probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2022-24-3-91-100probener-2229Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSОсобенности работы судовых электротехнических комплексов с гребными электрическими установкамиFeatures of operation of ship electrical power systems with electrical propulsion systemsСавенкоА. Е.SavenkoA. E.

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

Alexandr E. Savenko

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

Савенко Павел Станиславович – курсант морского факультета

Pavel S. Savenko - marine faculty cadet

Керченский государственный морской технологический университетРоссияKerch State Maritime Technological UniversityRussian Federation20221406202224391100Copyright © 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/2229ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Рассмотреть вопрос наличия искажений формы синусоидального напряжения и тока в автономных судовых электротехнических комплексах с гребными электрическими установками, построенных по принципу единой электроэнергетической системы. Сравнить результаты исследования искажений напряжения для электротехнических комплексов с гребными электрическими установками различной структуры и дать рекомендации по их применению.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Для проведения исследований рассмотрены единые электроэнергетические системы с гребными электрическими установками постоянного тока на пароме «Ейск» и переменного тока на асимметричном ледоколе «Балтика». Проанализированы возможности программирования при частотном управлении современными приводами винторулевых колонок с двигателями переменного тока.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены осциллограммы напряжений и токов генераторов при использовании тиристорных преобразователей и инверторов для управления гребными электрическими установками в различных режимах. Отмечены значительные пульсации и искажения синусоидального напряжения и токов генераторов при применении тиристорных преобразователей для питания гребных электрических двигателей постоянного тока. Также зафиксированы небольшие отклонения от синусоидальной формы напряжения судовой сети при использовании инверторов при управлении гребными двигателями переменного тока в составе винторулевых колонок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Вопрос обеспечения качества производимой электроэнергии в автономных электротехнических комплексах морских судов имеет большую актуальность и значимость. Для обеспечения наилучших результатов целесообразно применение азимутальных винторулевых колонок с электрическими двигателями переменного тока, управление скоростью вращения которых реализуется инверторными преобразователями частоты со звеном постоянного тока.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Consider the issue of the presence of distortions in the form of sinusoidal voltage and current in autonomous electrical power systems with electrical propulsion systems, built on the principle of the unified electric power system. Compare the results of the study of voltage distortion for electrical power systems with electrical propulsion systems of various structures and give recommendations for their application.

METHODS

METHODS. For research, unified electric power systems with DC electrical propulsion systems on the Yeysk ferry and alternating current on the asymmetric icebreaker Baltika are considered. The possibilities of programming with frequency control of modern drives of rudder propellers with AC motors are analyzed.

RESULTS

RESULTS. Oscillograms of voltages and currents of generators were obtained using thyristor converters and inverters to control electrical propulsion systems in various modes. Significant ripples and distortions of the sinusoidal voltage and generator currents were noted when thyristor converters are used to power DC propulsion electric motors. Also, small deviations from the sinusoidal form of the ship's network voltage were recorded when inverters were used to control AC propulsion motors as part of rudder propellers.

CONCLUSION

CONCLUSION. The issue of ensuring the quality of electricity produced in autonomous electrical power systems of sea vessels is of great relevance and importance. To ensure the best results, it is advisable to use azimuthing podded drive with AC electric motors, the rotation speed of which is implemented by inverter frequency converters with a DC link.

качество электроэнергиипараллельная работасудовой электротехнический комплексгенераторный агрегатгребная электрическая установкаазимутальная винторулевая колонкаpower qualityparallel operationship electric power systemgenerating setmarine propulsion systemazimuth rudderReferencesDar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., Sugakov V. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Dar'Enkov A.B., Samoyavchev I., Khvatov O.S., Sugakov V. Improving energy performance power station of ship with integrated electric propulsion. MATEC Web of Conferences, 2017, 108, 14002.Geertsma, R. D.; Visser, K.; Negenborn, R. R. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy, 2018, Том: 228, Стр.: 2490-2509 DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.07.080Geertsma, R. D.; Visser, K.; Negenborn, R. R. Adaptive pitch control for ships with diesel mechanical and hybrid propulsion. Applied energy, 2018, Book: 228, pp. 2490-2509, DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.07.080Mondejar, M. E.; Andreasen, J. G.; Pierobon, L.; Larsen, U; Thern, M.; Haglind, F. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews, 2018, Том: 91, Стр.: 126-151 DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Mondejar, M. E.; Andreasen, J. G.; Pierobon, L.; Larsen, U; Thern, M.; Haglind, F. A review of the use of organic Rankine cycle power systems for maritime applications. Renewable & sustainable energy reviews, 2018, Book: 91, pp.: 126-151, DOI: 10.1016/j.rser.2018.03.074.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electricpower systems. Russian Electrical Engineering, 2017, 88(5), стр. 253–258.Sen'kov A.P., Dmitriev B.F., Kalmykov A.N., Tokarev L.N. Ship unified electric-power systems. Russian Electrical Engineering, 2017, 88(5), pp. 253–258.Губанов Ю. А., Калинин И. М., Корнев А. С., Кузнецов В. И., Сеньков А. П. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем. Морские интеллектуальные технологии, 2019, №1-1(43), стр. 103–109.Gubanov Y. A., Kalinin I. M., Kornev A. S., Kuznetsov V. I., Sen'kov A. P. Directions of improvement for ship unified power systems. Marine Intelligent Technology, 2019, №1-1(43), pp. 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, Том: 210, Номер статьи: 118558 DOI: 10.1016/j.energy.2020.118558.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, Book: 210, 118558, DOI: 10.1016/j.energy.2020.118558.Савенко А.Е., Савенко П.С. Колебания мощности в единых судовых электроэнергетических системах с гребными электрическими установками. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021;23(5):172-183.Savenko A.E., Savenko P.S. Research of current distribution by phases in asynchronous electric motor with a combined winding. Power engineering: research, equipment, technology. 2021;23(5):172-183.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 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, pp. 400–405.Батрак Д.В., Калинин И.М., Кузнецов В.И., Сеньков А.П. Оценка качества напряжения питания в судовой электроэнергетической системе методом компьютерного моделирования // Электротехника. 2017. № 12. С. 18-23.Batrak D.V., Kalinin I.M., Kuznetsov V.I., Sen’kov A.P. Assessment of supply-voltage quality in a ship’s electric-power system by means of computer simulation. Russian Electrical Engineering. 2017. Т. 88. № 12. С. 788-794.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, Том: 120, Номер статьи: 109611 DOI: 10.1016/j.rser.2019.109611.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.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 A.E, Golubev A.N. Exchange power fluctuations in ship electrotechnical complexes. Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina. Ivanovo, 2016. 172 p.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. Измерительно-диагностический комплекс для диагностики энергетических установок. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.2014. № 3-4. С. 109-114.Ivshin I.V, Nizamiev M.F, Vladimirov O.V. Measuring-diagnostic complex for the diagnosis of power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2014;3-4:109- 114. 3Хватов 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 O. S., Tarpanov I. A., Kuznecov P. V., Ship power plant with reversible shaft generator unit operating by dual-power machine scheme and variable speed diesel generator. Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta , 2021, № 3. С. 93–100.Савенко А.Е., Савенко П.С. Обеспечение работы электротехнического комплекса современных судов специального назначения с динамическим позиционированием. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2021;23(6):99-108.Savenko A.E., Savenko P.S. Supporting the operation of the electrical power system of modern special purpose vessels with dynamic positioning. Power engineering: research, equipment, technology. 2021;23(6):99-108.

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