Решение для компенсации ударных нагрузок на первичные двигатели судовых электростанций

Инженерный центр «Автоматизация ресурсосберегающих технологий» («АРТ») — официальный партнер «Данфосс». В портфеле — уникальные и тиражируемые решения с применением продуктов Danfoss Drives. Компания специализируется на разработке и внедрении проектов с автоматизированными системами частотного регулирования, бесперебойного питания на базе преобразователей частоты, динамической компенсации на функционале активных фильтров. Среди типовых разработок — автоматическая система компенсации ударных нагрузок на первичные двигатели судовой электростанции с использованием сетевого преобразователя.

Стандартная проблема — колебания напряжения в электросети вследствие запуска мощных двигателей судовых систем. Это приводит к снижению производительности оборудования, нарушениям в работе управляющих устройств и в технологических процессах. Неконтролируемые изменения момента на валу вращающихся машин увеличивают энергопотребление и повышают износ, возрастают вибрация и шум.

Резко переменные нагрузки вызывают колебания момента, активной и реактивной мощности генераторов. Уменьшается ресурс первичных двигателей электростанций и растет удельный расход топлива.

Применение сетевых преобразователей с накопителями энергии позволяет оптимизировать состав электроагрегатов и сгладить график нагрузки на основной источник. Ключевой элемент системы компенсации ударных нагрузок на первичные двигатели судовой электростанции — обратимый AC/DC преобразователь. В его составе активный выпрямитель/ автономный инвертор напряжения AFE (Active Front End), сетевой фильтр (LCL или Sin-фильтр), специализированное программное обеспечение (Micro Grid).

Инновационное решение повышает эффективность систем компенсации высших гармоник, активной и реактивной мощности. Среди плюсов — повышение надежности электроустановки за счет стабилизации напряжения в судовой сети. Полное использование установленной мощности дизелей влияет на производительность электрооборудования. Оптимизация состава работающих агрегатов дает значительную экономию топлива. Сокращение затрат на обслуживание и ремонт, снижение энергопотребления, точное соответствие технологическим нормам обеспечивает высокую конкурентоспособность и дополнительные доходы для судовладельца.

К примеру, автоматическая система компенсации ударных нагрузок на первичные двигатели судовой электростанции с использованием сетевого преобразователя на российской буровой платформе. Суточный график нагрузки автономной электростанции — полный ток и активная мощность — при бурении винтовым забойным двигателем резко переменный. Как показали замеры, наиболее характерными примерами нагрузок являются:

• наброс нагрузки – 900 кВт за 14 секунд (65 кВт/сек), сброс нагрузки – 225 кВт/сек;
• наброс нагрузки – 1200 кВт за 5 секунд (140 кВт/сек), сброс нагрузки – 700 кВт/сек;
• наброс нагрузки – 1400 кВт за 8 секунд (175 кВт/сек), сброс нагрузки – 800 кВт/сек.

Устройство Vacon NXA 1300 5 с накопителем энергии минимизирует воздействие на основной источник и обеспечивает требуемое качество электроэнергии.

Благодаря полному использованию установленной мощности дизелей поддерживается высокая производительность бурового комплекса при работе на больших глубинах и снижению потребления топлива. Уменьшение ударных нагрузок приводит к сокращению затрат на ППО и ППР дизелей.

Игорь Зобов, генеральный директор ООО «Инженерный центр «АРТ» говорит:

Решение задачи компенсации ударных нагрузок на первичные двигатели можно применять во многих проектах в судостроении. Данное оборудование также используется в системах гибридных пропульсивных установок судов различных класса — от небольших буксиров и паромов до гигантских лайнеров и специализированных судов. Внедрение сетевых преобразователей способствует уменьшению потребления топлива и сокращению вредных выбросов в атмосферу. За счет оптимизации техпроцессов увеличивается срок службы главных двигателей, уменьшаются затраты на их обслуживание.