probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-5-172-183probener-1993Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGКолебания мощности в единых судовых электроэнергетических системах с гребными электрическими установкамиResearch of current distribution by phases in asynchronous electric motor with a combined windingСавенкоА. Е.SavenkoA. E.

Савенко Александр Евгеньевич – канд. техн. наук, доцент кафедры Электрооборудования судов и автоматизации производства

г. Керчь, Республика Крым

Alexandr E. Savenko

Kerch, Republic of Crimea

Savenko-70@mail.ruСавенкоП. С.SavenkoP. S.

Савенко Павел Станиславович – курсант морского факультета

г. Керчь, Республика Крым

Pavel S. Savenko

Kerch, Republic of Crimea

Керченский государственный морской технологический университетРоссияKerch State Maritime Technological UniversityRussian Federation202109012022235172183Copyright © Савенко А.Е., Савенко П.С., 20222022Савенко А.Е., Савенко П.С.Savenko A.E., Savenko P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1993ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Рассмотреть применение гребных электрических установок в составе судовых электротехнических комплексов с единой электроэнергетической системой. Выделить винторулевые колонки как особый вид электродвижения морских судов в северных широтах. Исследовать единые электроэнергетические системы с гребной электрической установкой на предмет существования в них колебаний мощности. Предложить методы и средства для устранения колебаний мощности в таких системах.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Для проведения исследований рассмотрена единая электроэнергетическая система с электрическими винторулевыми колонками единственного в мире асимметричного ледокола «Балтика». Детально проанализированы все основные элементы такой системы. Проведены экспериментальные исследования, направленные на изучение режимов работы единой электроэнергетической системы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены экспериментальные осциллограммы токов параллельно работающих дизель-генераторных агрегатов в различных режимах. Отмечено существование обменных и синфазных колебаний мощности при работе единой электроэнергетической системы ледокола «Балтика». Приведены данные об отрицательном влиянии колебаний мощности на работу электротехнического комплекса ледокола.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование морских судов ледового класса является крайне важной задачей для Российской Федерации. Установка блоков, устраняющих обменные и синфазные колебания мощности, позволит повысить надежность и эффективность использования морских судов с электрическими винторулевыми колонками при обслуживании добычи углеводородов на арктическом шельфе.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Consider the use of propeller electric installations as part of ship electrical complexes with a single electric power system. Highlight the rudder drives as a special type of electric propulsion of ships in northern latitudes. Investigate unified electric power systems with a propeller electric installation for the existence of power exchange oscillations in them. Propose methods and means for eliminating power oscillations in such systems.

METHODS

METHODS. To carry out the research, a single electric power system with electric rudder propellers of the world's only asymmetric icebreaker Baltika was considered. All the main elements of such system have been analyzed in detail. Experimental studies were carried out aimed at studying the operating modes of a unified electric power system.

RESULTS

RESULTS. Experimental oscillograms of currents of parallel operating diesel-generator sets in different modes have been obtained. The existence of exchange and in-phase power oscillations during the operation of the unified electric power system of the icebreaker "Baltika" is noted. The data on the negative influence of power oscillations on the operation of the electrical complex of the icebreaker are presented.

CONCLUSION

CONCLUSION. The use of ice-class sea vessels is an extremely important task for the Russian Federation. The installation of blocks that eliminate exchange and in-phase power oscillations will improve the reliability and efficiency of the use of marine vessels with electric rudder propellers when servicing hydrocarbon production on the Arctic shelf.

обменные колебания мощностипараллельная работасудовой электротехнический комплексгенераторный агрегатгребная электрическая установкаазимутальная винторулевая колонкаpower exchange oscillationsparallel operationship electric power systemgenerating setmarine propulsion systemazimuth rudderReferencesХватов О.С., Тарпанов И.А., Кузнецов П.В. Судовая электроэнергетическая система с обратимой валогенераторной установкой по схеме машины двойного питания и дизель-генератором переменной частоты вращения. Вестник Астраханского государственного технического университета, 2021. № 3. С. 93–100.Khvatov OS, Tarpanov IA, Kuznecov PV. Ship power plant with reversible shaft generator unit operating by dual-power machine scheme and variable speed diesel generator. Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universitet. 2021;3:93–100.Dar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., et al. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences. 2017.108.14002.Dar'Enkov AB, Samoyavchev I, Khvatov OS, et al. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electricpower systems. Russian Electrical Engineering, 2017. 88(5). С. 253–258.Sen'kov AP, Dmitriev BF, Kalmykov AN, et al. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering. 2017:88(5):253–258.Губанов Ю.А., Калинин И.М., Корнев А.С., и др. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем. Морские интеллектуальные технологии. 2019. №1-1(43). С. 103–109.Gubanov YA, Kalinin IM, Kornev AS, et al. Directions of improvement for ship unified power systems. Marine Intelligent Technology. 2019;1-1(43):103–109.Zhu, Sipeng; Ma, Zetai ; Zhang, Kun ; Deng, Kangyao. Energy and exergy analysis of the combined cycle power plant recovering waste heat from the marine two-stroke engine under design and off-design conditions. Energy, 2020. Т. 210.Zhu, Sipeng Ma, Zetai Zhang, et al. Energy and exergy analysis of the combined cycle power plant recovering waste heat from the marine two-stroke engine under design and offdesign conditions. Energy. 2020, Book: 210, 118558. doi: 10.1016/j.energy.2020.118558.Грачева Е.И., Ильясов И.И., Алимова А.Н. Сравнительный анализ и исследование методов расчета потерь электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т.20 № 3-4. С. 62–71.Gracheva EI, Il'jasov I, Alimova AN. The comparative analysis and research of methods of calculation of losses of the electric power in the systems of electrical power supply of the industrial enterprises. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(3-4):62-71.Ившин И.В., Низамиев М.Ф., Владимиров О.В., Ваньков Ю.В. Измерительнодиагностический комплекс для диагностики энергетических установок. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.2014. № 3-4. С. 109-114.Ivshin IV, Nizamiev MF, Vladimirov OV. Measuring-diagnostic complex for the diagnosis of power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2014;3-4:109-114.Zhu, Sipeng; Zhang, Kun; Deng, Kangyao. A review of waste heat recovery from the marine engine with highly efficient bottoming power cycles. Renewable & sustainable energy reviews. 2020, Т. 120.Zhu, Sipeng Zhang, Kun Deng, Kangyao. A review of waste heat recovery from the marine engine with highly efficient bottoming power cycles. Renewable & sustainable energy reviews. 2020, Book: 120,109611, doi: 10.1016/j.rser.2019.109611.Geertsma R.D. Visser K., Negenborn R.R. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy. 2018. Т. 228. С. 2490-2509Geertsma RD, Visser K, Negenborn RR. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy. 2018;228:2490-2509. doi: 10.1016/j.apenergy.2018.07.080Mondejar M.E.; Andreasen, J.G.; Pierobon, L., et al. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews. 2018. Т. 97. С.126-151.Mondejar ME, Andreasen JG, Pierobon L, et al. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews. 2018;91:126-151. doi: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Савенко А.Е., Голубев А.Н. Обменные колебания мощности в судовых электротехнических комплексах. Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. Иваново. 2016. 172 с.Savenko AE, Golubev A.N. Exchange power fluctuations in ship electrotechnical complexes. Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina. Ivanovo, 2016. 172 p.Савенко А.Е., Савенко П.С. Влияние люфта на амплитуду обменных колебаний мощности в автономных электротехнических комплексах. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20. № 5-6. С. 46-54.Savenko AE, Savenko PS. Influence of backlash on amplitude of exchange power fluctuations in autonomous electric power equipment. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(5-6):46-54.Savenko A.E., Savenko P.S. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings – 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering. С. 400–405.Savenko AE, Savenko PS. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings. 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering, pp. 400–405.Алейников А.В., Голубев А.Н., Мартынов В.А. Разработка уточненной математической модели синхронного двигателя с постоянными магнитами для расчетов в реальном времени // Вестник ИГЭУ. 2017. №. 5. С. 37-43.Aleynikov AV, Golubev AN, Martynov VA. Development of a mathematical model of synchronous permanent magnet motor for real-time calculations. Vestnik IGEU. 2017;5:37-43.Савенко А.Е., Савенко П.С. Влияние постоянных времени регуляторов частоты на амплитуду обменных колебаний мощности в автономных дизельных электростанциях. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань, 2020. № 1. С. 136–144.Savenko AE. Savenko PS. Influence of time constants of frequency regulators on the amplitude of power exchange fluctuations in autonomous diesel power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2020;22(1):136-144.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.