9.1.2. Требования, предъявляемые к сээс

Особенности эксплуатации СЭЭС вызывают необходимость предъявлять определённые требования при проектировании, исследовании и постройке новых систем. Разработка и создание новыx систем — это поиск компромиссных решений. СЭЭС проектируется, строится и эксплуатируется с учётом специфики судна и его конкретного назначения, а также требований к ней со стороны других подсистем. Рассмотрим основные требования к СЭЭС.

Бесперебойностъ функционирования в нормальных и определяемых руководящими документами ихов. Требования, проедъявляемые к СЭЭС 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000ававарийных режимах с обеспечением выполнения требований к качеству электроэнергии. К показателям качества относятся:

— отклонения напряжения и частоты от номинального в установившихся и динамических режимах,

— время восстановления напряжения после коммутации нагрузки,

— коэффициент несимметрии напряжения по фазам,

— коэффициент неравномерности нагрузки по фазам трёхфазной сети,

— коэффициент искажения кривой напряжения или коэффициент несинусоидальности,

— коэффициент низкочастотной модуляции, а также для систем постоянного тока коэффициент пульсации напряжения.

На все эти показатели установлены нормы, определяемые Правилами Регистра, инструкциями по эксплуатации и другими документами. Одни из этих показателей являются традиционными, другие, например, коэффициент несинусоидальности — относительно новыми требованиями. Одними из вновь вводимых показателей являются импульсные перенапряжения, обусловленные появлением мощной ста­тической преобразовательной техники и критичностью к этим перенапряжениям изоляции и микропроцессорных элементов. Поэтому в последнее время во всех странах ужесточены требования по генерации перенапряжений, вводятся ГОСТы, нормы и рекомендации по их ограничению.

Надёжность СЭЭС — способность системы сохранять свойства, необходимые для выполнения заданного назначения при нормальных по­вседневных условиях её эксплуатации в течение требуемого времени. Надёжность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определённые сочетания этих свойств. Надёжность СЭЭС обеспечивается качеством и совершенство­ванием элементной базы и структурой сети.

Живучесть СЭЭС — способность системы, получившей аварийное или боевое повреждение, хотя бы частично сохранять работоспособность и по возможности восстанавливать её. За счёт за­щищённости и структурной избыточности по ге­нерируемой мощности и связям система проти­востоит поражающим факторам благодаря пожаро-, взрыво- и ударостойкости, водостойкости и термостойкости. Живучесть системы обеспе­чивается резервированием, размещением и за­щитой, а самих элементов — выбором изоляции и других материалов, степенью защищённости эле­ментов, оптимальных зазоров и др.

Безопасность СЭЭС — способность системы функционировать, не переходя в критическое состояние, угрожающее здоровью и жизни лю­дей, окружающей среде, другим техническим си­стемам или наносящее ущерб в больших масшта­бах. Применительно к СЭЭС к безопасности от­носятся следующие составляющие:

— электробезопасность экипажа (вероятность реализации опасного состояния обуслов­лена металлическим корпусом и низкими сопро­тивлениями изоляции, сложными условиями эксплуатации, необходимостью заземления обо­рудования, ёмкостью сети, однофазными замы­каниями на корпус и др.);

— электромагнитная совместимость с другими подсистемами судна (вероятность реализации опасных состояний обусловлена генерацией элементами системы тех или иных помех, распространяемых индукцион­ными или кондукционными путями (генерация высших гармоник, импульсные перенапряжения и др.);

— ядерная безопасность (вероятность реализации опасных состояний обусловлена риском перебоев в обеспечении всеми необходимыми видами электроэнергии ЯЭУ в нормальных и аварийных режимах);

— безопасность хранения и транспортировки лёгких топлив и других опасных грузов, завися­щая от СЭЭС, включая электростатическую без­опасность.

Экономичность работы СЭЭС. Высокие энер­гетические показатели источников и потребите­лей электроэнергии обеспечивают уменьшение удельного расхода топлива на 1 кВт час выраба­тываемой электроэнергии, а рациональное рас­ходование топлива увеличивает длительность пла­вания судна и другие экономические показате­ли. На экономичность работы электродвигате­лей и других элементов оказывают влияние вы­сокие КПД, cos φ не только на номинальных, но и на парциальных режимах, высокая надёж­ность, низкие эксплуатационные расходы и др., а также разумное снижение стоимости проекти­рования и постройки за счёт использования от­работанных элементов, унификации и стандар­тизации, сравнения альтернативных вариантов, оптимизации и др.

Маневренность СЭЭС — это способность сис­темы переходить за допустимое время из одного работоспособного состояния в другое в ответ на управляющее или возмущающее воздействие. Маневренность определяется временем запуска резервных или аварийных источников, време­нем принятия и исполнением решений на осно­ве информационной поддержки оператором или управляющей системой, оперативностью систем защит, систем предаварийной автоматики и др.

Виброшумовые характеристики. Доказано, что шумы и вибрации механизмов оказывают вред­ное воздействие на работоспособность и здоро­вье человека. В связи с этим Правилами Гос­санинспекции установлены предельные уровни шумов в судовых помещениях, особенно если в них находится обслуживающий персонал. Пра­вила РМРС предъявляют высокие требования к устойчивости электрооборудования к вибраци­ям. Так, электротехнические средства должны без­отказно работать при вибрациях с амплитудой до 1 мм и частотах до 8 Гц. Снижение шумов и вибраций достигается повышением точности об­работки деталей, уменьшением удельных нагру­зок, использованием новых материалов, уста­новкой амортизаторов и т. д.

Малые массогабаритные показатели. Из-за ограниченности объёмов отсеков судна, необхо­димости обеспечения высоких экономических показателей наблюдается постоянная тенденция уменьшения массы и габаритов элементов СЭЭС. Улучшение удельных показателей по массе и га­баритам достигается увеличением тепловых и электромагнитных нагрузок элементов, интен­сификацией охлаждения, рациональной компо­новкой, использованием новых материалов и др.

Удобство обслуживания и ремонта. Элементы СЭЭС из-за специфики функционирования долж­ны быть удобны и просты в эксплуатации, авто­матизированы, обладать высокой ремонтопри­годностью, снабжены устройствами контроля и защиты, облегчающими и ускоряющими диаг­ностирование состояния и поиск неисправ­ностей.

Это самые общие требования к СЭЭС и их элементам. Их можно расширять, добавлять и детализировать (требования по монтажу, защи­щённости электрооборудования, требования патентно-правовые, эргонометрические, эсте­тические и др.).

Все эти требования достаточно противоре­чивы. Высокие требования по надёжности, живучести и безопасности в общем случае несовме­стимы с требованиями низкой стоимости, ма­лых массогабаритных показателей, а высокие удельные нагрузки несовместимы с требования­ми высокой надёжности, низких виброшумовых характеристик и т. д. Поэтому создание высо­коэффективной СЭЭС, как и всего судна, — это решение многокритериальной задачи как на этапах проектирования, так и на других этапах жизненного цикла судна.