Авария в системе главной электроустановки землесоса типа «Черное море».
Как указывалось ранее, в общий контур тока главной электроустановки землесосов типа «Черное море» (рис. 37), кроме якорей главных генераторов и ГЭД, включен якорь носового подруливающего устройства. Схема возбуждения носового подруливающего устройства (НПУ) представляет собой единую систему со схемой возбуждения ГЭУ.
Электродвигатель НПУ фирмы «Жемон» (Франция) вертикального исполнения и имеет следующие номинальные данные: мощность 1000 л. с., напряжение — 315 В, ток — 2500 А, частоту вращения—1000 об/мин.
Двигатель может без повреждений выдерживать 20%-ную перегрузку по току в течение 1 ч. При этом необходимо, чтобы
время между двумя следующими друг за другом перегрузками было достаточным для охлаждения машины до температуры, соответствующей работе при номинальном токе. Общее время таких перегрузок в период эксплуатации машины не должно превышать 100 ч.
Электродвигатель НПУ был испытан в работе в течение 5 мин при силе тока 3750 А и при заторможенном якоре в течение 3 мин при силе тока 2500 А. Никаких повреждений и деформаций не обнаружено. Также без повреждений работал электродвигатель при частоте, превышающей номинальную на 25% в течение 2 мин.
Электромашинный возбудитель НПУ имеет две обмотки возбуждения, магнитные потоки которых направлены встречно (рис. 37). Обмотка возбуждения возбудителя ОВВ1 включена на выход поста управления ПУ, обмотка ОВВ2— на выход магнитного усилителя МУ с самонасыщением. Кроме силовых обмоток, МУ имеет обмотку смещения; обмотку управления, питаемую от поста управления; обмотку обратной связи по частоте вращения, питаемую от тахогенератора ТГ подруливающего устройства; обмотку обратной связи по напряжению на выходе МУ.
Усилитель выходит на рабочую часть, если МДС обмотки обратной связи превысит суммарную МДС обмотки управления и обмотки смещения. В этом случае обмотка возбуждения возбудителя ОВВ2 получает питание, и возбудитель размагничивается. В результате уменьшаются магнитный поток и вращающий момент электродвигателя ДНПУ. Тем самым обеспечивается защита от превышения вращения электродвигателя при падениях момента сопротивления на его валу.
В ходе проведения испытаний электроустановки землесоса 16 октября 1964 г. наблюдалась анормальная работа НПУ (рис. 38). При небольшой скорости судна, когда частота вращения левого ГЭД nд.л составляла 49, а правого nд.л — 52 об/мин, был запущен электродвигатель НПУ. Электродвигатель нормально развернулся до nц. п.у=750 об/мин за 14 с и работал около 7 с. Одновременно в схеме главной электроустановки были включены три главных генератора и два гребных электродвигателя. В течение 3,5 с напряжение на электродвигателе НПУ Uн. n.у повысилось со 159 до 223 В, а затем примерно через 2 с понизилось до 200 В. Максимальная частота вращения электродвигателя НПУ составила 1080 об/мин. После этого наблюдались длительные установившиеся колебания частоты вращения НПУ с периодом в 6 с. При этом напряжение на нем колебалось от 132 до 170 В; частота вращения — от 716 до 972 об/мин. Ток главной цепи имел первый бросок до 2710 А, провал до 2230 А. Во время последующих колебаний ток изменялся от 2580 до 2230 А. Каждый провал длился 1,5 с. Частота вращения генераторов изменялась незначительно (в пределах 2%). Напряжение возбудителя генераторов Uв.г увеличилось с 18,5 до —33 В, произошло перемагничивание возбудителя и, как следствие этого, перемагничивание генераторов. Напряжение Uг за 1 с достигло значения —38,5 В.
Рис. 38. Осциллограмма аварийного режима работы электродвигателя носового подруливающего устройства землесоса типа «Черное море».
Анормальный режим работы подруливающего устройства продолжался 205 с и прекратился только после постановки поста управления в нулевое положение. После остановки подруливающего устройства было обнаружено, что резиновые вкладыши соединительной муфты НПУ почти полностью разрушены. При отключении НПУ из контура главного тока остальная часть главной электроустановки землесоса работала нормально.
Анализ показал, что анормальный режим работы подруливающего устройства был вызван нарушением работы системы возбуждения возбудителя электродвигателя НПУ. Подобное нарушение режима работы НПУ повторилось через несколько дней с более тяжелым исходом: из-за повреждений обмотки якоря, полюсов и других узлов электродвигателя установка была выведена из строя. Для ликвидации последствий аварии НПУ потребовался капитальный ремонт электродвигателя.
Таким образом, из-за несовершенства схемных решений при ходе на свободной воде имели место серьезные аварии в ГЭУ.
В результате этого в одном случае вышел из строя главный дизель мощностью 1507 кВт, во втором — электродвигатель мощностью 735 кВт подруливающего устройства гребной электроустановки.
