13Электрооборудование

13.1 Общее

Проектные решения, реализованные в системе электроснабжения плавкрана, и примененное электрооборудование удовлетворяют требованиям Правил Регистра.

13.2 Выбор рода тока и величины напряжения

Основным родом тока в системе электроснабжения плавкрана принимается трехфазный переменный ток.

Выбор переменного тока является традиционным и обусловлен тем, что основные потребители электроэнергии:

грузоподъемное устройство;

механизмы судовых систем;

палубные механизмы

имеют электропривод на переменном токе.

В связи с тем, что грузоподъемные механизмы и другие основные потребители электроэнергии применяются на переменном токе частотой 50 Гц, напряжением 380 В, для основного источника электроэнергии принимаются идентичные частота тока и напряжение.

Электроэнергия переменного тока распределяется на следующих уровнях напряжения и частоты:

- 380 В, 50 Гц трехфазного переменного тока для грузовых лебедок, одноякорных брашпилей, лебедок системы позиционирования, механизмов и устройств судовых систем;

- 220 В, 50 Гц трехфазного переменного тока (в том числе для однофазных потребителей) для сетей освещения, сигнально-отличительных огней, оборудования радиосвязи и навигации, систем контроля и управления;

- 24 В постоянного тока для систем контроля и управления, аварийного освещения;

- 12 В переменного тока для переносного освещения.

13.3 Выбор источников электроэнергии

Выбор количества и единичной мощности источников электроэнергии выполняется на основе анализа электрической нагрузки в следующих режимах работы:

– балластировка;

– позиционирование;

– подъем пролета моста;

– перегон;

– стоянка без производства работ;

– аварийный.

Округленные результаты анализа представлены в нижеследующей таблице 13.1

Таблица 13.1

Режимы работы электростанции	Расчетная электрическая нагрузка, кВт	Количество и мощность работающих источников, кВт	Коэффициент загрузки источников, %	Назначение источников
Балластировка	107	1х150	71	Генераторы основного источника
Позиционирование	116	1х150	77
Подъем пролета моста	377	1х300 +1х150	84
Перегон	51	1х150	34
Стоянка без производства работ	50	1х150	34
Аварийный	4,2	1х5	84	ИБП

Проектом предусматриваются:

- основной источник электроэнергии;

- аварийный источник электроэнергии;

- щит приема электроэнергии с берега.

Основной источник включает в себя один генератор трехфазного переменного тока напряжением 400 В, 50 Гц, cosφ=0,8 мощностью 300 кВт и два генератора трехфазного переменного тока напряжением 400 В, 50 Гц, cosφ=0,8 мощностью по 150 кВт каждый. Выбор мощности генераторов основного источника выполнен с учетом обеспечения возможности одновременного запуска двух электродвигателей лебедки грузового устройства, а также оптимальной загрузки генераторов в наименее нагруженных режимах.

Как видно из таблицы, режимы балластировка, позиционирование, перегон, стоянка без производства работ обеспечиваются одним генератором, два других генератора являются резервными. Для режима «Подъем пролетов моста» резервным дизель-генератором является дизель-генератор мощностью 150 кВт, который может заменить работающий дизель-генератор мощностью 150 кВт при его аварии. При аварии дизель-генератора мощностью 300 кВт эксплуатация плавкрана прекращается и аварийный спуск груза (при необходимости) обеспечивается механическими средствами.

В качестве аварийного источника применяется источник бесперебойного питания с выходным напряжением 220 В, частотой 50 Гц и 24 В постоянного тока с аккумуляторными батареями, обеспечивающими работу в течение 3-х часов.

13.4 Судовая электростанция

13.4.1 Общее

Судовая электростанция включает в себя

- генераторы основного источника напряжением 400 В, частотой 50 Гц;

- главный распределительный щит 400 В и 230 В, 50 Гц (ГРЩ);

- силовые трансформаторы напряжением 380/230 В основной сети;

- щит приема электроэнергии с берега 380 В, 50 Гц;

- аварийный источник электроэнергии.

13.4.2 Система соединений источников и преобразователей электроэнергии

Генераторы основного источника подключаются к ГРЩ, которым обеспечивается как одиночная, так и параллельная работа основных генераторов во всех спецификационных режимах. Шины ГРЩ разделяются секционным выключателем на две части, что повышает надежность электроснабжения потребителей. Нормальное положение секционного выключателя замкнутое.

Для понижения напряжения и последующего распределения в сети 220 В, 50 Гц в системе генерирования устанавливаются два силовых понижающих трансформатора сухого типа 380/230 В мощностью по 63 кВА каждый (один резервный), подключенные на ГРЩ. Параллельная работа трансформаторов не предусматривается.

Для электроснабжения потребителей сети 50 Гц при стоянке в порту от берегового источника электроэнергии на плавкране предусматривается щит приема электроэнергии с берега 150 А, 380 В, 50 Гц, соединяемый стационарно проложенным кабелем с ГРЩ. Для подключения щита питания с берега к береговому источнику предусматриваются гибкие кабели длиной 100 метров. Кабели хранятся на вьюшке, располагаемой в районе щита питания с берега.

Параллельная работа фидера питания с берега с основными дизель-генераторами плавкрана не предусматривается.

13.4.3 Аварийный источник электроэнергии в нормальном режиме получает питание от ГРЩ, а при исчезновении напряжения от основного источника обеспечивает от встроенных аккумуляторных батарей электроснабжение аварийных потребителей (авральная и пожарная сигнализация, аварийное освещение, сигнально-отличительные огни) в течение 3-х часов.

13.5 Защита

Защита генераторов, силовых трансформаторов, ИБП, фидера питания с берега, от токов короткого замыкания и перегрузки выполняется автоматическими выключателями на ГРЩ.

Кроме того, на фидере питания с берега предусматривается защита от обрыва фаз и снижения напряжения, а для генераторов основного источника предусматривается минимальная защита и защита от обратной мощности.

Включение генераторных выключателей основного источника выполняется только на обесточенные шины или через синхронизацию.

На ГРЩ предусматриваются устройства автоматического контроля сопротивления изоляции с выходом на световую и звуковую сигнализацию при достижении значения уставки.

13.6 Распределение электроэнергии к потребителям общего назначения

Распределение электроэнергии переменного тока к потребителям осуществляется по трехфазной трехпроводной изолированной системе.

Вследствие ограниченного количества судовых электропотребителей, их питание осуществляется непосредственно от главного распределительного щита, в котором устанавливаются автоматические выключатели, обеспечивающие защиту кабелей и электроприемников при перегрузках и коротких замыканиях.

Для питания систем контроля и управления на плавкране устанавливается источник бесперебойного питания основной сети (ИБП-О) с выходным напряжением 220 В, частотой 50 Гц и 24 В постоянного тока, который подключается к ГРЩ

Питание потребителей собственных нужд контейнеров дизель-генераторов, электротехнических контейнеров осуществляется от распределительных щитов контейнеров, подключенных к ГРЩ

13.7 Электрооборудование механизмов судовых систем и устройств общего назначения

В составе электроприводов судовых механизмов и устройств общего назначения применяются короткозамкнутые асинхронные электродвигатели с прямым пуском.

Управление электродвигателями осуществляется магнитными пускателями и контроллерами.

13.8 Электрооборудование грузоподъемного устройства

Электроприводы грузовых лебедок выполняется на переменном токе с применением двухскоростных трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей МАП 622-4/12 ТУ 16-513.334-77,напряжением 380 В, частотой 50 Гц, мощностью 60/30 кВт, в режиме 60/15 мин, 1370/385 об/мин. Для привода каждой грузовой лебедки предусматривается по два электродвигателя, работающих на один вал.

Электродвигатели изготавливаются АЭК «Динамо, г. Москва.

Питание электроприводов осуществляется от ГРЩ, напряжением 3~ 50 Гц, 380 В.

Управление электроприводами осуществляется по релейно-контакторной схеме с прямым пуском и переключением с малой скорости на большую. Аппаратура защиты и управления электроприводами компонуется в щитах управления. Для каждой грузовой лебедки предусматривается отдельный щит управления. Органы управления и аппаратура сигнализации устанавливаются на пульте управления грузоподъемным устройством (ГПУ), располагаемом в посту управления на правом понтоне.

Ввиду отсутствия стандартных электроприводов с требуемыми характеристиками требуется индивидуальная разработка схемы электропривода грузовых лебедок, а также щитов управления и пульта управления ГПУ.

Ограничение перемещения грузовых подвесок кранов предусматривается с помощью специального устройства, подлежащего разработке. Устройство будет основано на измерении вылета (угла наклона стрелы) и длины каната, наматываемого на барабан лебедки, с формированием сигнала, запрещающего продолжение работы при достижении подвеской конечных положений.

Для потребления энергии, рекуперируемой в тормозных режимах, предусматривается установка ящиков резисторов. Включение устройства потребления рекуперируемой энергии производится контактором, встроенным в ГРЩ, по сигналу от датчика обратной мощности и контактора включения привода грузовой лебедки на спуск.

С целью сокращения мощности судовой электростанции в грузоподъемных механизмах предусматривается поочередно-попарный пуск двигателей двух лебедок с выдержкой времени не более 5 секунд, что не оказывает отрицательного влияния на процесс грузоподъемных операций.

Электроприводы лебедок разворота груза поставляются комплектно с серийно выпускаемыми лебедками ЛЭ-78. В состав электропривода каждой лебедки разворота груза входит электродвигатель трехфазного тока МАП 622-4/8/24, 380 В, 50 Гц,

40/20/5,2 кВт в режиме 30/30/10 мин.

Управление электроприводами лебедок разворота груза осуществляется с местных постов и из поста управления ГПУ с помощью поставляемых комплектно командоконтроллеров.

13.9 Исполнение электрооборудования по степени защиты оболочек (IP)

Исполнение электрооборудования по степени защиты оболочек выбирается с учетом мест его установки и в соответствии с Правилами Регистра.

13.10 Осветительная установка

Осветительная установка несамоходного плавучего крана включает в себя следующие виды освещения:

- основное (внутреннее и наружное);

- аварийное и эвакуационное (внутреннее и наружное);

- переносное (ремонтное).

Нормируемая минимальная освещенность помещений и пространств соответствует требованиям Державнiх Санiтарнiх Правил для морських суден Украiни ДСП7.7.4-057-2000 и обеспечивается работой основного освещения в нормальном режиме работы. Основное освещение выполняется на переменном токе, напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Питание сети основного освещения осуществляется от ГРЩ через групповые распределительные щиты основного освещения.

Аварийное и эвакуационное освещение обеспечивает минимально необходимую освещенность по путям эвакуации и для продолжения работы контейнерах ДГ, электротехнических контейнерах и посту управления краном. Аварийное и эвакуационное освещение выполняется на постоянном токе, напряжением 24 В. Питание сети аварийного освещения осуществляется от источника бесперебойного питания аварийной сети (ИБП-А) через групповой распределительный щит аварийного освещения.

Аварийное освещение включается после исчезновения питания в сети основного освещения. Время горения аварийного освещения составляет не менее 3 часов в соответствии с требованиями Правил Регистра.

Переносное низковольтное освещение предусматривается для создания дополнительной освещенности в труднодоступных местах при недостаточности общего освещения. Переносное освещение выполняется на переменном токе, напряжением 12 В, частотой 50 Гц, Питание переносных светильников осуществляется от сети основного освещения через штепсель - трансформаторы.

Защита от токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями, устанавливаемыми в распределительных щитах освещения.

Для освещения контейнеров ДГ, электротехнических контейнеров и поста управления краном предусматриваются люминесцентные светильники.

Для освещения открытых пространств крана предусматриваются светильники с лампами накаливания и прожектора.

Наружное освещение обеспечивает минимальную нормируемую освещенность в местах установки контейнеров, прохода вдоль правого борта правого понтона, прохода вдоль левого борта левого понтона, местах установки лебедок и полубрашпилей, и местах прохода с правого понтона на левый.

В местах, на которых не предусматривается установка обслуживаемого оборудования и проходы экипажа освещение не обеспечивается.

Для освещения района строповки груза и его габаритов предусматриваются четыре прожектора, по два на ноках стрел правого и левого понтонов.

Включение освещения производится выключателями, устанавливаемыми во вторичных цепях освещения.

Осветительные приборы наружного освещения имеют дистанционное отключение с поста управления.

13.11 Поставщики основного электрооборудования

С целью сокращения сроков строительства и оптимизации экономических показателей на плавкране устанавливаются электротехнические контейнеры. Электротехнические контейнеры с законченным внутренним монтажом, установленным и подключенным оборудованием изготавливаются и поставляются специализированными предприятиями. При этом поставщиком контейнеров обеспечивается:

- создание нового электрооборудования с требуемыми характеристиками (ГРЩ, электропривод грузовых лебедок, источники бесперебойного питания, пульт управления грузоподъемным устройством и пр.);

- монтаж в контейнерах серийно выпускаемого и нового электрооборудования;

- испытания и сдача контейнера на заводе-строителе плавкрана органам надзора и Заказчику

Согласие на изготовление и поставку электротехнических контейнеров подтвердила корпорация ЭЛЬКОР, г. Харьков (Украина) (факс №644/ЭК от 29.12.04). К участию в создании контейнеров может быть привлечено и ООО «Новая Эра», г. Севастополь (Украина), которым выражена готовность к участию в этих работах.

На обращение в АООТ «Первомайскдизельмаш» (Украина), в представительство хорватских фирм «ЯДРАНБОРД№ г. Москва, (Россия); в представительство фирмы «ДОЙЦ» г. Киев, (Украина); в ОАО «Новая Эра» г. С-Петербург, (Россия) по вопросу изготовления электротехнических контейнеров положительные результаты не получены.

13.12 Размещение электрооборудования

Генераторы основного источника размещаются в контейнерах дизель-генераторов, располагаемых на верхней палубе правого понтона.

ГРЩ, силовые трансформаторы, ИБП основной и аварийной сети размещаются в электротехническом контейнере №1, располагаемых на верхней палубе правого понтона. В этом же контейнере размещается электрооборудование (магнитные контроллеры, щиты освещения, ящики с резисторами устройства потребления рекуперируемой энергии, соединительные устройства).

Щит питания с берега размещается на наружной переборке электротехнического контейнера №1.

Щиты управления электроприводами грузовых лебедок устанавливаются в электротехнических контейнерах №1 и №2.

Электрооборудование (магнитные контроллеры, щиты освещения, соединительные устройства) для потребителей левого понтона располагаются в электротехническом контейнере №2, устанавливаемом на верхней палубе левого понтона.

13.13 Прокладка кабелей

Прокладываемые кабельные трассы формируются из судовых кабелей, серийно выпускаемых на предприятиях стран СНГ. Все применяемые кабели удовлетворяют требованиям эксплуатации их на судах, имеют медные жилы, с максимальной рабочей температурой нагрева не ниже +85С и маслобензостойкую оболочку, не распространяющую горение.

Прокладка кабелей производится на доступных и прямолинейных участках в помещениях и на открытых пространствах.

Кабели в трассах надежно закрепляются. Все устройства для крепления кабелей имеют соответствующую защиту от коррозии.

В помещениях, в местах с возможными механическими повреждениями кабельные трассы надежно защищаются.

Кабели, прокладываемые на открытых пространствах, защищаются от солнечной радиации и возможного механического повреждения.

Переход кабельных трасс на стойку и стрелу крана выполняется кабелями, предназначенными для подвижной прокладки.

Кабельные связи между левым и правым понтонами выполняются на уровне верхней палубы кабелями, предназначенными для подвижной прокладки. Для соединения кабелей на правом и левом понтоне предусматриваются соединительные устройства, устанавливаемые в электротехнических контейнерах. При раздельной работе понтонов кабели для соединения левого и правого понтонов хранятся в электротехническом контейнере на левом понтоне.

В связи с незначительным парком применяемых на заказе электронных контрольно-измерительных приборов, силовые и контрольные кабели прокладываются в единых трассах. Для исключения помех в схемах с электронными КИП и А применяются экранированные кабели. Радиочастотные и антенные кабели прокладываются отдельными трассами

Проходы кабелей через палубы и переборки выполняются без нарушения непроницаемости палуб и переборок с применением огнестойких кабельных уплотнительных устройств.

Металлические оплетки кабелей, которые могут оказаться под напряжением, надежно заземляются.

Выбор маршрутов кабельных трасс, крепление кабелей, защита от механических повреждений, монтаж кабелей выполняется с учетом требований Правил Регистра .

13.14 Заземление

Металлические части корпусов электрооборудования, металлические оплетки кабелей, изделия для защиты кабелей (трубы, кожуха и т.д.) которые в случае повреждения изоляции могут оказаться под напряжением, превышающим безопасное, надежно заземляются.

13.15 Молниезащита

Молниезащита на плавкране обеспечивается в соответствии с требованиями Правил Регистра и ОСТ5.6176-87 «Судовые грозозащитные устройства. Правила и нормы проектирования».

Для защиты от прямого удара молнии в качестве молниеотводов используются стрелы плавкрана,.

Для исключения искрообразования (вследствие вторичных воздействий разрядов молнии) применяется защитное заземление на корпус плавкрана элементов судовых систем и конструкций, размещаемых на открытых пространствах палуб:

- электротехнических контейнеров №1 и №2,

- контейнеров дизель-генераторов,

- трубопроводов системы топлива,

- экранов кабелей.

13.16 Защита от статического электричества

Защита от статического электричества обеспечивается в соответствии с требованиями Правил Регистра и ОСТ5.6109-88 «Заземления антистатические и защита от электрических искрений. Общие требования и нормы проектирования».

Для защиты от взрывоопасных искрений на плавкране предусматривается защитное заземление трубопроводов, воздуховодов, глухих отростков, концевых элементов системы заправки топливом путем соединения их перемычками с корпусом плавкрана.

Для защиты персонала от электрических разрядов, которые могут образовываться на поверхностях отделки помещений плавкрана, предусматривается обработка помещений антистатическими средствами.