Судовая электростанция предназначена для обеспечения электроэнергией судовых потребителей в нормальных и аварийных режимах.

В состав судовой электростанции входят вспомогательные первичные двигатели (дизели, паровые или газовые турбины), электрогенераторы, главные и местные распределительные щиты, трансформаторы, выпрямители, преобразователи, кабели и контрольно-измерительные приборы (Рис. 9.1).

Большинство судовых потребителей электроэнергии питаются переменным током 380 (силовые потребители) и 220 В с частотой 50 Гц (в некоторых случаях до 400 Гц). Потребители постоянного тока питаются от преобразователей или выпрямителей. Для переносного освещения используется переменный ток напряжением 12В, получаемый от понижающих трансформаторов.

Все судовые электростанции делятся на три вида:

- главные, которые обеспечивают электроэнергией работу гребных электродвигателей (на судах с электродвижением) или технологическое оборудование (на судах технического флота);

- общесудовые, которые обеспечивают электроэнергией потребители ГЭУ и общесудовые потребители на всех режимах работы СЭУ и судна;

- аварийные, которые обеспечивают работу потребителей при выходе из строя общесудовой электростанции.

Рисунок 9.1 Судовая электростанция: а – с генератором, приводимым от дизеля; b – с валогенератором: 1 – дизель; 2 – валогенератор; 3 – гребной вал;

4 – генератор; 5 – распределительный щит.

Общесудовые электростанции применяются на судах всех типов и комплектуются на основе предварительных расчетов потребления электроэнергии.

Как правило, на морских судах устанавливается до 3-4 генераторных агрегатов. Это повышает надежность электростанции. При этом на ходовых режимах работает только один генератор. Если на судне установлено 4 однотипных дизель-генератора, то ходовой режим обеспечивается двумя, работающими параллельно, а на стоянке работает один дизель-генератор.

Может быть такая схеме, когда электростанция комплектуется тремя однотипными дизель-генераторами и одним меньшей мощности – стояночным. В режиме стоянки стояночный дизель-генератор работает на полной нагрузке, а в других режимах подключается, если одного ДГ мало, а двух слишком много.

Стояночный ДГ используется также на судах с ПТУ. На таких судах применяются паротурбогенераторы и валогенераторы, количество которых может быть 2…3 (на танкерах и сухогрузах) и до 4…5 на пассажирских судах, контейнеровозах и газовозах.

На судах с ГТУ и теплоутилизционным контуром потребность в электроэнергии на ходовых режимах обеспечивают паротурбогенераторы, получающие пар от утилизационного котла. На стояночных режимах используют ДГ, который резервирует паротурбогенераторы на ходовых режимах.

Аварийные электростанции применяются на судах всех типов для обеспечения наиболее важных для безопасности судна потребителей при внезапном исчезновении напряжения на главном рапредщите (ГРЩ) или при выходе из строя общесудовой электростанции.

Аварийные электростанции комплектуются дизель-генераторами и размещаются в отдельных помещениях выше водонипронициаемой палубы. Их дизели обеспечиваются необходимым запасом топлива для непрерывной работы в течение не менее 6 часов для транспортных судов и 36 часов для пассажирских судов.

Судовая электростанция генерирует электроэнергию необходимых параметров и распределяет ее между судовыми потребителями в соответствии с режимами работы судна. Она должна обеспечивать бесперебойное снабжение электроэнергией высокого качества всех ответственных потребителей на всех режимах работы судна и удовлетворять требованиям простоты, удобства обслуживания, высокой надежности при минимально возможных начальной стоимости, массе, габаритах и эксплуатационных затратах.

По назначению судовые электростанции подразделяются на главные, общесудовые и аварийные. Главные электростанции обеспечивают питание электроэнергией гребных электродвигателей дизель-электроходов и входят в состав гребных электроэнергетических установок. На некоторых судах с ДУЭП может предусматриваться частичный или полный отбор мощности от главной электростанции на другие судовые потребители.

Судовая электростанция (общесудового назначения) вырабатывает электроэнергию для питания всех судовых потребителей на всех основных режимах эксплуатации судна.

Аварийная электростанция питает электроэнергией ограниченное число жизненно важных потребителей в случае выхода из строя судовой электростанции.

По роду тока судовые электростанции делятся на электростанции переменного и постоянного тока.

Почти все вспомогательные механизмы морских судов являются электроприводными. Как правило, от электродвигателей приводятся в действие насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д., как обслуживающие силовую установку, так и судовые системы и другие нужды. Широко применяются на морских судах электрофицированные механизмы судовых устройств: грузовые лебедки и краны, брашпили, швартовные шпили, шлюпочные лебедки и т.д. Электрогидравлическими, как правило, являются двигатели рулевых устройств. За последние годы все шире стали применяться гидравлические лебедки, краны, брашпили и т.д. Гидравлические устройства этих механизмов, а также механизированные закрытия грузовых трюмов обслуживаются электроприводными масляными насосами.

Таким образом, как на теплоходах, так и на судах с другими типами установок, почти все вспомогательные механизмы являются потребителями электроэнергии. Лишь турбопитательные насосы на судах с паротурбинными установками приводятся в действие паровой турбиной. Другие применяемые на судах морского флота паровые механизмы, как правило, либо являются резервными, либо работают сравнительно кратковременно. Так на танкерах часто применяют турбоприводные грузовые насосы и поршневые паровые зачистные насосы, работающие только в период выгрузки, а также некоторые другие кратковременно работающие паровые механизмы, например, брашпили и шланговые лебедки.

Для обеспечения работы всех вспомогательных электрических устройств и систем, необходимых для поддержания эксплуатационного состояния судна и нормальных условий обитаемости на нем в составе судовой энергетической установки предусматриваются вспомогательные двигатели. Они приводят в действие генераторы электрического тока, обеспечивающие нагрузку судовой электростанции, расположенной в самом машинном отделении. Кроме указанных целей электроэнергия необходима для обеспечения безопасности судна и людей в различных аварийных ситуациях.

Основной источник электроэнергии должен состоять как минимум из двух генераторов. Мощность генераторов должна быть такой, чтобы при остановке одного из них, ее хватало для питания устройств и систем, обеспечивающих нормальные эксплуатационные условия движения и безопасности судна, а также поддержания минимума комфортности экипажа и пассажиров. Должна обеспечиваться работа устройств и систем приготовления пищи, отопления, бытовых холодильников и искусственной вентиляции, снабжение пресной водой и водой для санитарных нужд. При выходе из строя одного из генераторов или первичного источника энергии оставшиеся должны обеспечивать работу электрических устройств и систем, необходимых для пуска главных механизмов при нерабочем состоянии судна.

На паротурбинных судах генераторы судовой электростанции приводятся в действие от вспомогательных паровых турбин. Как правило, вспомогательные турбогенераторы используют пар тех же самых параметров, что и главный турбозубчатый агрегат. Паровая турбина обеспечивает привод генератора через одноступенчатый редуктор и имеет самостоятельный конденсатор. В качестве примера можно привести параметры отечественного турбогенератора мощностью 600 кВт. Частота вращения турбины - 8,5 тыс. об/мин, а генератор делает 1 тыс. об/мин. Турбина имеет семь активных ступеней давления.

Для турбогенераторов может использоваться и пар от вспомогательных котлов, расход пара при этом составляет 7-9 кг/кВт*ч. На судах с газотурбинными установками нагрузка электростанции может обеспечиваться газотурбогенераторами.

На теплоходах в качестве двигателей для привода генераторов служат преимущественно среднеоборотные и высокооборотные дизели с прямой передачей мощности на генератор агрегатной мощностью до 1000 кВт и более.

Для получения электроэнергии часто используют отбор мощности от пропульсивной установки на валогенератор. При наличии валогенератора вспомогательные дизель-генераторы в ходовом режиме не работают. Это увеличивает ресурс дизель-генераторов и позволяет экономить топливо в эксплуатации. Валогенераторы целесообразно применять в тех случаях, когда главный двигатель работает длительное время при постоянном, близком к номинальному, мало изменяющемся режиме (при высоком проценте ходового времени в эксплуатации). При установке валогенератора необходимо, чтобы при уменьшении частоты вращения валопровода ниже 80% номинальной он автоматически отключался от распределительного щита, а в работу включался резервный дизель-генератор для обеспечения электроэнергией потребителей на ходовом режиме. На выключение валогенераторов и включение в работу резервного дизель-генератора затрачивается 10 - 15 с, поэтому для бесперебойной подачи электроэнергии потребителям, не допускающим ее перерыва (рулевое управление, сигнализация, автоматика и т.п.), следует иметь буферную батарею, автоматически включающуюся в сеть питания.

Нагрузку электростанции на ходовом режиме можно обеспечить электроэнергией и от утилизационного турбогенератора на дизельных судах с мощностью главного двигателя выше 10 тыс. кВт. Однако полностью удовлетворить потребности судна на ходовом режиме в паре и электроэнергии за счет систем утилизации можно при мощности главного двигателя более 15 тыс. кВт (для режима не менее 90% от номинала). Для типовых судовых утилизационных турбогенераторов приняты следующие начальные параметры: давление пара в сепараторе 0,6 МПа, давление перегретого пара 0,5 МПа, а его температура 255 - 285°С, давление в конденсаторе 0,005-0,006 МПа. На основании опыта эксплуатации утилизационных турбогенераторов на судах можно сделать следующие выводы:

• - параллельная работа турбогенератора и дизель-генератора значительно экономичнее и надежнее, чем работа турбогенератора от утилизационного и вспомогательного котлов;
• - более эффективна параллельная работа турбогенератора и валогенератора, т.к. последний может обеспечить любую, самую малую недостающую мощность;
• - параллельная работа турбогенератора от утилизационного и вспомогательного котлов удобна лишь во время мойки цистерн, при сжигании топливных отходов и производства инертных газов на ходу.

Для большинства транспортных судов применение утилизационных турбогенераторов для обеспечения нагрузки судовой электростанции возможно начиная с мощности около 7 тыс. кВт для среднеоборотных дизелей, около 10 тыс. кВт для малооборотных дизелей с прямо-точно-клапанной продувкой (фирмы «Бурмейстер и Вайн») и 15 тыс. кВт для малооборотных дизелей с контурной (петлевой) продувкой (фирмы MAN и «Зульцер»).

Как правило, на новых грузовых транспортных дизельных судах с винтом фиксированного шага устанавливают 3-4 дизель-генератора, а если позволяет мощность, то 2 - 3 дизель-генератора и утилизационный турбогенератор. При наличии винтов регулируемого шага устанавливают 2 (реже 3) дизель-генератора и валогенератор.

На судах с паротурбинными установками электростанция часто включает два турбогенератора, из которых один является резервным, и дизель-генератор, работающий во время стоянок судна, когда судовые грузовые механизмы не работают, а котлы бездействуют.

Потребители электроэнергии на судах.

Электрические станции на судне тепловые, т.е. источниками механической энергии служат тепловые двигатели - двигатели внут­реннего сгорания и паровые (газовые) турбины.

На судах для привода в действие электрических генераторов используются почти исключительно двигатели внутреннего сгорания как вспомогательные, так и главные. Во втором случае отбор мощно­сти от главных ДВС осуществляется непосредственно от его коленчато­го вала либо от главной передачи, реже от валопровода.

По составу СЭС можно подразде­лить на автономные, смешанные и с едиными источниками механиче­ской и электрической энергии.

Автономные СЭС имеют только дизель- или турбогенераторы, как правило, одного типа и одинаковой мощности.

Смешанные СЭС включают в себя агрегаты с различными источни­ками, например, дизель-генераторы и валогенераторы или дизель-гене­раторы и теплофикационные турбогенераторы. Смешанные СЭС, состо­ящие из дизель-генераторов и валогенераторов, широко распростране­ны на средне- и крупнотоннажных траулерах. Смешанные СЭС, включа­ющие дизель- и турбогенераторы с регулируемым отбором пара, приме­няются на рыбообрабатывающих судах.

В качестве примера СЭС с едиными источниками механической и электрической энергии могут служить электростанции судов, на которых валогенераторы - основной источник электроэнергии (трау­леры „Пулковский меридиан", „Антарктика", „Моонзунд" и др.).

Главные ДВС представляют собой единые источники механической энергии для нужд движения судна и для привода в действие валогене­раторов. К рассматриваемому типу СЭС относятся и электростанции промысловых судов с главными электрическими передачами. На таких судах главные дизель-генераторы обеспечивают питание электроэнер­гией гребных электродвигателей и общесудовых потребителей элек­троэнергии.

Род электрического тока. СЭС следует различать и по роду тока. Все современные суда оборудованы СЭС переменного тока. Электростанции, имеющие в своем составе источники как перемен­ного, так и постоянного тока, встречаются сравнительно редко, только на судах с главными электрическими передачами постоянного тока и общесудовой сетью переменного тока. К разновидностям СЭС подобно­го типа следует отнести электростанции с двумя типами дизель-генера­торов: постоянного тока для питания гребных двигателей и переменно­го тока для питания общесудовой электросети.

Частота и напряжение переменного тока в СЭС. В СЭС отечествен­ного промыслового флота применяется стандартная частота генерируе­мого тока - 50 Гц. На судах зарубежной постройки можно встретить СЭС с частотой 60 Гц.

Стандартная частота 50 Гц определяет и стандартную частоту вращения электрогенераторов. В зависимости от числа пар полюсов электрогенераторов синхронная частота их вращения составляет:

Число пар полюсов 2 3 4 5 6

Частота вращения, мин" 1:

при 50Нz 1500 1000 750 600 500

при 60 Hz 1800 1200 900 720 600

Наибольшее распространение на судах получили агрегаты с частотой вращения п г = 500 и п г = 750 мин" 1 , а высокооборотные агрегаты п г = 1000 ... 1500 мин" 1 встречаются значительно реже и, как правило, на относительно небольших промысловых судах.

Напряжение тока в силовых электрических сетях 380 В и значи­тельно реже 220 В, в осветительных 220 или 127 В. На судах с главными электрическими передачами переменного тока используют и более высокое напряжение. Например, на траулере „Наталья Ковшова" напряжение на зажимах главных генераторов U = 2000 В. Такое напря­жение подводится и к ГЭД. Для других потребителей силовой сети напряжение тока трансформируется до U = 380 В, для освещения до U =220 В.

Применение более высокого напряжения при той же потребляемой мощности обусловливает снижение силы тока и позволяет уменьшить сечение кабелей, а следовательно, их массу и массу распределитель­ных устройств.

По функциональному назначению потребители электрической энергии на судах могут быть разделены на три группы: общесудо­вые потребители, потребители СЭУ и потребители промыслово-производственного назначения.

В судовых электростанциях постоянного тока напряжение ограничивается 220В. Исключение составляют СЭС судов, оборудованных главными электрическими передачами постоянного тока, где напряжение может быть в несколько раз выше.

По функциональному назначению потребители электрической энергии на судах могут быть разделены на три группы:

К первой группе относятся электродвигатели палубных механизмов, насосов и вентиляторов судовых систем, потребители хозяйственно-бытового назначения, навигационное оборудование и связь;

Вторая группа потребителей включает в себя электродвигате­ли насосов, компрессоров, вентиляторов, обслуживающих системы СЭУ, потребители систем автоматики, управления и контроля за работой СЭУ;

В состав третьей группы входят: электродвигатели промысло­вых механизмов, рефрижераторных установок: электродвигатели и средства автоматики машин;

Время включения, продолжительность непрерывной работы, величина потребляемого тока и характер нагружения каждого потребителя определяются многими случайными факторами. Поэтому электрическая нагрузка СЭС в каждый конкретный момент представляют собой случайную величину, а ее изменения с течением времени – случайный процесс нагружения электростанции. К сожалению, информация о случайных процессах нагружения на основных режимах работы даже для наиболее распространенных судов весьма ограничена.

Валогенераторы общесудового назначения возникли в результате дальнейшего развития идеи использования резерва мощности главных ДВС для производства электрической энергии. При работе с донным тралом, кошельковым неводом, дрифтерными сетями, ярусным поряд­ком главные ДВС имеют значительный резерв мощности в течение продолжительного времени.

Использование естественного резерва мощности главных ДВС при вращении валогенераторов позволяет сохранить часть ресурса вспо­могательных ДВС, увеличить нагрузку на главные двигатели и за счет более высокой экономичности, чем у дизель-генераторов, сэкономить некоторое количество топлива или, по крайней мере, снизить эксплуа­тационные расходы по статье „топливо" за счет работы главных ДВС на тяжелом топливе.

Относительно высокая продолжительность режимов, казалось бы, позволяет рассчитывать на весьма ощутимый эффект от применения валогенераторов общесудового назначения. К сожалению, в реальных условиях эксплуатации судов он в значи­тельной мере утрачивается из-за случайного характера спектров нагружения главных ДВС, а следовательно, и резерва их мощности, и потребления электроэнергии на судне.

Эффективность схемы СЭУ с отбором мощности зависит не только от величины резерва мощности главного ДВС, но и от уровня потребления электроэнергии в тот же момент. При случайном характере распределения резерва очевидны ситуации, когда резерв мощности главного ДВС N p то больше, то меньше уровня потребления электроэнергии . Равенство можно рассматривать лишь как случайное событие.

Оставляя в стороне вопрос о способе распределения нагрузок между валогенератором и автономными агрегатами СЭС, можно оценить предельное количество электроэнергии, которое в условиях промы­словой работы траулера можно получить от валогенератора и его долю в энергетическом балансе СЭС.

При использовании валогенераторов в качестве основного источника электроэнергии на судах необходимо соблюдать ряд требований Регистра:

При выходе из строя любого источника электроэнергии оставшиеся должны обеспечить питание ответственных потребителей в любых условиях плавания;

При выходе и строя любого основного источника электроэнергии с независимым приводом должна быть предусмотрена возможность приведения СЭУ в действие.

Электрооборудование судна состоит из судовой электроэнергетической системы (СЭЭС) и потребителей (приемников) вырабаты­ваемой ею электроэнергии. В состав СЭЭС входит судовая электростанция (источники электроэнергии и главный распределитель­ный щит) и судовая электрическая сеть, включающая линии электропередач с распределительными щитами.

До второй мировой войны на судах в основном применяли постоянный ток, и в настоящее время благодаря успехам в раз­витии судовой электротехники и созданию надежного электро­оборудования на переменном токе появилась возможность ис­пользовать в качестве основного переменный ток напряжением 220-380 В с частотой 50 Гц.

Хотя электродвигатели постоянного тока имеют ряд преиму­ществ (более простое и плавное регулирование в широком диапа­зоне частоты вращения, быстрое изменение направления враще­ния, допустимость больших перегрузок), на судах выгоднее уста­навливать машины переменного тока, так как они меньше по габаритам и массе, имеют более высокий КПД, проще по кон­струкции, надежнее и дешевле. Кроме того, масса кабелей судовой сети переменного тока меньше, чем постоянного; при переменном токе проще осуществить подачу питания с берега. Важным пре­имуществом является также меньшая пожаро и взрывоопасность, поскольку у машин переменного тока нет коллектора, в котором обычно происходит искрение.

Особое значение имеет электрооборудование на судах с элек­тродвижением, у которых гребной винт вращается электродвига­телем, получающим ток от генератора, приводимого в движение турбиной (паровой или газовой) или дизелем. На этих судах, называемых турбоэлектроходами или дизель-электроходами, мощ­ность гребных электроустановок достигает нескольких десятков тысяч киловатт. При изготовлении электрооборудования и его монтаже необходимо учитывать особенности его работы на судне - в морских условиях - вибрацию, качку, сотрясения корпуса от ударов волн, высокую влажность и соленость воздуха, наличие в машинных и некоторых других помещениях паров нефти и масла и т. п. Поэтому электрооборудование для судов изготовляют в морском исполнении, которое значительно отличается от обыч­ного промышленного.

Основное судовое электрооборудование должно обладать вы­сокой надежностью работы в судовых условиях, стойкостью к коррозии, вибрационной стойкостью и способностью функциони­ровать при длительных крене до 15° и дифференте до 5°, при бор­товой качке до 22,5° от вертикали с периодом качки 7-9 с (ава­рийное электрооборудование должно выдерживать длительный крен до 22,5° и дифферент до 10°). Оно должно надежно работать при относительной влажности до 98 % при температуре 23-27°С и выдерживать колебания температуры окружающего воздуха от -30° до +45 0 С. Очень высокие требования предъявляют к изоляционным материалам: они должны быть водо- и маслостойкими, негигроскопичными и негорючими.

Судовые электромеханизмы и другое электрооборудование в за­висимости от места расположения изготовляют в открытом незащищенном, закрытом защищенном, брызгозащищенном, водо­защищенном, герметическом (в затопляемых помещениях) или взрывозащищенном исполнении. Особенно жесткие требования предъявляют к электрооборудованию судов, плавающих в тро­пиках, т.е. в условиях высокой температуры и повышенной влажности.

Судовое электрооборудование, как и любое другое оборудова­ние на судах, должно быть легким и недорогим.

Судовая электростанция. На морских судах оборудуют электростанции, обеспечивающие электрическим током электродвигатели различных вспомогатель­ных механизмов, механизмов систем и устройств, приборы управ­ления и связи, осветительные и нагревательные приборы и пр. Различают судовые электростанции малой мощности (200- 500 кВт), средней (500-2000 кВт) и большой мощности (свыше 2000 кВт). На океанских пассажирских лайнерах, больших на­учно-исследовательских судах и промысловых базах мощность электростанций достигает 6000 кВт и более.

В качестве источников электроэнергии на судах применяют генераторы, аккумуляторные батареи и преобразователи электро­энергии.

Основными источниками электроэнергии на судах служат электрические генераторы (переменного или по­стоянного тока), которые приводятся в движение смонтирован­ными на одной с ними раме паровыми (или газовыми) турбинами (турбогенераторы или газотурбогенера­торы), либо двигателями внутреннего сгорания (дизель-генераторы), либо от валопровода (валогенераторы).

Турбогенераторы более надежны, чем дизель-генераторы, имеют большую массу, габариты и моторесурс, однако они свя­заны с работой котлов и запуск их занимает более продолжитель­ное время. В этом отношении предпочтительнее дизель-генераторы, отличающиеся быстротой запуска и автономностью работы, но они имеют значительно меньший моторесурс. В качестве привода дизель-генераторов используют обычно дизели с частотой вра­щения 500-750 об/мии (для аварийных дизель-генераторов - 1500 об/мин).

По назначению судовые электрогенераторы разделяют на основные, резервные, стояночные и аварийные. Основные электро­генераторы предназначены для питания судовых электропотре­бителей в ходовом и других напряженных режимах работы судна - при стоянке во время грузовых операций, швартовке, снятии с якоря. Резервные электрогенераторы необходимы на случай выхода из строя основного генератора при плавании судна в опасной зоне - при проходе каналов, узких мест или при швартовке. Небольшие по мощности стояночные электрогенера­торы служат для питания судовых потребителей во время стоянки при неработающих грузовых и других механизмах, потребляющих много энергии.

На паротурбинных судах как основными, так и резервными генераторами являются турбогенераторы, на теплоходах - ди­зель-генераторы. Иногда на теплоходах с котельной установкой, работающей на тепле отходящих газов (утилизационный котел), в дополнение к дизель-генераторам устанавливают ходовой турбо­генератор. В качестве стояночных генераторов используют обычно дизель-генераторы.

Рис. 8.1. Секционирование сборных шин распределительных устройств электростанции для параллельной и раздельной работы генераторов

Основные, резервные и стояночные генераторы образуют основную электростанцию судна, размеща­емую на транспортных судах обычно в МКО и, реже, в отдельном отсеке. На судовых электростанциях применяют параллельную работу генераторов, но для большей надежности и маневренности предусматривают возможность секционирования, т.е. раздельной работы каждого судового генератора на определенную группу потребителей. К параллельной работе прибегают в наиболее ответственные моменты, например при проходе каналов, швар­товке и т. п., когда даже кратковременные перерывы в питании электроэнергией недопустимы; к раздельной - при неисправ­ностях и профилактических ремонтах ГРЩ. Секционирование осуществляется разделением сборных шин распределительных устройств на секции с помощью специальных выключателей (рис. 10.1).

Для определения мощности судовой электростанции состав­ляют таблицу нагрузки. При этом количество и мощность генера­торов выбирают таким образом, чтобы в каждом режиме обеспе­чивалась наиболее полная загрузка генераторов, а если необходимо, то и резерв. Количество генераторов всегда стремятся свести к минимуму, однако по Правилам Регистра СССР общее количество генераторов основной электростанции не может быть меньше двух (в том числе один резервный).

Аварийные электрогенераторы устанавливают на всех само­ходных судах, за исключением судов, у которых основным источ­ником электроэнергии являются аккумуляторные батареи, при условии, что по крайней мере одна из установленных батарей по емкости и расположению отвечает требованиям к аварийному источнику. Они необходимы для питания потребителей, работа­ющих в аварийном режиме (аварийного освещения, радиостанции, прожекторов, системы аварийной сигнализации, противопожар­ных и водоотливных средств, рулевого электропривода и пр.), в том случае, если основная электростанция выйдет из строя. Поэтому аварийные генераторы, в качестве которых обычно используют дизель-генераторы, устанавливают в отдельном помещении с выходом на открытую палубу - выше палубы пере­борок и вне шахты МКО. Мощность аварийного дизель-генератора обычно не превышает 100 кВт, а запас топлива согласно Прави­лам Регистра должен быть достаточным для непрерывной работы генератора в течение 36 ч для пассажирских и приравнен­ных к ним судов, неограниченного и ограниченного района пла­вания I и 18 ч - на грузовых судах валовой вместимостью 300 рег. т и более этих же районов плавания. Для судов ограни­ченного района плавания II и III, а также для грузовых судов валовой вместимостью менее 300 рег. т этот период времени сокра­щается.

Запуск аварийного дизель-генератора и прием нагрузки произ­водится автоматически (от аккумуляторной батареи) при исчез­новении напряжения на шинах основной электростанции в течение не более 45 с. На некоторых судах аварийным источником тока служит аккумуляторная батарея, емкость которой должна быть достаточна для работы в течение указанного выше времени ава­рийного освещения и сигнально-отличительных фонарей, а также всех видов пожарной сигнализации в течение часа, трехкратного открывания клинкетных дверей и других назначенных Регистром потребителей. Включение ее в аварийную сеть также происходит автоматически.

Кроме аварийного дизель-генератора на всех морских судах предусматривают кратковременный аварийный источник электро­энергии - аккумуляторную батарею небольшой емкости для питания в течение не менее 30 мин сети аварийного освещения, фонарей «Не могу управляться», авральной сигнализации, дей­ствующей в течение 10 мин, а также приводов клинкетных дверей для одноразового открывания на пассажирских и промысловых судах.

В качестве генераторов переменного тока на судовых электростанциях применяют синхронные генераторы с машинными возбудителями (типа МС) или с самовозбуждением (типа МСК, ГМС и др.) мощностью от 25 до 3000 кВт и напряже­нием 400 В. Обмотка возбуждения ротора у генераторов с само­возбуждением питается от цепи статора, а начальное возбуждение осуществляется небольшим генератором переменного тока с по­стоянными магнитами, вращающимися вместе с главным генера­тором. К преимуществам синхронных генераторов с самовоз­буждением следует отнести их надежность (так как у них нет возбудителя - машины постоянного тока), быстроту автомати­ческого регулирования напряжения и устойчивость работы на переходных режимах. Поэтому генераторы с самовозбуждением получили на судах наибольшее распространение. В последнее время стали применять бесщеточные синхронные генераторы.

Заслуживают внимания, так называемые валогенераторы, ши­роко используемые в последнее время на судах. Валогенераторы приводятся во вращение от валопровода с помощью зубчатой цепной или клиноременной передачи, Валогенераторы исполь­зуют имеющийся на каждом судне 10-15 %-ный запас мощности главного двигателя, что позволяет обеспечить в ходовом режиме питание основных потребителей и сохранить тем самым мото­ресурс вспомогательных двигателей. Кроме того, они позволяют увеличить КПД главного двигателя и, следовательно, повысить экономичность всей установки.

Одним из главных условий устойчивой работы валогенератора является ста­бильность частоты вращения гребного вала, что обеспечивается только при при­менении ВРШ. В противном случае при уменьшении частоты вращения гребного вала (например, при маневрировании судна) будут уменьшаться напряжение и частота переменного тока, и для использования валогенератора при меняющейся частоте вращения гребного вала придется применять сложные регулирующие устройства. Для повышения экономичности энергетической установки на тепло­ходах часто применяют утилизационные турбогенераторы, работающие от пара, вырабатываемого утилизационными котлами за счет тепла отходящих газов главного двигателя.

Аккумуляторами на судах служат кислотные или щелочные аккумуляторные батареи. Щелочные аккумуляторы по размерам несколько больше кислотных, но они лучше пере­носят вибрацию, не выделяют вредных веществ, не требуют перио­дической подзарядки. К тому же они надежнее и их проще об­служивать. На судах используют в основном щелочные аккумуля­торы (кадмиево-никелевые или железоникелевые с электроли­том - раствором едкого калия), а кислотные - только в качестве стартерных. Аккумуляторы хранят на судне в специальных помещениях - аккумуляторных, которые должны иметь хоро­шую вентиляцию и выход на открытую палубу. Щелочные и кислотные аккумуляторы хранят раздельно.

Преобразователи электроэнергии служат дляпитания током потребителей, которым не подходит род или напряжение тока, вырабатываемого основной электростанцией. Различают вращающиеся и статические преобразователи. К первым относятся двухмашинные (двигатель и генератор) и одно­машинные или одноякорные преобразователи (машина постоянного тока с расположенными на валу контактными кольцами, к кото­рым тянутся отводы от симметрично расположенных точек об­мотки якоря). Двухмашинные преобразователи более громоздки и дороже, поэтому их применяют только для больших мощностей. К статическим преобразователям относятся полупроводнико­вые выпрямители - селеновые, германиевые, кремниевые. Ртутные выпрямители на судах не применяются. Для изменения величины напряжения применяют трансформаторы.

Распределение электроэнергии. Электроэнергия, вырабатываемая судовой электростанцией, рас­пределяется по судовым сетям между потребителями. Различают следующие судовые электросети: силовую - для питания электроприводов судовых механизмов МКО, механизмов судовых устройств систем и пр.; осветительную - для питания основного освещения помещений и открытых палуб, сигнально-отличительных фонарей, подсветки телеграфов, навигационных и других приборов; аварийного освещения - для питания освети­тельных цепей, которые должны работать в аварийном режиме (питание сигнально-отличительных фонарей, освещение коридо­ров, проходов, постов управления, шлюпочных палуб и мест посадки в шлюпки); слабого тока - для питания цепей телефо­нов, телеграфов, пожарной сигнализации и пр.; переносного осве­щения - для питания через штепсельные соединения переносных ламп; электронавигационных приборов - для питания гироком­паса, эхолота, электромеханического лага и пр.

От источников электроэнергии - генераторов - ток поступает на главный распределительный щит (ГРЩ), который является центральным пунктом распределения электроэнергии между груп­пами потребителей на судне.

ГРЩ (рис. 10.2) представляет собой металлоконструкцию (каркас), на которой устанавливают коммутационную аппаратуру для замыкания и размыкания электрических цепей (рубильники, выключатели, переключатели, пусковые кнопки), пусковую и регулирующую аппаратуру (реостаты и регуляторы), защитную аппаратуру (предохранители, реле обратного тока и обратной мощности и пр.), сигнальные и контрольно-измерительные при­боры. На судах оборудуют ГРЩ защищенного типа. На лицевой стороне размещают сигнальные и контрольно-измерительные при­боры и рукоятки управления прочими приборами, которые вместе с токоведущими частями монтируют с тыльной стороны щита. Обычно ГРЩ устанавливают в помещении электростанции, остав­ляя вокруг него свободный проход шириной 0.6-1,0 м (в зависимости от длины ГРЩ и разме­ров судна), Вход на щит за­крывают дверьми с устройст­вом, позволяющим закреплять их в открытом положении.

Находящиеся на ГРЩ кон­трольно-измерительные прибо­ры позволяют обеспечить по­стоянный надзор за эксплуата­цией судовой электростанции. Наряду с ручным управлением работой электростанции с по­мощью приборов и аппаратов ГРЩ на судах предусматрива­ют автоматическое и дистан­ционное управление - из ЦПУ или с мостика.

От ГРЩ отходят питающие магистрали. Существуют ма­гистральная, фидерная (ради­альная) и смешанная (магистрально-фидерная) системы рас­пределения электроэнергии.

При магистральной системе (рис. 8.3, а) питание (генерато­ры Г 1 и Г 2) подается от ГРЩ к потребителям через магистральные коробки (МК) и рас­пределительные щиты (РЩ), объединенные одной магистралью.

Рис 8.2 Главный распределительный щит (ГРЩ)

РЩ У устанавливаемые в определенных частях судна - в носу, в корме, в средней части, - питают групповые распределитель­ные щиты и распределительные щитки отдельных потребителей. При фидерной (радиальной) системе (рис. 8.3, б) питание каждого распределительного щита, а также некоторых ответствен­ных и мощных потребителей (Д х и Д 2) осуществляется от ГРЩ по отдельным фидерам. Эта система более надежна, чем маги­стральная, так как при повреждении фидера отключается только один распределительный щит или один ответственный потребитель.

Рис. 8.3 Системы распределения энергии

а – магистральная, б – фидерная, в - смешанная

При повреждении магистрали в первой схеме прекращается питание всей группы распределительных щитов. Кроме того, при фидерной системе можно непосредственно на ГРЩ включать и выключать потребители. Правила Регистра требуют, чтобы для некоторых потребителей было обеспечено только фи­дерное питание.

К таким потребителям относят: электроприводы рулевой машины, якорного устройства, пожарных и осушитель­ных насосов, компрессоров и насосов спринклерной системы; щиты питания радиостанции, гирокомпаса, навигационных при­боров, сигнально-отличительных фонарей станции автоматической сигнализации обнаружения пожара, рефрижераторные установки грузовых трюмов; электропри­воды механизмов, обеспечива­ющих работу главной энерге­тической установки; щиты элек­троприводов грузовых, шлю­почных, швартовных и других устройств, вентиляции и т.д. Особо ответственные потреби­тели, такие как рулевой элек­тропривод или сигнально-отличительные фонари, получают питание по двум фидерам, про­ложенным возможно дальше друг от друга.

Магистральная система про­ще и выгоднее, чем фидерная, Но она менее надежна, ее нельзя применять для всех по­требителей. Поэтому на судах обычно используют смешанную систему (рис. 8.3, в), отлича­ющуюся тем, что в ней часть потребителей питается по фи­дерной, а часть менее ответ­ственных потребителей - по магистральной системе. Для передачи электроэнергии от ис­точников к потребителям при­меняют системы, различаю­щиеся количеством токоведущих проводов. При постоянном токе обычно применяют двухпро­водную систему, при переменном трехфазном токе - трехпроводную.

Правила Регистра запрещают применение однопроводной си­стемы с использованием корпуса судна в качестве обратного про­вода, так как это сопряжено с опасностью для жизни людей (такая система допускается только на судах при напряжении до 30 В). Специальные судовые кабели и провода могут рабо­тать в условиях повышенной влажности и солености воздуха при наличии паров и сильной вибрации.

Их изготовляют из нескольких скрученных мягких медных проволок, изолируя жилу резиновой оболочкой, поверх которой наматывают про­резиненную тканевую ленту. Для защиты резины от действия воды, нефтепродуктов, солнечных лучей и т.п. ее покрывают защитной оболочкой - из свинца (кабель СРМ) или из негорючей шланговой резины (кабель КНР); сверх нее для защиты от меха­нических повреждений надевают металлическую оплетку из сталь­ной оцинкованной (кабель КНРП) или медной луженой (кабель КНРЭ) проволоки, которая служит экраном от радиопомех. Кабель прокладывают на судне в специальных подвесках и на стальных панелях. При прокладке кабеля через водонепроница­емые переборки и палубы, чтобы не нарушить их водонепроница­емости, его укладывают в переборочные или палубные кабельные коробки, которые затем заполняют уплотняющей массой (биту­мом, эпоксидно-тиоколовым компаундом).

Потребители тока. К основным потребителям тока на судне относятся электропри­воды судовых механизмов, устройств и систем, освещение и про­жекторы, электронавигационные приборы и электрические средства связи и сигнализации.

Электроприводом называют устройство, состоящее из электродвигателя, передаточного устройства, связывающего электро­двигатель с исполнительным механизмом, и приборов управления.

Электродвигатели, используемые в приводах рулевого, грузо­вого, якорного швартовного и других устройств, испытывают значительные перегрузки и работают в режиме частых включений и изменений направления движения. Эти особенности учитывают при конструировании соответствующих электроприводов.

В качестве передаточного механизма в судовых электропри­водах применяют обычно жесткую передачу с помощью муфт или фланцевых соединений.

Пуск, изменение направления движения, торможение и оста­новку электродвигателей осуществляют с помощью аппара­туры управления, к которой относятся:

контакторы - электромагнитные аппараты дистанционного действия для замы­кания и размыкания цепей электрического тока;

электромагнит­ные реле - аппараты, контролирующие величину магнитного поля и срабатывающие при достижении заданного значения (раз­личают минимальные и максимальные реле тока, реле напряжения и реле времени);

тепловые реле, срабатывающие при отклонении температуры от определенной величины;

реле контроля неэлектри­ческих величин, срабатывающие при изменении давления, частоты вращения, уровня жидкости и пр.;

магнитные пускатели - комплексные аппараты, предназначенные для управления асин­хронными короткозамкнутыми электродвигателями и их защиты;

магнитные станции - устройства, состоящие из смонтированных в металлическом шкафу магнитных и других аппаратов для авто­матического управления электроприводом;

командоаппараты (кно­почные посты управления, командоконтроллеры) - для дистан­ционного управления электроприводами, а также регулировочные, пусковые и пускорегулировочные сопротивления, величину кото­рого можно изменять;

контроллеры - многоступенчатые комму­тационные аппараты ручного управления реверсивными электро­приводами кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы;

тормозные элек­тромагниты - для растормаживания механических фрикцион­ных тормозов электродвигателей, работающих в кратковременном и повторно-кратковременном режимах.

Управление аппарату­рой, регулирующей работу судовых электроприводов, осуще­ствляют вручную, полуавтоматически или автоматически - без участия оператора. При полуавтоматическом управлении вручную подается только первоначальная команда, а все даль­нейшие операции выполняются автоматически.

Разновидностью автоматического управления является про­граммное управление, при котором все операции происходят в наперед заданной последовательности и продолжительности.

Для судового освещения применяют лампы накаливания, люминесцентные, а также дуговые ртутные лампы.

В лампах накаливания световое излучение является результатом нагрева светящего тела - вольфрамовой нити; в люминесцентных лампах светится покрывающий внутреннюю поверхность трубки тонкий слой специального вещества - люминофора, которое под дей­ствием электрического разряда в газах или парах металлов дает световое излучение; в дуговых ртутных лампах световой поток создается излучением дугового разряда и свечением люминофора, покрывающего внутренние стенки стеклянного баллона лампы.

Судовые лампы накаливания отличаются от обычных высокой механической прочностью, что достигается утолщением нити и увеличением количества точек ее крепления, и вдвое большей средней продолжительностью горения. Обычно их применяют для местного и общего освещения помещений, для сигнально-отличительных фонарей и для аварийного освещения.

Люминесцентные лампы, используемые для судового освеще­ния, различаются по характеру света и могут быть просто белого или теплого белого цвета. Люминесцентные лампы очень чувствительны к температуре окружающего воздуха и устойчиво рабо­тают только при температуре около 20°С. Другим недостатком этих ламп является присущий им стробоскопический эффект (мерцание), поэтому при наличии в освещаемых ими помещениях видимых вращающихся конструкций необходимо принимать меры для его устранения. Мощные дуговые ртутные лампы применяют для освещения открытых палуб или больших помещений. Они устойчиво работают в широком диапазоне температур окружа­ющего воздуха: от - 30 до +60°С.

Для защиты ламп от воздействия внешней среды, перераспре­деления светового потока и защиты глаз от прямого действия света на судах применяют осветительную арматуру, выполня­емую в открытом, защищенном, водозащищенном, герметическом и взрывозащищенном исполнении. Лампу с осветительной арма­турой называют светильником.

Судовые светильники бывают подволочные (подпалубные), переборочные, подвесные, настольные и переносные.

Судовое освещение должно создавать благоприятные условия для работы и жизни экипажа, причем освещенность должна быть постоянной - без колебаний из-за раскачивания светильников или изменения напряжения. Нормы освещенности регламенти­руют Санитарными правилами.

Прожекторные установки состоят из прожектора и системы управления. В судовых прожекторах свето­вой поток от источника света преобразуется параболическим зеркальным отражателем в узкий мощный световой поток. Источ­никами света являются лампы накаливания, а в наиболее мощных сигнальных прожекторах - дуговые лампы. Ламповые прожек­торы бывают дальнего действия и заливающего света. Первые устанавливают на верхнем мостике или марсовой площадке и используют для навигационных целей и сигнализации; их можно поворачивать вокруг горизонтальной и вертикальной осей, управ­ляя поворотом дистанционно из рулевой рубки. Прожекторы заливающего света менее мощные; их используют для освещения места работы на палубе, пирсе и у борта судна, а также для деко­ративных целей.

Вопросы для самопроверки

Перечислите основные источники электрического тока, применяемые на судах.

Назовите род, напряжение и частоту тока судовой сети.

Как распределяется электроэнергия на судне?

Какие основные системы распределения электроэнергии вы знаете?

Что относится к потребителям тока?

Какие лампы применяют для судового освещения?

На какие группы подразделяются приемники электрической энергии по характеру ее

потребления?

В чем проявляется влияние числа агрегатов на эксплуатационные характеристики СЭС?

Чем объясняется широкое распространение валогенераторов?

Структура СЭС.

В комплекс электрооборудования судна входят системы, подсистемы, локальные системы (или устройства).

Электроэнергетическая система предназначена для бесперебойного снабжения приемников во всех эксплуатационных режимах судна требуемым количеством электроэнергии высокого качества. СЭС представляет собой единый комплекс, состоящий из электростанций, преобразовательных устройств, вторичных распределительных устройств, связанных между собой линиями передач.

СЭС относится к классу сложных систем, которая в своем составе содержит много подсистем: генерирования и распределения электроэнергии (ПГРЭ); управления режимами генераторных агрегатов (ПУРГА); электроснабжения аварийных приемников (ПЭАП); отбора мощности от энергетической установки (ПОМЭУ).

ПГРЭ предназначена для генерирования, преобразования, передачи и распределения электроэнергии. В подсистему входят локальные системы (устройства) управления электроприводами (ЛСУЭ) и электроснабжения приемников (ЛСЭП).

ПУРГА, предназначенная для управления и контроля параметров ГА во всех эксплуатационных режимах, состоит из локальных систем: управления первичными двигателями ГА (ЛСУПД); автоматической стабилизации напряжения генераторов (ЛССН); стабилизации частоты вращения ГА (ЛССЧ); автоматической синхронизации ГА (J1CC); автоматического распределения активной мощности ГА (ЛСРМ); автоматического ввода резервного (ГА ЛСВР); автоматической защиты генераторов от перегрузки (ЛСЗП); защиты судовой сети от коротких замыканий и перегрузки (ЛСЗС) и от обрыва фазы или снижения напряжения (ЛСЗОФН); контроля параметров (ЛСКП).

ПЭАП, предназначенная для снабжения и передачи электроэнергии ограниченному числу приемников от аварийных источников, содержит в своем составе ЛССН, ЛССЧ, ЛСВР, ЛСЗП, ЛСЗС, ЛСКП.

ПОМЭУ, предназначенная для производства, распределения и передачи электроэнергии к приемникам от валогенераторов, навешенных генераторов, утилизационных турбогенераторов в ходовых режимах судна, состоит из ЛСУПД, ЛССН, ЛССЧ, ЛСВР, ЛСКП.

В состав СЭС входят большое число взаимно связанных между собой элементов (рис. 2): главный распределительный щит ГРЩ, генераторные агрегаты ГА (сюда относятся генераторы Г и приводные двигатели), пульт управления ПУ, распределительные щиты РЩ, вторичный распределительный щит ВРЩ, приемники электроэнергии П линии передач, трансформатор Тр, выключатели генераторные ВГ, фидерные ВФ, секционные ВС.

Основной элемент СЭС – электростанция – состоит из ГА, ГРЩ, ПУ; электрические сети содержат РЩ и линии передач.

В генераторный агрегат входят генератор Г и приводной двигатель ПД.

Классификация СЭС.

Множество количественных и качественных признаков СЭС дают представление о диапазонах мощности, типах ГА, режимах работы, степени автоматизации, параметрах, составе технических средств, способах преобразования энергии И др.

По виду преобразования электроэнергии ЭС делят на тепловые и атомные. На большинстве судов транспортного флота устанавливают тепловые ЭС, где химическая энергия топлива преобразуется в механическую, а затем в электрическую. В настоящее время на отдельных судах имеются атомные ЭС (атомоходы «Ленин», «Арктика»), где энергия атомного ядра преобразуется в тепловую, механическую и электрическую.

По роду тока СЭС могут быть переменного и постоянного тока, различные по характеристикам, параметрам и конструкциям ГА, а также по содержанию и составу аппаратуры и распределительных устройств. На судах в основном применяют переменный ток, лишь отдельные специальные установки работают на постоянном токе.

По уровню параметров бывают системы с номинальными напряжением и частотой, с номинальным напряжением и повышенной частотой, с повышенным напряжением и номинальной частотой, с повышенными напряжением и частотой.

По назначению СЭС делят на основные, аварийные и специальные. Основные системы предназначены для снабжения всех групп приемников электроэнергией, аварийные – для электроснабжения ограниченного числа электрифицированных механизмов и устройств, необходимых в аварийной ситуации. В аварийных системах предъявляют требования к расположению ГА и РЩ, способам пуска и длительности работы агрегатов. Системы специального назначения предназначены для гребных электрических установок (ГЭУ).

По установленной мощности СЭС могут быть малой, средней и большой мощности. Установленная мощность генераторного агрегата характеризуется степенью электровооруженности судна. На основании анализа статистических данных условно принимаем установленную мощность генераторов ЭС малой мощности 500–2000 кВт, средней мощности– в диапазоне 2000–10000 кВт, большой мощности – свыше 10 000 кВт.

По типу ГА системы делят на дизель-генераторные, турбогенераторные, газотурбогенераторные, смешанные.

По системе автоматизации первичных двигателей СЭС могут иметь дистанционное и автоматизированное управление.

По способу отбора мощности от энергетических установок различают валогенераторы (ВГ) с приводом от валопровода, навешенные генераторы (НГ) с приводом от главных двигателей ГЭУ, утилизационные турбогенераторы (УТГ), использующие энергию отработанных газов главных дизелей, и комбинированные установки, состоящие из ВГ и УТГ. На отдельных судах производится отбор мощности от ГЭУ, работающей на переменном токе, преобразованием энергии (понижение напряжения с помощью трансформаторов напряжения).

По режимам работы предусматривается автономная и параллельная работа ГА и электроснабжение ЭС от береговой сети.

Источниками тока СЭС являются синхронные генераторы (СГ) и генераторы постоянного тока (ГПТ). СГ могут быть с независимым возбуждением и с самовозбуждением. Генераторы с независимым возбуждением имеют источник постоянного тока (электромашинный возбудитель) и систему косвенного фазного компаундирования. Генераторы с самовозбуждением имеют системы стабилизации напряжения с фазным компаундированием с неуправляемыми и управляемыми вентилями. Внедряют бесщеточные генераторы с вращающимися управляемыми вентилями. ГПТ бывают с независимым параллельным возбуждением и самовозбуждением (параллельным и смешанным).

Преобразование электроэнергии СЭС производится посредством преобразователей статических полупроводниковых, электромагнитных (трансформаторов) и вращающихся (электромашинных).

По степени автоматизации СЭС делят на автоматизированные с дистанционным или программным управлением.

Управление и контроль объектами СЭС возможны с пульта управления, панели управления ГРЩ, централизованного пульта управления энергетической установкой.

При автоматизации СЭС применяют элементы электромагнитные контактные, бесконтактные логические, элементы на интегральных схемах и комбинированные контактные и бесконтактные.

Контроль параметров СЭС производят визуально электроизмерительными приборами, дискретными средствами и устройствами централизованного контроля.

Подсистема генерирования и распределения электроэнергии СЭС характеризуется числом ЭС и ГА, типом ГРЩ (числом секций), способом секционирования шин ГРЩ, схемой распределения электроэнергии (фидерно-групповая, магистральная, смешанная).

Защита в СЭС предусматривается от токов короткого замыкания, перегрузок, обратной мощности ГА, обрыва фазы электрической сети, снижения напряжения и др.

Типизация в СЭС осуществляется по элементам, схемным узлам, устройствам (распределительным и автоматизации).

Судовой электрической станцией (СЭС) называется технический комплекс, состоящий из источников электрической энергии и главного распределительного щита (ГРЩ), предназначенный для генерирования электроэнергии и ее подачи в электрическую сеть к приемникам (потребителям).

Генераторные агрегаты ГА с помощью кабелей К и автома­тических выключателей QF подключаются к внутренним соеди­нительным линиям ГРЩ, называемым шинами Ш , к которым через коммутационно-защитные аппараты-выключатели QF 1... J присоединены фидеры судовой кабельной сети Ф1, Ф2, Ф J , питающие потребители электроэнергии ПЭ . На стан­ции должно быть не менее двух ГА.

Состав главных элементов электрических станций (электро­станций) и схемы их соединения (схемы главного тока), образующие структуру СЭС, должны обеспечивать возможность:

раздельной и параллельной работы генераторных агрегатов СЭС как на всю СЭЭС, так и на отдельные ее части (секции ГРЩ, фидеры);

электрической защиты генераторов, ГРЩ и подсоединенных к ним кабельных линий при возникновении ненормальных (ава­рийных) режимов;

связи с береговыми электрическими системами и СЭЭС дру­гих судов;

управления качеством и распределением генерируемой и потребляемой электрической энергии между источниками (при параллельной работе) и потребителями;

выполнения эксплуатационного наблюдения за элементами СЭЭС и проведения ремонтных работ без нарушения минималь­но необходимого обеспечения судна электроэнергией.

В зависимости от рода источников электроэнергии различа­ют СЭС постоянного и переменного токов. Последние наиболее распространены на судах.

Электрические станции, операции управления которыми не автоматизированы или автоматизированы частично, требуют для обслуживания постоянной вахты (знак автоматизации А2).

Все более широкое применение в СЭЭС находят полностью автоматизированные СЭС (знак автоматизации А1), не требую­щие постоянного обслуживания вахтенным персоналом. Наибо­лее распространены полуавтоматические СЭС, управляемые оператором из центрального поста.

Судовые электростанции подразделяют на основные, аварий­ные и специальные. Основные СЭС обеспечивают электроэнер­гией все технические средства судов в нормальных рабочих режимах; аварийные СЭС - только важнейшие потребители в случаях прекращения питания (выхода из строя) основной электростанции. Специальные СЭС питают особые группы пот­ребителей, например судовые технологические комплексы.

Обычно на судне предусматривается одна основная электро­станция, но при большом числе и мощности генераторов воз­можны СЭЭС с несколькими основными электростанциями. Основные электростанции располагают в трюмных помещениях.

На всех судах наряду с основными генераторами обязатель­но должен быть аварийный источник электроэнергии, который вместе с аварийным распределительным щитом (АРЩ) образу­ет аварийную электростанцию. Аварийная СЭС размещается в специальном помещении, находящемся выше палубы перебо­рок вне шахты машинного отделения и имеющем непосредст­венный выход на открытую палубу.

В качестве аварийного источника электроэнергии используют автономный ДГ, расходная цистерна с топливом которого также размещается в помещении аварийной СЭС. Емкость цистерны должна быть достаточной для обеспечения непрерывной работы ДГ в течение 36 ч на пассажирских судах, 6 ч -на грузовых судах валовой вместимостью 5000 peг. т и более 3 ч - на осталь­ных судах. Аварийный ДГ пускается автоматически электростартером или сжатым воздухом, чтобы не более чем через 45с восстановить питание потребителей при исчезновении напряже­ния.

От АРЩ получают питание непосредственно по отдельным фидерам наиболее важные для обеспечения жизнедеятельности поврежденного судна потребители: гирокомпас, радиостанции, рулевая машина, сигнально-отличительные огни, освещение основных постов и помещений, средства тушения пожара, водо­отливные средства и т. п.

Все оборудование аварийной электростанции должно надеж­но работать при одновременном длительном крене и дифференте.

В качестве основного или дополнительного аварийного источ­ника электрической энергии могут применяться АБ для питания аварийного освещения и сигнализации, а также для управления водонепроницаемыми дверями. Минимальное время работы таких батарей 3...36 ч в зависимости от типа судна и его водо­измещения.

Схемы главного тока электростанций, предусматривающие длительную или кратковременную (на период перевода нагруз­ки) параллельную работу генераторных агрегатов, отличаются в зависимости от их состава, а также выбранного числа секций шин ГРЩ и связей между ними, принятых для удобства и на­дежности эксплуатации СЭС.

Схемы главного тока типизированы для СЭС с отдельными секциями стояночных приемников и без них, а также приемников (двигателей), соизмеримых по мощности с генераторами.

Число фидеров, питающих потребителей, и включающих их автоматов на ГРЩ измеряется десятками.

Аварийная электростанция имеет электрическую связь в виде фидера от основной электростанции. В нормальных условиях по перемычке подается напряжение от ГРЩ на АРЩ. При исчезновении напряжения на шинах основной электростанции поступает сигнал на автоматический запуск АДГ. После пуска генератор подключается к шинам аварийной станции контак­тором КМ.

Электростанции характеризуются, в первую очередь, типом, числом и номинальной мощностью установленных генераторов, которые определяются в зависимости от мощности, требующей­ся в любой момент для действия электрифицированных техни­ческих средств судна.