Щиты питания с берега

Асинхронные машины

Асинхронные машины используются на судах в виде короткозамкнутых асинхронных двигателей и асинхронных двигателей с фазным ротором. Двигатели с фазным ротором применяются относительно редко. Основным типом асинхронных машин, используемых на судах, является трехфазный короткозамкнутый асинхронный двигатель с напряжениями питания 220 и 380 В, частотой 50 Гц следующих серий:

серии 4АП…ОМ2 (в обозначении типа двигателей вместо многоточия записывается высота оси вращения (в мм), условная длина активной части и число полюсов для серии 4А и условный габарит, условная длина и число полюсов для серии АО2) для привода судовых осевых вентиляторов, встраиваемых в воздуховоды, продолжительного режима работы на судах неограниченного района плавания (температура окружающей среды от –40 до +45 °С) и в условиях морского тропического климата (температура окружающей среды до +50°С); обозначение типоразмера 4АП63В2ОМ2 двигателей расшифровывается следующим образом: 4 –порядковый номер общесоюзной серии; А – вид двигателя – асинхронный; П – закрытое исполнение электродвигателя, обдуваемого вентилятором заказчика; 63 – высота оси вращения в мм; В – условная длина сердечника статора; 2 – число полюсов; ОМ – климатическое исполнение для неограниченного района плавания; 2 – категория размещения.

серий АОМ, АО2…ОМ2, АМ, АН и 4А…ОМ2 для привода различных вспомогательных механизмов продолжительного режима работы в условиях умеренного морского климата (температура окружающей среды от –40 до +40 °С); допускают их применение на судах неограниченного района плавания (исполнение ОМ) при температуре окружающей среды +45°С, а серий АОМ и АО2…ОМ2 также и при температуре +50°С; обозначения типоразмеров расшифровываются следующим образом: АОМ31-2 (А - асинхронный, О – обдуваемый , М – морской, 3 – габарит, 1 – условная длина, 2 – число полюсов); АО2-42-6ОМ2 (А – асинхронный, О – обдуваемый, 2 – вторая общесоюзная серия, 4 – габарит, 2 – условная длина, 6 – число полюсов, ОМ – климатическое исполнение, 2 – категория размещения); АМ51-4 (А – асинхронный, О – морской, 5 – габарит, 1 – условная длина, 4 – число полюсов); АНУ102-4 (А – асинхронный, Н – со сниженными уровнями воздушного шума и звуковых вибраций, У – наличие удлиненного конца вала, 10 –габарит, 2 – условная длина, 4 – число полюсов).

4А…ОМ2 для привода различных вспомогательных механизмов продолжительного режима работы, устанавливаемых на судах неограниченного района плавания (температура окружающей среды –40 до +45 °С); обозначение типоразмера 4АА63В4ОМ2 расшифровывается следующим образом: 4 – порядковый номер общесоюзной серии, А – асинхронный, А – алюминиевый сплав АЛ9, из которого изготовлены корпус статора и подшипниковые щиты), 63 – высота центров в мм, В – условная длина сердечника, 4 – число полюсов, ОМ – климатическое исполнение для судов неограниченного района плавания, 2 – категория размещения.

серии 4А…РОМ5 для привода механизмов рыбообрабатывающих цехов рыбопромысловых судов и серии 4А…РЗРОМ5 для привода зубчатых мотор-редукторов технологических цехов рыбопромысловых судов неограниченного района плавания (температура окружающей среды от – 40 до +45°С); обозначение типоразмера 4А90L4PЗРОМ5 расшифровывается следующим образом: 4 – порядковый номер общесоюзной серии, А – асинхронный, 90 – высота центров в мм, L – установочный размер по длине статора, 4 – число полюсов, РЗ – для привода редукторов (зубчатых), Р – для рыбопромысловых судов, ОМ – климатическое исполнение, 5 – категория размещения.

серий МАП и ВМАП с пристроенными тормозами типов ТМТ и ВТМ или без тормозов для привода судовых механизмов кратковременного или повторно-кратковременного режимов работы, расположенных на верхней палубе или во взрывоопасных помещениях, работают в условиях умеренного морского климата (температура окружающего воздуха от – 40 до +40°С); двигатели МАП могут работать на судах неограниченного района плавания при температуре окружающего воздуха от –40 до +45°С). Обозначения типоразмеров расшифровываются так:

МАП421-4ОМ1 (М – морской, А – асинхронный, П – полюсно-переключаемый, 4 – условный габарит по диаметру; 2 – порядковый номер серии, 1 – условный габарит по длине, 4 – число полюсов, ОМ – климатическое исполнение, 1 – категория размещения);

ВМАП (В – взрывонепроницаемый, М – морской, А – асинхронный, П – полюсно-переключаемый).

По способу защиты от внешней среды судовые асинхронные электродвигатели изготовляются брызгозащищенными (АМ, АО2…ОМ2, АН и 4А…ОМ2), водозащищенными (4АП…ОМ2, МАП и ВМАП), со специальным водозащищенным исполнением повышенной стойкости (4А…РОМ5 и 4А…РЗРОМ5) и взрывонепроницаемыми (ВМАП).

По способу монтажа судовые асинхронные электродвигатели имеют исполнения: с подшипниковыми щитами на лапах (М100), с фланцами на подшипниковых щитах на лапах (М200 и М210) и с фланцами на подшипниковых щитах без лап (М300 и М360).

По частоте вращения судовые электродвигатели изготовляются одно-, двух- и трехскоростными, реверсивными и с левым или правым направлением вращения.

2. Двигатели постоянного тока

Промышленностью изготовляются электродвигатели постоянного тока на напряжения 110 и 220 В.

Электродвигатели серий П 1-7-го габаритов и ПМ 8-11-го габаритов предназначены для привода судовых вспомогательных механизмов продолжительного режима работы в условиях морского умеренного климата. Электродвигатели серий П 7-го габарита и ПМ 8-11-го габаритов могут также работать в условиях морского тропического климата со снижением мощности на 15-20%.

Обозначения серий электродвигателей различных исполнений расшифровываются так:

П42М–П – электродвигатель постоянного тока брызгозащищенный самовентилирующийся, 4 – порядковый номер габарита, 2 – порядковая длина сердечника, М – морской;

ПМ82ОМ5-П – электродвигатель постоянного тока брызгозащищенный самовентилирующийся, М – модернизированный, 82 – габарит двигателя, 5 – категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Электродвигатели серии ДПМ предназначены для привода судовых механизмов, работающих в повторно-кратковременном и кратковременном режимах на судах неограниченного района плавания (температура окружающей среды от –40 до +45°С), категория размещения 1 по ГОСТ15150-69.

Обозначение сери ДПМ расшифровывается так: Д – двигатель, П – постоянного тока и повторно-кратковременного режима работы, М – морской.

К электродвигателям серии ДПМ с горизонтальным расположением вала могут пристраиваться водозащищенные дисковые электромагнитные тормоза постоянного тока серии ТДП.

Обозначение серии тормозов ТДП расшифровывается следующим образом: Т – тормоз, Д – дисковый, П – постоянного тока.

3. Электромашинные преобразователи

Электромашинными преобразователями называются агрегаты, состоящие из двух и более электрических машин, закрепленных на одном валу и предназначенных для преобразования электроэнергии одного рода тока и одних параметров (по напряжению и частоте) в электроэнергию другого или того же рода тока и других параметров. В некоторых случаях преобразователи в одноякорном исполнении, но с двумя или более электрически или индуктивно связанными обмотками.

Обычно электромашинный преобразователь состоит из приводного электродвигателя и генератора. В качестве приводных двигателей применяются двигатели постоянного или переменного тока. в качестве генераторов в судовых электромашинных преобразователях используются или обычные синхронные генераторы, или генераторы постоянного тока, или электрические машины специальных исполнений: индуктивные генераторы, генераторы с постоянными магнитами, машины с расщепленными полюсами и добавочной щеткой (сварочные генераторы), однофазные генераторы переменного тока.

Электромашинные преобразователи постоянно-переменного тока выполняются следующих типов: АМГ, МГЛ, ПО, ПТ, ОП, АПО, АПТ и АЛП.

В состав судовых преобразователей частоты типов АМГ, АЛА, АТО, АТТ, ВПР входят однокорпусные электромашинные агрегаты в комплекте с пускорегулирующей аппаратурой, преобразующие трехфазный переменный ток судовой сети в однофазный или трехфазный ток повышенной частоты. Преобразовательные агрегаты состоят из асинхронных электродвигателей переменного тока с короткозамкнутыми роторами и синхронных генераторов повышенной частоты.

Электромашинным усилителем (ЭМУ) называется электрическая машина, предназначенная для управления относительно большими мощностями с помощью относительно малой мощности, подаваемой на ее обмотки возбуждения. Обычно это специально спроектированный генератор, в котором небольшая подводимая электрическая мощность усиливается в заданное число раз за счет мощности, получаемой от приводного двигателя. Преобразователи с ЭМУ комплектуются приводными электродвигателями постоянного или переменного тока.

4. Трансформаторы

Трансформаторы предназначены для электропитания силовых и осветительных установок в продолжительном режиме работы на судах неограниченного района плавания.

По степени защиты различают два исполнения трансформаторов: открытое IP00 и каплезащищенное IP45.

Трансформаторы имеют условные буквенные и цифровые обозначения: первая буква указывает на число фаз (О – однофазный, Т – трехфазный), следующая за ней буква С означает "сухой", вторая буква С показывает, что трансформаторы предназначены для работы в цепях сигнализации и управления; последующая буква З или В указывает на исполнение корпуса (З – брызгозащищенный, В – водозащищенный), буква Д указаывает на принудительное охлаждение – дутье, буква М, стоящая перед первым тире, означает "морской", а буква П – "переносной", последующие цифры указывают мощность трансформатора в кВА, цифры 0, 4 указывают на частоту тока 400 Гц (трансформаторы частотой тока 50 Гц условного цифрового обозначения не имеют), обозначение ОМ5 указывает на климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69. Применяются трансформаторы следующих типов: ОСМ, ОСВМ, ОСЗМ, ОСС, ТСВМ, ТСДМ, ОСЗМП.

5. Судовые электрораспределительные устройства

Судовыми электрораспределительными устройствами называют предназначенные для установки на судах комплектные электротехнические устройства, служащие для приема и распределения электроэнергии и снабженные необходимыми аппаратами управления, автоматами защиты и сигнализации.

По исполнению щиты бывают защищенные (IP21), брызгозащищенные (IP23), водозащищенные (IP55). По применяемым материалам для корпусов, каркасов и деталей щиты подразделяются на стальные, из алюминиевых сплавов и комбинированные.

По виду распределяемой электроэнергии щиты бывают постоянного, переменного и постоянно-переменного тока. По конструктивному исполнению щиты бывают каркасные и блочные.

Требования к электрораспределительным щитам определяются Регистром и ГОСТами. Основные из них приведены ниже.

Конструкция электрораспределительных щитов (ЭРУ) должна выполняться таким образом, чтобы она обеспечивала защиту от свободного прикосновения к токоведущим частям с лицевой и боковых сторон.

Всю аппаратуру и устройства с открытыми токоведущими частями следует устанавливать за лицевой панелью, а приводы автоматов, шкалы измерительных приборов, глазки сигнальных ламп – на лицевой панели щитов.

За установленными на палубе щитами должны быть проходы не менее 0,6 м шириной. Двери ЭРУ должны открываться наружу или быть сдвижного (вагонного) типа. На лицевой и задних сторонах каркасных щитов длиной 0,6 м устанавливаются поручни из изолирующего материала, которые могут быть в горизонтальном или вертикальном положении.

Измерительные приборы размещаются на высоте 1500-1800 мм от уровня палубы. Расположение автоматов и предохранителей на щитах должно обеспечивать их обслуживание с лицевой стороны на высоте не ниже 200 мм и не выше 1800 мм от уровня палубы.

Каждый щит, рассчитанный на напряжение 127 В и выше, на котором отсутствует вольтметр, должен иметь сигнальную лампу, показывающую наличие напряжения на шинах щита.

Шины ЭРУ выполняются из электролитической меди расчетного сечения. Шины распределительных устройств окрашиваются в следующие цвета. Переменный ток: шина фазы А – зеленая, шина фазы В – желтая, шина фазы С – фиолетовая, шина нулевая – серая, заземляющие соединения черные.

Постоянный ток: шина положительного полюса – красная, шина отрицательного полюса – синяя, шина уравнительного назначения – белая, заземляющие соединения – черные.

На внутренней стороне дверцы ЭРУ (на лицевой панели каркасного типа) должна быть схема коммутации с указанием наименования отходящих фидеров.

ГРЩ должны иметь освещение передней лицевой панели и освещение за щитами, причем питание одной части светильников должно быть от шин данного щита, а другой части – от сети аварийного освещения.

На ГРЩ должна быть обеспечена возможность измерения сопротивления изоляции электроустановки, находящейся под напряжением, а также должно быть устройство, сигнализирующее о наличии напряжения на кабеле питания с берега.

Для контроля за работой ответственных потребителей на РЩ должны устанавливаться амперметры. Допускается установка амперметров с переключателями, но не более чем на шесть положений.

Все полюса или фазы каждого питающего фидера должны быть защищены на РЩ автоматическими выключателями. На щитах напряжением 27 В и ниже допускается устанавливать защитное устройство в одном полюсе. Каждый автоматический выключатель или предохранитель должен обладать разрывной способностью, соответствующей расчетному току КЗ в той цепи, в которой он устанавливается.

ГРЩ изготавливают, как правило, из отдельных секций конструктивно законченных секций – генераторных, распределительных и секций управления.

Генераторные секции предназначены для управления работой генераторов и контроля их параметров. На каждый генератор предусматривается отдельная секция (может быть секция на два генератора). Приборы и аппараты, установленные на генераторной секции, обеспечивают контроль и управление одиночной работой генераторов.

Назначение распределительных секций: на них устанавливают автоматы и амперметры для измерения нагрузки потребителей.

Секции управления предназначаются для установки на них приборов для включения генераторов на параллельную работу, измерения сопротивления изоляции сети, аппарата питания с берега, аппарата для разъединения шин при раздельной работе генераторов и т.д.

Секции управления обязательны для ГРЩ переменного тока, а ГРЩ постоянного тока могут выполняться без секций управления. В щитах постоянного тока аппарат питания с берега устанавливают на одной из распределительных секций, прибор для измерения сопротивления изоляции - на генераторной или распределительной секции.

ГРЩ необходимо компоновать таким образом, чтобы генераторные секции и секции управления были в середине щита.

Схема ГРЩ представлена на рис.5.1.

Рис.5.1. Схема ГРЩ

На ней показаны следующие приборы и аппараты:

W – ваттметр для измерения активной мощности, отдаваемой обоими генераторами и каждым в отдельности;

А – амперметры с переключателями ПА для измерения нагрузки в каждой из фаз обоих генераторов, перемычки и суммарного тока во всех трех фазах;

V – вольтметры с переключателями ПВ для измерения напряжения генераторов, перемычки и ГРЩ;

Hz – частотомер для измерения частоты тока на зажимах генераторов и на шинах ГРЩ;

- синхроноскоп для включения генераторов на параллельную работу;

MW - мегомметр с переключателем ПМ для измерения сопротивления изоляции в СЭС;

БУ1, БУ2 – блоки управления генераторами;

ЛС – лампы сигнализации положения соответствующих автоматов, наличия напряжения на зажимах генераторов, контроля синхронизации;

КС – ключ синхронизации для переключения управления автоматов на автоматический синхронизатор или ручное дистанционное управление с помощью ключей КУ;

ВГП – выключатели гашения поля для быстрого снятия напряжения с обмотки возбуждения генератора;

ПСД – переключатели управления серводвигателем генератора для изменения мощности первичных двигателей соответственно частоты генератора;

АУ1, АУ2 – автоматы установочные разной величины для подачи питания на цепи управления и потребителям;

АС – автоматы селективные с дистанционным приводом для включения и защиты генераторов, перемычек между секциями ГРЩ и секций ГРЩ;

УКИ – устройство контроля изоляции для непрерывного контроля состояния изоляции сети.

Конструкция ГРЩ должна обеспечивать удобство обслуживания, возможность доступа ко всем аппаратам и приборам, удобство монтажа и т.д.

Кроме указанных элементов, в ГРЩ могут размещаться ручной регулятор напряжения, блоки системы АРН, блоки контроля напряжения и частоты, устройства автоматического включения резерва, приборы защиты от работы при обрыве фазы и др.

РЩ оснащаются, как правило, автоматическими выключателями, собранными на отдельных гетинаксовых панелях в виде блоков.

Принципиальная схема типового щита с установочными автоматами представлена на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Принципиальная схема типового РЩ

Внутри корпусов крепятся клеммы, установочные автоматы (при токах до 800 А) или селективные автоматы. В щитах с автоматами при напряжении 380 В трехфазного тока предусматривается фазоуказатель ФУ. Ввод кабелей осуществляется снизу: стационарных – через сальники, а переносных – через втулки. Все ЭРУ на кораблях оснащены емкостными или LC фильтрами для уменьшения физических полей судна, в частности электромагнитных.

На судах используются щиты в корпусах, например, типа КУ. На судах используются щиты:

щиты питания с берега

Щ – Б – Т(П) – А(К) – 37 – 100 – Л – 400

(Щ – щит; Б – питание с берега; Т(П) – Т – трехфазный переменный ток до 380, В, П – постоянный ток до 220 В, без индекса – однофазный переменный ток до 220 В; аппаратура: А – с автоматом, К – с клеммами; 37 – тип автомата (серия А3700Р), без 37 – автомат серии АМ; 100 – сила тока в амперах; Л – легкий сплав; без Л – сталь.