Электроэнергетические системы судна. Судовые электростанции.

Лекция 2

Судовые электрические станции. Аппаратура судовых электростанций.

Под электрической станцией понимают совокупность ряда механизмов, машин, приспособлений и устройств. В состав электрической станции входят первичные двигатели, генераторы, главный распределительный щит со смонтированными на нем аппаратурой и различными вспомогательными устройствами. Обычно электрические станции на судах размещаются в машинных отделениях.

Источниками электрической энергии на судах служат генераторы как переменного, так и постоянного тока, приводимые в движение первичными двигателями (двигателями внутреннего сгорания, паровыми машинами или турбинами), и аккумуляторные батареи.

Генераторы вместе с первичными двигателями называют агрегатами и по роду первичного двигателя разделяют на парогенераторы, турбогенераторы и дизель-генераторы. Паро- и турбогенераторы устанавливают на судах с пароэнергетическими установками, дизель-генераторы—на всех теплоходах, а иногда и па пароходах.

Генераторы вместе с первичными двигателями называют агрегатами и по роду первичного двигателя разделяют на парогенераторы, турбогенераторы и дизель-генераторы. Паро- и турбогенераторы устанавливают на судах с пароэнергетическпми установками, дизель-генераторы—на всех теплоходах, а иногда и па пароходах.

По назначению судовые электростанции разделяются па следующие.

1. Электрические станции небольшой мощности, предназначенные преимущественно для освещения судна; мощность этих электростанций, как правило, не превосходит несколько десятков киловатт. Такие станции устанавливают на судах, где вспомогательные механизмы не электрифицированы, а имеют паровой привод (на пароходах с паровыми поршневыми машинами).

2. Электрические станции, предназначенные для обеспечения работы вспомогательных механизмов и устройств и для освещения судна; мощность этих электростанций может достигать нескольких сотен и даже тысяч киловатт. Такие электростанции устанавливают на судах с паротурбинными, дизельными и газотурбинными установками, где вспомогательные механизмы электрифицированы.

3. Электрические станции, предназначенные для обеспечения работы гребной электрической установки судна, привода вспомогательных механизмов и устройств и освещения судна; мощность таких электростанций достигает нескольких тысяч киловатт. Они устанавливаются на турбо- и дизель-электроходах.

Судовые электростанции устанавливают, как постоянного, так и переменного тока в соответствии с Правилами Регистра. При применении постоянного тока обеспечивается возможность плавного регулирования частоты вращения электродвигателей в широких пределах, способность их к перегрузке и большой пусковой момент. При применении переменного тока обеспечивается простота и дешевизна исполнения двигателей, их небольшие масса и размеры, а также ряд других преимуществ. Кроме того, переменный ток можно трансформировать на различные напряжения.

На судах морского флота применяют постоянный ток напряжением 6, 12, 24, 110,220 В и переменный ток напряжением 6, 12, 24, 127, 220, 380 В. Для силовых цепей допускается применение напряжения до 380 В при переменном токе и до 220 В — при постоянном токе.Для цепей освещения независимо от рода тока применяется напряжение 220 или 110/127 В и для низковольтного освещения—6, 12 и 24 В. При этом для танкеров напряжение цепи освещения не применяют выше 110 В при постоянном токе и 127 В при переменном токе.

Кроме главной судовой электростанции, на подавляющем большинстве морских судов устанавливается аварийная электрическая станция, способная обеспечить питанием и необходимым освещением приборы управления судном. Аварийная электростанция имеет, как правило, свой распределительный щит, источниками питания которого могут быть дизель-генератор и реже — аккумуляторная батарея соответствующей емкости. Независимо от наличия аварийной электростанции суда определенной категории (наливные, пассажирские, а также суда с электрифицированными вспомогательными механизмами) должны быть оборудованы малым аварийным освещением с питанием от специальной аккумуляторной батареи, автоматически включающейся при прекращении тока в судовой цепи освещения.

Вырабатываемая судовыми электростанциями электрическая энергия распределяется по потребителям через распределительные устройства, на которых сосредоточены необходимые для этой цели приборы и аппараты. К таким устройствам на судах относятся: главный распределительный щит, вторичные, групповые, отдельные и аварийные распределительные щиты.

При наличии на судне-всех этих устройств от главного распределительного щита электрическая энергия распределяется по вторичным щитам, от них — к групповым, от групповых — к отдельным, обеспечивающим электроэнергией те или иные потребители. На многих судах групповые и отдельные щиты питаются непосредственно от главного распределительного щита.

Все распределительные щиты состоят из металлического каркаса и прикрепленной к нему панели. По конструкции распределительные щиты бывают открытого и закрытого типа. На щитах открытого типа все приборы и аппараты располагаются на лицевой стороне; на щитах закрытого типа на лицевой стороне размещаются лишь электроизмерительные приборы, а от других приборов и аппаратов на лицевую сторону выводятся лишь рукоятки (маховики, ручки), сами же приборы, аппараты и все токоведущие части монтируются на задней стороне щита. Согласно Правилам Регистра, на морских судах допускается установка щитов только закрытого типа.

Количество панелей на главном распределительном щите определяется числом генераторов электростанции и количеством судовых потребителей тока. Обычно предусматривают самостоятельную панель, называемую генераторной, для каждого генератора и для отдельных групп потребителей тока (силовая цепь, цепь рабочего освещения, цепь нагревательных приборов и т. д.).

Все генераторы присоединяются к общим сборным шинам главного щита. Эти шины при помощи специальных устройств могут разделяться на секции для возможности отключения и ремонта их при работающей электростанции.

Все приборы, устанавливаемые на главном распределительном щите и других распределительных устройствах, по своему назначению могут быть разделены на следующие группы: коммутационные, защитные, электроизмерительные, пускорегулировочные, сигнальные.

Коммутационные приборы служат для включения, выключения и переключения. К ним относятся: рубильники, выключатели и переключатели. С помощью этих приборов можно замыкать и размыкать электрические цепи. Все эти приборы рассчитываются на определенную силу тока.

Защитные приборы служат для защиты электрических машин и проводников от чрезмерной перегрузки током и от других нарушений нормальной работы электроустановок. К ним относятся: плавкие предохранители (пробковые, пластинчатые и трубчатые), автоматические выключатели и реле (максимального, минимального и обратного тока).

Действие плавких предохранителей (пробковых, пластинчатых и трубчатых) заключается в том, что в цепь последовательно включают предохранитель — проводник такой длины и такого поперечного сечения, чтобы при прохождении через него тока выше допустимых норм он расплавлялся и защищаемая им цепь размыкалась.

Практика показывает, что плавкие предохранители удовлетворительно защищают от коротких замыканий, а от перегрузок — не всегда. Кроме того, после срабатывания (расплавления) этих предохранителей требуется их полная или частичная замена. Поэтому устанавливают более совершенные аппараты — автоматические выключатели и реле, применяемые для защиты генераторов и электродвигателей от минимального, максимального и обратного тока.

Эти аппараты могут быть отрегулированы на определенный ток срабатывания и после срабатывания могут быть опять включены без замены каких-либо частей.

Электроизмерительные приборы служат для измерения значения проходящего по цепи тока (его силы, напряжения, сопротивления и др.). К основным электроизмерительным приборам относятся: амперметры, служащие для измерения силы тока; вольтметры, измеряющие напряжение; омметры и мегомметры, измеряющие сопротивление; ваттметры, измеряющие мощность; счетчики, измеряющие количество потребляемой энергии.

В качестве пускорегулировочных приборов наибольшее распространение на судах получили реостаты (пусковые, пускорегулировочные, регулировочные), представляющие собой резистор или набор резисторов с переключающим устройством. Пусковые реостаты служат для ограничения тока при пуске электродвигателей; пускорегулировочные — для ограничения тока при пуске электродвигателя и регулирования частоты его вращения; регулировочные — для регулирования напряжения генераторов постоянного и переменного тока, а также для регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

Кроме реостатного управления, в зависимости от аппаратуры управление может быть контроллерным, контакторным и по системе генератор — двигатель, а по способу воздействия на аппаратуру — ручным, полуавтоматическим и автоматическим.

Сигнальная аппаратура служит для предупреждения обслуживающего персонала об отклонениях от нормального режима работы электрических машин, аварийных отключениях или неисправностях на определенных участках цепи. Простейшими и наиболее распространенными сигнальными приборами являются сигнальные электрические лампы, устанавливаемые на распределительных щитах.

Электроэнергетические системы судна. Судовые электростанции.

Электроэнергетической системой (ЭЭС) называется совокупность устройств, предназначенных для генерирования электроэнергии, ее преобразования, передачи и распределения между потребителями.

По назначению ЭЭС можно разделить на главные, обеспечивающие электроэнергией главные гребные электродвигатели судна – ГЭД (в энергетических установках с главной электрической передачей), вспомогательные и специального назначения. В зависимости от рода тока все судовые электроэнергетические системы разделяют на ЭЭС переменного и постоянного тока. В свою очередь судовые ЭЭС переменного тока можно разделить на системы стандартной (промышленной) частоты – 50 Гц, и высокочастотные электроэнергетические системы (как правило – 400 Гц), а также по значению напряжения основной силовой сети.

Энерговооруженность судна зависит от общей установленной мощности потребителей электроэнергии, назначения судна, а также основных режимов потребления энергии в соответствии со специфическим назначением судна.

В состав ЭЭС судна в общем случае входят следующие основные компоненты:

− источники электроэнергии, к которым относятся все средства генерирования электроэнергии: первичные двигатели, электрогенераторы, химические источники тока – аккумуляторные батареи;

− устройства преобразования электроэнергии. К ним относятся статические и машинные преобразователи электроэнергии, трансформаторы;

− распределительные устройства, предназначенные для распределения выработанной и преобразованной электроэнергии по конечным потребителям. К ним относятся главные распределительные щиты – ГРЩ, которые, в свою очередь, могут состоять из отдельных специализированных секций; распределительные щиты – РЩ; щиты отдельных потребителей, а также пульты управления;

− силовые сети, представляющие собой кабельные линии связи между источниками электроэнергии, распределительными устройствами и потребителями электроэнергии. В общем случае ЭЭС судна может состоять из следующих электрических сетей: основной силовой сети, сети постоянного и переменного тока, сети нормального и аварийного освещения, сети переносного освещения и других локальных сетей в соответствии с характеристиками потребителей электроэнергии (например, сетей электропитания систем автоматики, специальных сетей и др.);

− потребители электроэнергии;

− средства управления, электрической защиты потребителей и сетей, сигнализации.

Организационно и технически источники электроэнергии и основные распределительные устройства скомпонованы в судовые электростанции – СЭС. Судовая электростанция обычно включает в свой состав: источники электроэнергии; распределительные устройства – секции ГРЩ и распределительные устройства отдельных, наиболее важных потребителей; пульты управления и контроля режимов работы ЭЭС; коммутационную и защитную аппаратуру; автоматические выключатели; аппаратуру измерения, контроля и регулирования параметров электроэнергии.

По своему основному назначению все судовые электростанции можно разделить на три вида: главные электростанции – обеспечивающие электроэнергией гребные электродвигатели (ГЭД) на судах с электродвижением; общесудовые электростанции – обеспечивающие электроэнергией потребители главной энергетической установки и общесудовые потребители на всех режимах работы судна; аварийные электростанции– обеспечивающие работу отдельных, наиболее важных потребителей при выходе из строя общесудовых электростанций.

Для обеспечения максимальной живучести судна при аварийных повреждениях общесудовые и главные электростанции размещают в наиболее защищенных частях судна, как правило – в машинных отделениях или непосредственно вблизи них. Аварийные электростанции располагают в помещениях, расположенных выше самой верхней непрерывной палубы вне шахт машинных отделений, и имеющих непосредственный выход на открытые палубы судна.

По установленной мощности СЭС можно разделить на электростанции малой мощности –250 ÷ 1500 кВт; электростанции средней мощности – 1500 ÷ 6000 кВт; и электростанции большой мощности – свыше 6000 кВт.

По способу управления электростанции делятся на автоматические и автоматизированные с дистанционным управлением.

Число электростанций на судне зависит от его основного назначения и энерговооруженности, а их число может быть от одной до трех. При наличии на судне нескольких электростанций, их обычно называют по месту размещения основных источников электроэнергии. Например, на судне с двумя электростанциями, их называют носовойи кормовойили электростанциями левогои правого бортов; при наличии на судне трех электростанций их называют носовой, средней и кормовойили электростанциями левого, правого борта и средней.

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 3789; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!