21) Назначение судовых электрических сетей

Аварийная электрическая сеть предназначена для рас­пределения электроэнергии на участке от АРЩ до приемников, пере­чень которых определен Правилами Регистра.

Электрическая сеть приемников предназначена для распределения электроэнергии от определенного распределительного щита или преобразователя электроэнергии до одноименных приемников. К таким сетям относят сети основного освещения, аварийного освещения, переносного освещения, сеть установок слабого тока, сеть радиотрансляции и др.

Сеть основного освещения применяется для снабжения электроэнергией осветительных приборов и получает питание, как правило, от электрораспределительных щитов различного назначения: наружного освещения, освещения МО, служебных и пассажирских помещений и др.

Напряжение сетей основного освещения составляет 220 В (реже 127 В). Правила Регистра допускают применение этих сетей для питания маломощных бытовых электроприборов (каютных вентилято­ров, холодильников и др.), а также электрических грелок.

Сеть аварийного освещения является составной частью сети основ­ного освещения. Эта сеть получает питание от АРЩ и поэтому снаб­жается электроэнергией практически бесперебойно: при нормальном режиме работы основной электростанции от ГРЩ через шины АРЩ, а при выходе ее из строя от АДГ. При обесточивании основной и аварий­ной электростанций автоматически включается сеть аварийного освещения напряжением 12 или 24 В, питающая от АБ ограниченное количество осветительных точек в постах управления, коридорах и проходах.

Сеть переносного освещения применяется для снабжения электро­энергией переносных светильников напряжением 12 или 24 В, позво­ляющих усилить местную освещенность при проведении технического обслуживания оборудования или ре­монтных работ. Для получения указанных напряжений используют понижающие трансформаторы соответствующей мощности.

Сеть установок слабого тока обеспечивает работу телефонов внутренней связи, машинных телеграфов, рулевых указателей, звон­ковой и пожарной сигнализации и других приемников ограниченной мощности.

Сеть радиотрансляции соединяет радиотрансляционный узел с громкоговорителями, установленными в различных помещениях судна.

Электрические сети выполняют изолированными от корпуса судна. Исключение составляют электрические сети маломерных судов (не­больших буксиров, катеров, мотоботов и др.), на которых допускается применение корпуса судна в качестве второго провода при напряже­ниях до 30 В переменного и 55 В постоянного тока.

Передачу электроэнергии постоянного и однофазного переменного тока осуществляют двухпроводными линиями электропередачи, а трехфазного тока - трехпроводными (редко четырехпроводными) линиями электро­передачи. В последнем случае линия электропередачи состоит из трех фазных и одного нулевого провода и применяется на плавсредствах (дебаркадерах, брандвахтах и др.), получающих электроснабжение с берега.

22) Расчет кабелей по току нагрузки, их выбор и проверка

Надежность СЭО во многом определяется состоянием изолирую­щих оболочек кабелей и проводов, которое зависит от характера и продолжительности тепловых процессов при нагреве оболочки током жилы.

Теория тепловых процессов достаточно сложна и используется на стадии разработки образцов кабельной продукции. Она позволяет по заданной площади поперечного сечения жилы и известным тепловым характеристикам изоляции оболочки определить значение длительно допустимого тока жилы.

На практике приходится решать обратную задачу, которую упрощенно можно сформулировать так: по заданному или рассчитанному значению тока найти площадь поперечного сечения жилы кабеля. Для этого используют готовые таблицы норм токовых нагрузок кабелей и проводов.

Выбор кабеля дополняют проверкой его на потерю напряжения в линии.

Определение расчетных токов кабелей. Расчетный ток (А) кабеля, питающего:

а) двигатель постоянного тока

I = 10 Р k / (U η ),

б) трехфазный асинхронный двигатель

I = 10 Р k / ( U η cosφ ),

где Р - номинальная мощность двигателя, кВт;

k - коэффициент загрузки двигателя;

U - номинальное напряжение двигателя (для асинхронного двигателя линейное), В;

η - номинальный КПД двигателя;

cosφ - номинальный коэффициент мощности асинхронного двигателя;

в) группу приемников постоянного тока

I = k + I ,

где k - коэффициент одновременности работы приемников, питающихся от данного фидера;

n - число приемников;

- сумма полных токов всех п приемников, питающих­ся от данного фидера, А; I - ток запасных ответвлений, А;

г) группу приемников переменного тока

I = k ,

где: k - коэффициент одновременности работы однотипных приемников в данном режиме;

= I cosφ + I cosφ + ….+ I cosφ - арифметическая сумма активных составляющих расчетных токов приемников электроэнергии;

= I sinφ + I sinφ + ….+ I sinφ - арифметическая сумма реактивных составляющих расчетных токов приемников электроэнергии

д) расчетный ток трехфазного трансформатора принимают равным номинальному

I = I = (S *10 ) / ( 3* U ),

где S - номинальная мощность генератора, кВ*А;

10 - коэффициент перевода киловатт в ватты;

U - номинальное первичное напряжение генератора (линейное), В.

Выбор площади поперечного сечения жил кабелей. Для выбора площади поперечного сечения жил кабелей используют таблицы норм токовых нагрузок. Эти нагрузки допускаются при прокладке не более шести кабелей в одном пучке или в один ряд с плотным прилеганием одного к другому, или в два ряда, независимо от числа кабелей, но при условии, что между группой или пучком из шести кабелей имеется свобод­ное пространство для циркуляции воздуха.

Если фактические условия отличаются от перечисленных нормиро­ванных, вводят поправочные коэффициенты k … k .

Коэффициент k учитывает изменение условий прокладки кабелей (при прокладке более шести кабелей или при отсутствии свободного пространства между ними k = 0,85).

Коэффициент k учитывает изменение числа жил в кабеле (для двухжильных кабелей k = 0,85, для трех- и четырехжильных k = 0,7).

Коэффициент k - учитывает изменение режима работы по отношению к длительному (при кратковременном режиме k = 1,06…1,46, при повторно-кратковременном k = 1,24…1,51).

Коэффи­циент k - учитывает отличие температуры окружающей среды от нормированной 45 ºС (для температур 35…85ºС k = 1,29…0,45).

Площадь поперечного сечения жил кабеля выбирают из условия

I ≥ k k k k I ,

где I - расчетный ток кабеля, А;

I - допусти­мый ток нагрузки для кабеля с выбранной площадью поперечного сечения жил при нормированных условиях эксплуатации.

Проверка кабелей на потерю напряжения. Напряжение на выводах приемника электроэнергии всегда меньше напряжения на шинах ГРЩ вследствие потерь напряжения в линии между ГРЩ и приемником.

В линиях электропередачи постоянного тока потеря напряжения числен­но равна арифметической разности напряжений в начале и конце линии, причем понятия "потеря напряжения" и "падение напряжения" равнозначны.

В линиях передачи переменного тока потеря напряжения численно равна арифметической разности модулей (т. е. полных значе­ний) напряжений в начале и конце линии, а падение напряжения определяется геометрической разностью напряжений в начале и конце линии.

Потеря напряжения в линии электропередачи постоянного тока

ΔU =(2*10 I l) / (γsU )(%) или ΔU = (2*10 Р l) / (γsU )(%),

где 2 – коэффициент, учитывающий наличие двух проводов линии;

I - ток приемника, А;

l - длина линии, м;

γ = 48,1 м/(Ом*мм ) - удельная проводимость меди при 65ºС;

s - площадь сечения жилы кабеля, мм ;

U - номинальное напряжение приемника, В;

Р - потребляемая из сети мощность прием­ника, кВт.

В сетях переменного тока потеря напряжения имеет активную и реактивную (индуктивную) составляющие, причем последней можно пренебречь, так как при частоте тока 50 Гц она значительно меньше активной.

С учетом этого потеря напряжения в однофазной линии электропередачи переменного тока

ΔU =(2*10 I l cosφ) / (γsU ) (%),

или

ΔU =(2*10 Р l) / (γsU )(%),

Потеря напряжения в каждом проводе 3-жильного кабеля при номинальном токе

ΔU = ( 3*10 I Lcos φ ) / (γsU ) (%),

или

ΔU = ( 3*10 Р l) / (γsU )(%),

где: I - ток двигателя (генератора), А;

L – длина кабеля, м;

cos φ - номинальный коэффициент мощности двигателя (генератора);

γ = 48,1– удельная проводимость меди при температуре + 65° С, м / Ом·мм

s - площадь поперечного сечения жилы выбранного кабеля, мм ;

U - номинальное (линейное) напряжение двигателя (генератора), В.

Если полученное в расчете значение потери напряжения в линии окажется больше допускаемого, надо из таблицы выбрать кабель с ближайшим большим значением поперечного сечения жил и повторить расчет.