2. Коротка характеристика систем розподілу енергії

Рід струму. Найважливішим фактором, від якого залежать особливості ЕЕС НК, є рід струму (постійний або змінний). На початку розвитку електрифікації перевага віддавалася постійному струму. Електричні приводи постійного струму по пускових, гальмових і регулювальних властивостях мають переваги перед електричними приводами змінного струму.

Через наявність колектора маса й габаритні розміри двигунів постійного струму значно перевищують ці показники для асинхронних двигунів (АД). Електроприводи постійного струму мають більше складні апарати керування, чим електроприводи змінного струму.

Електроустаткування змінного струму має ряд переваг перед електроустаткуванням постійного струму й насамперед значно більшу надійність (в основному через простоту конструкції АД). В ЕЕС НК змінного струму (на відміну від ЕЕС НК постійного струму) є можливості:

• перетворювати напругу за допомогою трансформаторів;

• розділяти ЕС НК за допомогою трансформаторів на окремі електрична не зв'язані частини (наприклад, на силову й освітлювальну мережі);

• одержувати електроенергію від берегової мережі без проміжних перетворювачів;

• застосовувати більше висока напруга без погіршення надійності:

• підвищити рівень уніфікації корабельного електроустаткування із промисловим.

Застосування постійного струму виявляється доцільним лише на кораблях, де як основне джерело електроенергії використаються акумуляторні батареї.

У деяких випадках на кораблях використають два роди струму, коли одна частина споживачів одержує живлення від мережі постійного струму, а інша - від мережі змінного струму.

Номінальна напруга. В ЭС НК допускають застосування наступних номінальних напруг: для постійного струму - 12; 24; 110 й 220 В; для змінного струму - 12; 24; 36; 127; 220 й 380 В.

Маса, габаритні розміри й вартість електророзподільних щитів залежать від напруги й струму електричних апаратів, установлюваних у них.

При даній потужності ЕЕС НК й, наприклад, підвищенні її напруги зменшується значення переданого струму від джерел до споживачів електроенергії, що приводить до зменшення маси, габаритних розмірів і вартості ліній електропередачі й розподільних щитів ЕЕС НК.

Установлено, що використання напруг до 36 В доцільно при потужності ЕЕС НК, рівним декільком кіловатам. Напруги 110 й 220 В доцільні при потужності ЕЕС НК до 100 - 300 кВт. При потужності ЕС НК більше 300 - 400 кВт використають напругу 380 В.

Варто враховувати, що підвищення напруги ЕС НК завжди пов'язане зі збільшенням імовірності поразки людей електричним струмом. Для сирих приміщенні небезпечними вважають напруги вище 12 В змінного й 24 В постійного струму. Тому в міру росту напруги ЕС НК повинен підвищуватися рівень заходів щодо забезпечення безпеки обслуговування. У мережах висвітлення застосовують напруги 12, 24, 127 й 220 В. При використанні в ЕЕС НК напруги 380 В мережа висвітлення харчується через понижуючі трансформатори.

У цей час серійно роблять корабельне електроустаткування напругою до 380 В.

Номінальна частота струму. Основною частотою змінного струму на бойових кораблях, як й у промислових установках, прийнята частота 50 Гц.

Однак на сучасних кораблях є споживачі, номінальна частота струму яких рівні 400 - 500 Гц (озброєння, радіолокаційне, навігаційне й інше встаткування). Живлення цих споживачів здійснюють від мережі частотою 50 Гц через відповідні перетворювачі.

Підвищення номінального значення частоти дає можливість зменшити масу й габаритні розміри електричних машин, магнітних підсилювачів, конденсаторів, елементів електроавтоматики. Відомо, що потужність будь-яких обертових машин пропорційна добутку моменту, що розвиває, і частоти обертання. Тому при збільшенні частоти обертання н збереженні потужності можна зменшити значення моменту шляхом зменшення діаметра ротора машини й тим самим зменшити її масу н габаритні розміри. Граничної за умовою забезпечення надійності є частота обертання 6000 - 12000 об/хв.. Підвищення частоти обертання з 3000 до 8000 об/хв. у середньому дає зниження маси машини в 2 - 3 рази н габаритних розмірів в 2 рази.

Підвищення частоти струму трансформаторів й інших електромагнітних апаратів пов'язане зі зменшенням кількості витків їхніх обмоток й обсягу магнітопровіду. У результаті підвищення частоти з 50 до 400 Гц маса й габаритні розміри трансформаторів, наприклад, потужністю 100 кВа знижуються в 2 - 4 рази. Маса й обсяг кабельних ліній електропередачі при підвищенні частоти струму від 50 до 400 Гц практично не змінюються.