Превентивная защита судовой электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами

Автор: Н.В. Широков

В статье рассмотрен ряд подходов, направленных на решение задачи безаварийной эксплуатации судовых электроэнергетических систем (СЭЭС). Показано, что в целом ряде ситуаций, связанных с отказами источников электроэнергии, современные средства управления не решают эту проблему. Предложено использовать метод предупредительного управления, обеспечивающий структурную адаптацию судовой электроэнергетической системы к возникшей неисправности. Предложен алгоритм самоорганизации СЭЭС, осуществляемый исходя из прогнозирования развития текущей ситуации в электроснабжении судна, ее технического состояния, а также и технического состояния генераторных агрегатов. В статье рассмотрен ряд режимов, в которых современные средства защиты СЭЭС оказываются неэффективными, хотя полностью соответствуют Правилам классификации и постройки морских судов. В этой связи делается предположение о целесообразности изучения вопроса о необходимости корректировки требований Российского морского регистра судоходства относительно организации такого управления электроэнергетической системой, при котором отказ в частично работоспособное состояние будет происходить без перерыва в электроснабжении ответственных устройств судна. В статье предложена функциональная схема простого прибора, обеспечивающего предупредительную разгрузку СЭЭС, осуществляемую до отключения неработоспособного генераторного агрегата. Его применение позволяет исключить перегрузку сети и работу системы в переходных режимах, на которые современные первичные двигатели не рассчитаны. Разработан и представлен алгоритм управления СЭЭС в нештатном режиме, позволяющий предотвратить появление обратной мощности и обеспечить правильное функционирование системы при отказе генераторного агрегата. В статье предложено

производить превентивный запуск аварийного дизель-генератора не в момент исчезновения напряжения в сети, а в ряде нештатных ситуаций, прямым следствием которых является прекращение электроснабжения судна, например, в случае пожара в помещении вспомогательных дизель-генераторов. При этом аварийный источник электроэнергии запускается до отключения основных и в случае исчезновения напряжения мгновенно подключается к шинам и обеспечивает бесперебойное электроснабжение ответственных устройств.

Ключевые слова: безаварийная эксплуатация, судовая электроэнергетическая система, предупредительное управление, защита от обратной мощности, предупредительная разгрузка сети, превентивный запуск аварийного дизель-генератора.

УДК 621.316:658.58

Об авторе:

Н.В. Широков - канд. техн. наук, ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова», Санкт-Петербург, e-mail: shirokovn@inbox.ru

Страницы: 121-130

Список литературы

1.   Широков Н В. Метод исключения омонимичных областей в предупредительном управлении электротехнической системой / Н. В. Широков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — 2020. — Т. 12. — № 2. — с. 390 — 401. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-390-401.

2.   Saushev A., Shirokov N., Kuznetsov S. Preventive Protection of Ship's Electric Power System from Reverse Power / Aleksandr Saushev, Nikolay Shirokov, Sergey Kuznetsov// Advances in Intelligent Systems and Computing, 2021, 1258 AISC, р. 388 – 398. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_33.

3.   Широков Н.В. Предупредительное управление судовой электроэнергетической системой при отказе источников электроэнергии // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. — 2019. — Т.11. — № 2. — с. 396 — 405. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-396-405.

4.   Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: учебник для вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное / А.П. Баранов// — СПб.: Судостроение, 2005. — 528 с.

5.   Лукин С.А. Автоматическое управление электроэнергетической установкой природоохранного судна «РОССИЯ» / С.А. Лукин, К.В. Недялков, Е.Б. Тихонович // Судостроение. — 2000. — № 2. — c. 42 — 46.

6.   Yaghobi H. Fast predictive technique for revers power detection in synchronous generator / H. Yaghobi // IET Electric Power Applications. — 2018. — Vol. 12. — Is. 4. — pp. 508 – 517. DOI: 10.1049/iet-epa.2017.0491

7.   Samami M. Novel fast and secure approach for revers power protection in synchronous generators / M. Samami, M. N. Azary // IET Electric Power Applications. — 2019. — Vol. 13. — Is. 12. — pp. 2128 — 2138. DOI: 10.1049/iet-epa.2018.5961

8.   Пат. 2715555 Российская Федерация, МПК H02H 3/08 Способ определения неработоспособного генераторного агрегата / Н В. Широков; заяв. и патентообл. ООО «Форпик Стандарт Сервис». — № 2019137276; заявл. 19.11.2019; опубл. 02.03.2020, Бюл. № 7. — 9 c.

9.   Пат. 2735951 Российская Федерация, МПК H02H 7/08 Способ определения неработоспособного генераторного агрегата / Н В. Широков; заяв. и патентообл. ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. — № 2020125251; заявл. 30.07 2020; опубл. 11.11.2020, Бюл. № 32. — 15 c.