книги из ГПНТБ / Михайлов В.С. Судовые электростанции и электродвижение судов учеб. пособие

ными и окрашенными. На эту сторону выведены приводы рубиль­ ника гашения поля 9 и автоматических выключателей 4, 5, шкалы измерительных приборов А, V, ср, сигнальные лампы 2 и рукоятки переключателей /.

Для удобства обслуживания щита на лицевой стороне секции

Рис. 36. Генераторная секция ГРЩ.

На рисунке показаны элементы измерительной, защитной и ком­ мутационной аппаратуры: трансформаторы тока 12, 15, 19, транс­ форматоры напряжения 13, 14, 16, устройства токовой защиты 11,

90

реле обратной мощности 22, автоматический выключатель 21. Ка­ бели от генератора к щиту подводятся снизу через кабельные вводы 18. Для подключения аппаратов и приборов предусмотрен клеммный блок 17. Для удобства обслуживания секция с обратной стороны снабжена горизонтальным поручнем 20.

Секция управления ГРЩ (рис. 37) выполнена аналогично ге­ нераторной секции. Помимо аппаратов и устройств, описанных выше, здесь обозначены следующие: / — кнопочный пост управле-

Рис. 37. Секция управления ГРЩ: а —вид спереди; б — вид сзади.

ния; 2 —однолинейная схема секции; 3, 5—автоматические вы­ ключатели; 4—• выпрямители; 6 — реле времени; 7 — реле постоян­ ного тока; V, W, Hz — измерительные приборы.

Основное назначение распределительных секций — управление работой потребителей, получающих питание от ГРЩ, и контроль за распределением электроэнергии. Конструкция распределитель­ ной секции аналогична конструкции вышерассмотренных секций ГРЩ.

Сборка ГРЩ производится из отдельных секций на месте уста­ новки щита.

91

Общее число секций, образующих ГРЩ, зависит от количества генераторных агрегатов и разветвленное™ электрической сети. Число генераторных секций равно числу генераторных агрегатов, хотя не исключена установка одной генераторной секции на два генератора. Секций управления бывает столько же, сколько и ге­

Главный распределительный щит компонуется таким образом,

места контактных соединений лудятся, а монтаж контрольных и вспомогательных цепей выполняется одножильным проводом в по­ лихлорвиниловой изоляции.

Для стыкования секций предусмотрены крепежные болты, а для соединения сборных шин — съемные накладки и крепеж.

Габаритные размеры ГРЩ: высота секций — не более 2000 мм; ширина 600—1300 мм; глубина — около 650 мм. Длина ГРЩ зави­ сит от числа секций.

Маховики реостатов и рычажные приводы автоматов устанав­ ливаются не ниже 700 мм и не выше 1700 мм от основания ГРЩ.

В качестве изоляционных материалов в конструкции щита при­ меняются текстолит, гетинакс и другие негигроскопичные, тепло­ стойкие и механически прочные материалы.

ГРЩ обычно устанавливается поперек судна вблизи генератор­ ных агрегатов в районе машинного отделения. Открытой стороной ГРЩ обращен к переборке. За щитом обеспечивается достаточный проход для безопасного и удобного обслуживания. Площадка пе­ ред лицевой стороной и проход сзади ГРЩ должны быть покрыты резиновыми ковриками. Эксплуатация ГРЩ производится при за­ крытых боковых дверях.

§ 24. Схемы главных распределительных щитов

Состав схемы ГРЩ определяется количеством и мощностью генераторных агрегатов, режимами работы судовой электростан­ ции, количеством и назначением потребителей электроэнергии, сте­ пенью автоматизации электроэнергетической системы судна. Если конструкции секций одинаковы, то электрические схемы, перечень приборов и аппаратов в однородных секциях, особенно в секциях управления и распределительных, неодинаковы.

Можно, однако, выделить некоторые общие для большинства судовых электростанций элементы схем ГРЩ.

В генераторной секции ГРЩ переменного тока устанавливаются следующие приборы и аппараты:

92

амперметр с переключателем или три амперметра для измере­ ния тока в фазах генератора;

вольтметр с переключателем для измерения линейных напря­ жений генератора;

частотомер для измерения частоты тока; фазометр для измерения коэффициента мощности;

ваттметр для измерения активной мощности (ваттметр может быть установлен в секции управления);

с

автомат избирательного действия для защиты генератора от

для регулирования подачи топлива или пара к приводному двига­ телю генератора (этот переключатель может быть установлен не на ГРЩ, а на пульте дистанционного автоматического управления электроэнергетической установки).

На рис. 38 представлена типичная схема включения ряда при­ боров и аппаратов генераторной секции судового ГРЩ перемен­ ного тока.

93

Амперметр А в схеме подключен на токи фаз синхронного гене­ ратора через трансформаторы тока ТТ1, ТТ2 и переключатель ПА, позволяющий с помощью одного амперметра измерять токи во всех трех фазах. Из схемы видно, что к контакту 6 переключателя ПА подается напряжение трансформатора тока ТТ1, пропорцио­ нальное току фазы Л, а к контакту 2—напряжение трансформа­ тора ТТ2, пропорциональное току фазы В. Следовательно, в сред­

Переключение прибора ПА должно осуществляться без разрыва

Включение генератора на шины судовой электростанции в схеме осуществляется с помощью автоматического воздушного выключа­ теля AM. Сигнальные лампы ЛБ и ЛЗ указывают состояние авто­ мата: включено или выключено.

В цепь отключающего расцепителя автомата РО включен за­ мыкающий с выдержкой времени перед замыканием контакт реле

ние сигнализации, а также в случае необходимости может обеспе­

плавкими предохранителями для защиты проводов от коротких за­ мыканий. Отсутствие такой защиты при возникновении коротких замыканий может привести к воспламенению проводов щита и по-

94

жару. Следует подчеркнуть, что защиту приборов от коротких за­ мыканий плавкие предохранители не обеспечивают.

Регулирование возбуждения генератора Г производится систе­ мой самовозбуждения ССВ.

Управление приводным двигателем генератора — дизелем или турбиной — осуществляется с помощью переключателя дистанци­ онного управления ПДУ серводвигателя СД, который обеспечивает регулирование подачи топлива или пара.

В секциях управления ГРЩ переменного тока устанавливаются приборы и аппараты управления судовой электростанцией и кон-

Рис. 39. Принципиальная схема ГРЩ.

троля за ее работой: приборы ручной и автоматической синхрони­ зации; приборы контроля или измерения сопротивления изоляции электроэнергетической системы, автоматы питания с берега; авто­ маты, секционирующие шины электростанции; приборы автомати­ ческого распределения активных нагрузок между генераторами

идр.

Враспределительных секциях устанавливаются автоматы для включения потребителей и амперметры для измерения их нагрузок.

Перечень задач, решение которых должна обеспечить та или другая схема ГРЩ, зависит от требований, предъявляемых к кон­ кретной судовой электроэнергетической системе. Однако основные из этих задач являются общими для большинства судовых ГРЩ.

Обычно схема ГРЩ обеспечивает следующие режимы работы судовой электростанции: длительную одиночную работу любого генератора на шины ГРЩ, длительную параллельную работу лю­ бых двух генераторов, кратковременную параллельную работу (на время перевода нагрузки) всех установленных генераторов и лю­ бого одного генератора с фидером «Питание с берега».

95

На рис. 39 представлена одна из возможных принципиальных схем ГРЩ сухогрузного судна, электростанция которого имеет три дизель-генератора ДГ1 — ДГЗ, подключаемых на шины ГРЩ авто­ матическими выключателями В1, ВЗ, В4. Автоматический выклю­ чатель В5 служит для подачи питания с берега, а выключатель В2 связывает шины ГРЩ с перемычкой.

Щит имеет три генераторные секции СГДГ1 —СГДГЗ, три сек­ ции управления СУ1—СУЗ и четыре распределительные секции СР1—СР4. Секции щита разделены секционными автоматиче­ скими выключателями В6 — В8.

Приемники электроэнергии подключаются к шинам ГРЩ с по­ мощью автоматических выключателей фидеров ВФ1 — ВФ62.

Схема ГРЩ должна обеспечивать защиту генераторов от пере­ грузки, коротких замыканий и обратной мощности; защиту от по­ мех радиоприему; защиту фидеров, контрольных и вспомогатель­ ных цепей от токов короткого замыкания и перегрузки; контроль основных параметров электроэнергии — тока, напряжения, частоты, мощности, коэффициента мощности; контроль сопротивления изо­ ляции; гашение поля генераторов; световую сигнализацию опера­ тивного положения селективных выключателей. Большинство со­ временных схем ГРЩ должно обеспечивать автоматическое рас­ пределение реактивных и активных мощностей между параллельно работающими генераторами.

На некоторых судах решение перечисленных и других подобных задач, вытекающих из требований, предъявленных к конкретной электроэнергетической системе, осуществляется схемой ГРЩ со­ вместно с пультом дистанционного автоматического управления электроэнергетической установкой.

§ 25. Аппаратура главных распределительных щитов

Аппараты, приборы и устройства, устанавливаемые на ГРЩ, можно по их назначению подразделить на коммутационные, защит­ ные и измерительные.

В качестве коммутационной аппаратуры, выполняющей также функции защиты, в схемах судовых ГРЩ широкое применение находят воздушные автоматические выключатели — автоматы раз­ личных типов. Автоматы предназначены для защиты электри­ ческих установок от токов короткого замыкания и перегрузок, а также для нечастых оперативных включений и отключений этих цепей при номинальных режимах.

Автоматы, устанавливаемые на ГРЩ, можно разделить на две группы: 1) автоматы, предназначенные в основном для подключе­ ния генераторов и соединения секций ГРЩ; 2) автоматы, предназ­ наченные для подключения к ГРЩ фидеров потребителей.

Наибольшее распространение из автоматов первой группы по­ лучили универсальные автоматические воздушные выключатели серии AM.

Автоматы A M являются современными малогабаритными ап­ паратами, обладающими высокой коммутационной способностью

96

в разрезе. К внешней цепи автомат подключается с помощью болтов зажимами 7 и 23, которые подводят напряжение цепи к не­

Цепь главных неподвижных контактов замыкается или размы­ кается главными подвижными контактами, выполненными в форме медных роликов 10, контактная часть которых окантована сереб­ ром. Количество роликов может быть разным: от двух до восьми в одном полюсе в зависимости от величины автомата. Движение главным подвижным контактам сообщается с помощью контакт­ ного вала с пластмассовым кулачком При повороте контактного вала в сторону отключения автомата ролик 10 опускается вниз, разрывая главную цепь автомата.

Включение и отключение автомата осуществляется рычажным приводом, связанным с контактным валом посредством промежу-

97

точных передач и механизма свободного расцепления. Последний представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, которые получают движение от привода через включающий 15 или отклю­ чающий 14 валик.

Чтобы предохранить главные контакты от обгорания, вызывае­ мого действием электрической дуги при размыкании цепи, автомат снабжают дугогасительным устройством. В состав этого устрой­ ства входят дугогасительные контакты — неподвижный 2 и подвиж­ ный 6—и дугогасительная камера 5. Дугогасительная камера вы­ полняется для каждой пары дугогасительных контактов из дуго-

Дугогасительные контакты 2 и 6 при включенном состоянии ав­ томата шунтируют цепь главных контактов 8 и 21. При отключении автомата вначале размыкаются главные контакты, а затем — дуго­ гасительные. Электрическая дуга, возникающая при размыкании дугогасительных контактов, под воздействием аэродинамических сил втягивается в щель дугогасительной камеры, где растягива­ ется, охлаждается и гаснет. Железный сердечник 3, вставленный в камеру, способствует дроблению дуги и ее гашению. Таким об­ разом, конструкция автомата полностью исключает действие дуги на главные контакты.

Для дистанционного отключения автомат снабжен отключаю­ щим расцепителем, в состав которого входит катушка 13 с яко­ рем 11. Когда в катушку поступает напряжение, якорь притягива­ ется, освобождает рычаг 12, который поворачивает отключающий валик 14. При взведении автомата отключающий расцепитель воз­ вращается в исходное положение. С незначительными дополне­ ниями отключающий расцепитель может использоваться как мини­ мальный расцепитель, отключающий автомат при снижении напря­ жения ниже допустимого.

Для автоматического отключения цепи при токах перегрузки и короткого замыкания автомат снабжен максимальным расцепи­ телем 18, в состав которого входит магнитопровод 22, охватываю­ щий главный контакт 21 и якорь 20.

Магнитопровод максимального расцепителя намагничивается током, протекающим по главным контактам автомата. Когда ток достигает значения выше допустимого, максимальный расцепитель отключает автомат через селективную пристройку, позволяющую осуществлять избирательную защиту цепи с независимой выдерж­ кой времени. Регулировочный винт 19, соединенный с возвратными пружинами, позволяет осуществлять регулировку величины тока срабатывания автомата.

При возникновении в главной цепи автомата тока срабатывания якорь 20 притягивается и своим роликом, установленным в верх­ ней части, нажимает на рычаг, насаженный на селективный ва­ лик 16. В результате осуществляется воздействие на селективную пристройку (на рисунке не видна), представляющую собой меха-

98

низм анкерного типа, который с выдержкой времени совершает поворот отключающего валика.

Конструкция автомата обеспечивает его высокую коммутацион­ ную способность и надежность действия. Этим объясняется широ­ кое применение автоматов серии A M в схемах судовых ГРЩ.

Автоматы A M имеют дистанционное и непосредственное управ­ ление. Схема для дистанционного управления автоматом A M при­ ведена на рис. 41.

ВТ

Автомат включается дистанционно электродвигателем Д при нажатии кнопки включения Кн. У отключенного и готового к дей­ ствию автомата через размыкающий блокировочный контакт БК и размыкающий контакт В1 конечного выключателя получает пи­ тание катушка блокировочного реле РБ, которое, сработав, замы­ кает свой замыкающий контакт РБ в цепи катушки реле управ­

тактов конечного выключателя см. на рис. 41). После включения автомата контакты В1 и В2 размыкаются, что предупреждает опас-

99