Информационный бюллетень.-1991.-N0 7-8.-С.12.

Подп.к печати 15.09.95; Печ.л.1,0; тираж 100 экз., ротапринт КРПК "ТРАЛФЛОТ"