Темы для повторения

1. Режимы работы судовых источников, преобразователей и накопителей электрической энергии. Их достоинства и недостатки.

2. Параллельная работа генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением. Условия возможности параллельной работы и последовательность включения.

3. Особенности параллельной работы генераторов постоянного тока со смешанным возбуждением. Методы обеспечения устойчивости параллельной работы.

4. Распределение нагрузок между параллельно работающими генераторами постоянного тока.

5. Параллельная работа синхронных генераторов. Условия возможности параллельной работы. Последовательность включения.

6. Метод точной синхронизации синхронных генераторов с использованием лампового и стрелочного синхроноскопов. Процесс точной синхронизации. Значение ударного тока.

7. Метод грубой синхронизации синхронных генераторов с использованием токоограничивающего реактора. Последовательность процесса грубой синхронизации. Значение ударного тока.

8. Метод самосинхронизации синхронных генераторов. Последовательность процесса самосинхронизации. Значение ударного тока. Особенность процесса самосинхронизации синхронных генераторов с АФК.

9. Распределение активных и реактивных нагрузок между параллельно работающими синхронными генераторами.

10. Параллельная работа трансформаторов. Условия возможности параллельной работы.

11. Особенности параллельной работы генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи. Режимы работы.

12. Особенности использования валогенераторных установок на судах речного флота.

13. Общие сведения об электрических станциях серийных пассажирских судов речного флота.

14. Особенности электрических станций сухогрузных судов смешанного плавания.

15. Особенности электрических станций нефтеналивных судов.

16. Особенности электрических станций речных ледоколов.

17. Особенности электрических станций судов технического флота. Назначение, область применения, режимы работы и виды судовых аварийных электрических станций.

Глава 5

Электрораспределительные устройства

Общие сведения

Электрораспределительные устройства (ЭРУ), как это следует из их наименования, прежде всего служат для распределения электрической энергии по судну. Кроме этой функции для обеспечения надежности работы судовой электроэнергетической установки и безопасности ее эксплуатации ЭРУ осуществляют максимальную защиту всех подводимых к ним питающих линий (фидеров), для чего на них устанавливается соответствующая коммутационная аппаратура (управление и защита). В ряде случаев при необходимости в состав ЭРУ входят электроизмерительные приборы и приборы сигнализации для контроля за качеством электрической энергии, а также устройства для управлении ее параметрами – регуляторы напряжения, частоты и т. д. [3].

На небольших судах при небольшой мощности электроэнергетической установки обычно бывает достаточно одного ЭРУ, на которое поступает электрическая энергия от всех ее источников и преобразователей и от которого осуществляется питание всех судовых приемников электрической энергии.

С увеличением размеров судна и мощности электроэнергетической установки иметь одно ЭРУ становится нерациональным. Во-первых, с ростом количества приемников растет число отходящих питающих линий (фидеров), что приводит к увеличению размеров РУ, которое не может быть беспередельным, так как размеры судовых помещений ограничены. Во-вторых, нерационально увеличивается суммарная масса кабельных сетей, так как для каждого приемника требуется свой кабель, рассчитанный на питание этого приемника. Время работы различных приемников может не совпадать, что приводит к нерациональному использованию сети. В-третьих, усложняются монтаж и эксплуатация таких кабельных сетей, так как приходится прокладывать большое количество длинных кабелей (в том числе и через водонепроницаемые переборки) и отключить кабели можно только с ЭРУ.

На современных судах электрическая энергия распределяется поэтапно с установкой достаточно большого количества ЭРУ различного назначения: генераторные судовые щиты, главный судовой электрораспределительный щит (ГЭРЩ), аварийный судовой электрораспределительный щит, судовой распределительный щит электроснабжения с берега, районные судовые электрораспределительные щиты, групповые судовые электрораспределительные щиты, судовые щиты отдельных приемников, судовой зарядно-распределительный щит, судовой контрольный щит, судовые пульты управления, соединительный судовой электрический ящик (щит).

Генераторный судовой щит представляет собой электротехническое устройство в виде щита, который служит для передачи электроэнергии от генератора к главному судовому электрораспределительному щиту, а также для местного управления генератором в тех случаях, когда генератор и главный электрораспределительный щит размещены в разных помещениях судна. В ряде случаев от ГЩ могут получать питание отдельные приемники электроэнергии.

Главный судовой электрораспределительный щит является частью судовой электростанции и предназначается для присоединения источников электрической энергии к силовой судовой электрической сети и управления работой источников электрической энергии. Источники электроэнергии могут подсоединяться к ГЭРЩ непосредственно или через ГЩ.

Аварийный судовой электрораспределительный щит (АРЩ) входит в состав аварийной электростанции и выполняет в ней те же функции, что и ГЭРЩ в судовой электростанции. В условиях нормальной работы АРЩ может получать питание от ГЭРЩ.

Судовой распределительный щит электроснабжения с берега, или сокращенно – щит питания с берега, предназначается для присоединения судовых приемников к береговой электрической сети или к аналогичному устройству другого типа. Судовой распределительный щит обычно подсоединяется непосредственно к ГЭРЩ, хотя в ряде случаев возможна установка каких-либо преобразователей электрической энергии: выпрямителей, трансформаторов для разделения электрических сетей и согласования параметров электроэнергии.

Районный судовой электрораспределительный щит распределяет электроэнергию в пределах определенного района и обеспечивает электроэнергией несколько отсечных щитов.

Отсечный судовой электрораспределительный щит распределяет электроэнергию в пределах определенного отсека судна. Этот щит может обеспечивать электрической энергией несколько групповых щитов.

Групповой судовой электрораспределительный щит предназначается для распределения электрической энергии между группой приемников электроэнергии одинакового назначения. Групповые электрораспределительные щиты могут быть силовыми, если приемники – электродвигатели, нагревательные устройства, и осветительными, если приемники электроэнергии – электрические источники света.

Судовые щиты отдельных приемниковобеспечивают контроль и управление работой отдельных приемников электрической энергии с относительно сложными схемами управления (например, санитарный насос, холодильная установка, рулевое и подруливающее устройства и т.д.).

Судовой зарядно-распределительный щитслужит для присоединения аккумуляторных батарей к зарядным устройствам и сети приемников электрической энергии, а также для управления процессом заряда этих батарей. В ряде случаев это устройство может быть выполнено только как зарядный щит и предназначаться для контроля за процессом заряда аккумуляторных батарей и управления этим зарядом, после чего электрическая энергия передается на АРЩ. Судовой контрольный щитиспользуется для контроля за работой источников и приемников электрической энергии, когда они связаны единым технологическим процессом, например, контрольный шит холодильных установок и т. д.

Судовые пульты управления (ПУ)предназначены для дистанционного контроля за работой источников электрической энергии, например, дизель-генераторов и наиболее ответственных приемников, рулевого привода, привода подруливающего устройства и т. д. На крупных судах ПУ выполняются в виде установки, предназначенной для управления всей энергетической системой судна. В этом случае ПУ устанавливается в центральном посту управления судном.

Соединительный судовой электрический ящик или щит– это электротехническое устройство в виде ящика (щита), которое служит для соединения электрических цепей.

Схема электрической связи судовых ЭРУ приведена на рис. 76.

Электрораспределительные устройства могут быть открытого типа,в которых все основное оборудование расположено на лицевой панели, или защищенного типа,в которых все части, находящиеся под напряжением, размещены за стальной панелью, а на лицевую часть выходят только шкалы измерительных приборов и рукоятки управления. Обычно предпочтение отдается электрораспределительному устройству защищенного типа.

Рис. 76. Схема электрической связи электрораспределительных устройств

Конструкции ЭРУ должны удовлетворять требованиям Речного Регистра.

Каркасы, лицевые панели и кожухи ЭРУ должны быть изготовлены из металла или другого прочного и несгораемого материала.

Электрораспределительные щиты, расположенные в местах, доступных посторонним лицам, должны быть снабжены дверцами, открывающимися специальным ключом, одинаковым для всех распределительных щитов на судне. Конструкция дверей должна быть такой, чтобы после их открытия был обеспечен доступ ко всем частям, требующим обслуживания. Двери в открытом положении должны фиксироваться. Открывающиеся панели и двери, на которых расположены электрическая аппаратура и измерительные приборы, должны быть надежно заземлены. Электрораспределительные устройства должны иметь четкие надписи, маркировку и схемы.

Электроэнергию в ЭРУ можно распределять по различным системам: однопроводнойпри постоянном токе; двухпроводнойизолированной при постоянном и переменном токах; трехпроводнойизолированной при трехфазной системе переменного тока.

Правила Речного Регистра и других органов технического надзора и классификации судов требуют, чтобы в ЭРУ шины и неизолированные провода, относящиеся к разным полюсам, были окрашены в следующие отличительные цвета: красный – для положительного полюса; синий – для отрицательного полюса; черный или желто-зеленый – для заземляющего провода; белый – для уравнительного провода, а относящиеся к разным фазам при переменном токе – в следующие цвета: зеленый – для фазы А; желтый – для фазы В; фиолетовый – для фазы С; серый – для нейтрального провода; черный или желто-зеленый – для заземляющего провода.

Важно помнить, что при питании с берега в береговых условиях приняты другие отличительные цвета: желтый – для фазы А; зеленый – для фазы В; красный – для фазы С; белый – для изолированной нейтрали; зеленый с желтыми полосами – для заземленной нейтрали.