Фесенко В.И. - Электрооборудование промысловых судов - 1983

движении с тралом загрузка максимальная, при выборке трала -

минимальная, а при бортовом тралении она равна нулю. В то же

время нагрузка судовой .электростанции в период промысла наи­

большая в связи с работой промысловых, транспортных, рефри­ жераторных и перерабатывающих механизмов и устройств. ПРИ

электростанции и мощности главного двигателя.

Рис. 153. Схема энергетической установки судов типа «Атлантик»

На судах типа «Атлантию> получила распространение энер­

гетическая установка (рис. 153), в которой мощность главных и

вспомогательных двигателей используется для привода гребного

винта и других потребителей. В энергетическую установку входят

два дизеля б с газотурбинным наддувом мощностью по 850 кВт

(1160 л. с.) при 375 об/мин, валомотор 3 переменного тока мощ­

ность для движения судна каждый в отдельности, попарно или· совместно в зависимости от режима. Возмо:нщость такой комби­ нации в совокупности с ВРШ обеспечивает на· всех режимах вы­ сокую экономичность эксплуатации установки. На Iпереходах можно получить максимальную скорость судна, раб()тая на винт

двумя главными двигателями и валомотором в качестве двига­

теля, питающегося от судовой сети. При работе валомотора в ка­ честве генератора он будет питать током судовую сеть.

249

При работе с тралом в зависимости от условий ПРОМЫСjl~ возможна работа на винт одного или двух главных двигателеи и валомотора с отбором мощности на валоге~ератор I[()СТОЯННОГО тока, дающего питание на Ba~pHыe лебедки.

На схеме показан также центральный пост управления 8,

главный распределительный щит 9 и ВРШ 1. Валогенераторные

жение электроэнергией потребителей при внезапных изменениях

Таким образом, судовые ~лектростаНЦИII можно к.лассифициро­ вать по типу двигателей на ~лектростанции с парогенератораМII, турбогенераторами и дизель-генераторами. Наибольшее распрост­

ранение на промысловых судах получили дизель-генераторы.

Кроме того, электростанции классифицируются:

1) по роду тока - станции постоянного и переменного тока:

2)по назначению - основные, аварийные и специальные;

3)по способу управления - неавтоматизированные, полуавто­

матизированные и автоматизированные.

На промысловых, судах применяются электростанции как по­

стоянного, так и переменного TOI<a, хотя в настоящее время пред­ почтение отдается электростанциям переменного тока с исполь­

зованием трехфазных синхронных генераторов.

Специфика работы судовых электростанций преДЪЯВJlяег

кним ряд требований:

1.Генераторные агрегаты должны поддерживать напряжение

ичастоту в заданных пределах независимо от режима работы.

2.Генераторные агрегаты следует раСПО.llагать параллельно

диаметральной ПЛОСI(ОСТИ судна с учетом удобства обслужива­

ния и снижения нагрузок при качке на конструктивные элементы

машин.

3. Число и мощность генераторов должны обеспечить любой режим работы судна при минимальной стоимости электроэнер­

. гии. При этом должно быть учтено требование Регистра СССР

по резервированию мощности установки.

4. Необходимо, чтобы все элементы судовой электростанции

имели при минимальных габаритах и массе достаточную надеж­

ность.

5. Размещать ГРЩ следует вблизи от -генераторных агрега­

тов и в отдалении от цистерн с топливом и маслом, от трубо­

проводов и паровых котлов.

6. Конструкция ГРЩ должна обеспечивать защиту от прикос­ новений к токоведущим частям с боковых и лицевой gастеЙ. Вокруг ГРЩ укладывается настил из диэлектрически прочной

резины.

·7. Электрооборудование судовой электростанции необходимо выполнять в соответствии с Правилами Регистра СССР.

250

§ 55. Понятие О выборе копичества и МОЩНОСТИ reHepaTopOB

Современное морское рыбопромысловое судно оснащено боль­ шим числом потребителей электроэнергии, время работы и мощ­ ность которых зависят от многих факторов. При выборе мощно­

сти судовой электростанции определяющим является расход элек­

троэнергии на нужды промыслово-производственного характера,

а не для работы общесудового оборудования.

Для современных рыбопромысловых судов требуется ком­ плексное решение вопроса о судовой энергетической установке,

так как главная энергетическая установка и судоваяэлектростан­

ция, !<ак правило, взаимосвязаны. В связи с этим выбор мощно­

сти судовой электростанции осуществляется поэтапно:

1.Определяют МaJ<симальную потребность в электроэнергии

при выборе .схемы силовой установки.

2.Составляют табличным методом окончательный энергети­

ческий баланс электростанции для характерных режимов.работы.

На первом этапе выбирают род тока судовой электростанции,

схему главной энергетической установки и схему ?ле!<тростанции,

схемы питания наиболее мощных специальных устройств, число

и мощность генераторных агрегатов с учетом резерва.

Электростанции пром'ысловых судов выполняются как на по­ стоянном, так и на переменном токе. Однако в настоящее время все большее предпочтение отдается переменному току, хотя при

этом приходится использовать специальные устройства для пп­

тания отдельных потребителей постоянным током. Большое зна­ чение при выборе рода тока имеет силовая установка судна. При

использовании электрогребной устаIiОВЮI це.'1есообразно созда­

вать комплекс энергетической установки, обеспечивающей ;l,виже­ ние судна и снабжение потребителей энергией. Род тока таких установок, как пра'вило, устанавливается по гребному двигателю.

Напряжение судовых электростанций на постоянном токе 230 В,

на переменном - 400 В. Схемы главной установки судна могут

быть следующими:

1. Главный двигатель работает на гребной винт; дизе.'Iь-гене­

раторы производят всю электроэнергию; схема судовой элеl{ТРО­

станции автономная.

2. Главный двигатель работает на гребной винт; включенный

валогенератор может питать, например, привод ПРОМЫС.'10ВОЙ

лебедки; схема судовой электростанции автономная; питание, наиболее мощного потребителя - промысловой лебедки - отдель­ ное без отбора энергии от судовой электростанции.

3. Главный двигатель, мощность которого больше макси­

мально потребляемой для движения судна, и валогенератор,

производящий всю электроэнергию, служат в нормальных усло­

виях источниками энергии; дизель-генераторы работают только

ваварийном режиме.

4.Дизель-электрическая установка работает на гребной винт;

схема судовой электростанции автономная.

251

5. Дизель-электрическая установка работает на гребной вин'!

и общесудовые потребители электрической энергии.

Наиболее приемлемой (с точки зрения использования мощно­

является вторая из перечисленных схем главной установки, ко­

как от шин судовой электростанции, так и от отдельного источ-

Рис. 154. Валогенераторы. рабо­

тающие по схеме «тандем»

ника энергии. Для траловых лебедок и крупных рефрижератор­ IIbIX установок используют отдельный источник энергии.

Число и мощность генераторных агрегатов с учетом резерва

выбирают на основе параметров вспомогательных механизмов и

устройств. Например, для производственных траулеров все вспо·

могательные устройства и механизмы можно разбить на следую­

щие группы:

1) вспомогательные механизмы машинно-котельного отде-

ления;

2)вспомогательные механизмы главного двига-rеля;

3)палубные механизмы;

4)устройства кондиционирования воздуха и вентиляции;

5)технологическое оборудование;

6)холодильная установка;

7)средства связи и навигационные приборы;

8)хозяйственные и бытовые установки;

9)системы освещения;

10)промысловое оборудование.

Для крупных судов (рыбопромысловые базы) характерна еще

группа 11 - специальные маневренные у"стройства, к которым

относятся подруливающие механизмы и активные рули.

Установленная мощность группы вспомогательных механиз­

мов машинно-котельного отделения зависит главным образом от

размеров судна и численности экипажа. Для производственных траулеров ее можно принять равной 80-120 Вт/рег. т, для рыбо­

промысловых баз - 50-60 Вт/рег. т.

252

Установленная мощность механизмов, обслуживающ,их глав­

ные двигатели, зависит от их мощности и составляет 3560 Вт/л. с.

Установленная мощность хозяйственных и бытовых установок

зависит от численности экипажа и составляет 0,7-0,9 кВт/чел. для траулеров и 0,55-0,65 кВт/чел. для рыбопромысловых баз.

Рассчитав ориентировочную мощн-ость для групп 1, 2, 8; можно С помощью табл. 18 и 19 процентным соотношением определить

ориентировочную мощность для потребителей остальных групп.

Расчет требуемой электроэнергии на первом этапе ведут без

учета коэффициента загрузки kз и одновременности ko, т. е. оп­

.ределяют максимальное значение мощности lютребителей, по которой ориентировочно выбирают число генераторов и их мощ­

ность с учетом резерва.

Далее приступают ко второму этапу, т. е. составляют энер­ гетический баланс электростанции для характерных режимов работы (см. приложение). Характерными режимами для произ­

Бодственных траулеров следует считать:

1. Ходовой - переходы в район промысла и обратно: а) при бездействующем технологическом оборудовании; б) при бездей­ ствующем технологическом оборудовании, но с охлаждением трюмов; В) при работающих технологических и холодильных

установках во время возвращения с промысла.

2. Работа на промысле при функционирующих производствен­ ных установках: а) в режиме спуска трала; б) в режиме трале­ ния; в) в режиме подъема трала; г) при дрейфе во время

шторма.

3.Маневрирование.

4.Стоянка в порту (при выполнении перегрузочных работ

ибез них).

Вприложении не указаны некоторые из назваt:Iных режимов

работы, хотя таблица нагрузок должна составлятьс5Т для всех

режимов.

В графе 1 таблицы записывают наименование потребителей,

в графе 2 - установленную мощность каждого из них Руст. Зна­

чение этой мощности определяют предварительно и подбирают

двигатель по каталогу. В графе 3 указывают КПД 11 каждого

двигателя, в графе 4 - коэффициент мощности (если электро­

станция переменного тока), в графе 5 - значение мощности, по­

требляемой каждым электродвигателем из сети, Рпотр. Эта мощ­

ность определяется по формуле

253

гателю с навешенным оборудованием.

Т а б л и ц а 19. Ориентировочная установленная мощность различных групп потребителей, кВт

где nраб - количество работающих механизмов.

Так как в различных режимах коэффициент одновременности неодинаков, то, начиная с графы 8, записи ведут отдельно для

каждого режима.

В графе 9 записывают КО,?ффициент загрузки погребителя

где Рдейст - действующая мощность потребителя. Этот коэффи­ циент берется в пределах от 0,5 до 0,9. В графе 10 проставляют

суммарную потребляемую мощность всех однотипных потреби­ телей для данного режима работы. Для определения этой мощ­ ности перемножают величины, указанные в графах 7, 8 и 9.

Для каждого режима находят суммарную потребляемую мощ­ ность всех потребителей с учетом 5 % потерь в сети. Предусмат­ ривается наличие 25 % запаса мощности. После этого сравни­

вают суммарные мощности режимов между собой. По наиболь­ шей мощности выбирают генераТОРНрУе агрегаты. Следует иметь в виду, что на судне должен быть предусмотрен резервный гене­ ратор с мощностью, до~таточно.Й для обеспечения любого режима

работы судна при выходе из строя одного из главных генера­

торов.

При выборе количества главных генератороп и мощности l<аждого из них необходимо помнить, что генератор (или генера­

торы), обеспечивающий работу судна в данном режиме, должен быть полностью загружен.

Иногда на судах устанавливают также стояночные (порто­

вые) генераторы.

Следует отметить, что в некоторых проектных организациях (например, Польской Народной Республики) при расчете мощ­

ности судовых электростанций индивидуальные коэффициенты

загрузки и одновременности принимаются только для мощных

255

потребителей энергии, а для остальных потребителей kз и ko принимаются общие для всей группы потребителей. При опреде­

лении нагрузки судовой электростанции на переменном токе по­ лагают cos ер = 0,8.

В связи с применением самовозбуждающихся саморегулирую­

щихся синхронных генераторов - с малым реактивным сопротив­

лением и быстродействующими системами регулирования - пита­

ние всех потребителей осуществляется путем прямого их пуска

вход, что исключает применение пусковых систем для мощных

потребителей. Однако в этом случае мощность каждого из наи­

более мощных потребителей не должна превышать- 25 % номи­

нальной мощности работающих генераторов.

§56. Схемы эnектроэнерrетнческих установок

Сростом количества построенных судов разных типов уве­ личивается установленная мощность судовых электростанций и потребителей электрической энергии. Например, если на БМРТ типа «Маяковский» при мощности генераторов 800 кВт мощность потребителей составляет 1500 кВт, то на рыбопромысловой базе

типа «Восток» (проект 1966 г.) мощности соответственно 7200

и 13900 кВт.

лей

На современных рыбопромысловых судах применяютея сле­

дующие типичные схемы судовых элеIпростанций:

1) на постоянном токе с независимыми генераторами

(рис. 155);

2) на постоянном токе с использованием резерва мощности

главных двигателей, работающих в системе «Отец и сын»

(рис. 156);

3) на постоянном токе с использованием резерва мощности главного двигателя при всех параллельно работающих генера­ торах (рис. 157);

256

4) на переменном токе с использованием мощности главного

двигателя в случае невозможности параллельной работы валоге­ нератора с главными генераторами (рис. 158);

5) на переменном токе с независимыми генераторами

(рис. 159).

6) на переменном токе с единой электроэнергетической уста­

новкой (рис. 160).

Приведенный перечень не является исчерпывающим, так как

существуют и другие варианты индивидуальных схем судовых

электростанций. Большое разнообразие схем и их сложность не

позволяют рассмотреть элементарные схемы судовых электро­

станций. Поэтому здесь предлагаются только структурные их

схемы.

Схема, показанная на рис. 155, обеспечивает параллельную работу генераторов на шины ГРЩ, а также питание двигателя траловой лебедки Мтр от любого из генераторов. Разновидностью

данной схемы является схема электростанции судна типа «~ир­

ный» С дизель-электрической гребной установкой, которая пре-

дусматривает кратковременную параллельную работу вспомога­ тельных генераторов на шины станции собственных нужд при переводе нагрузки с одного генератора на другой, а также воз­ можность включения в аварийном режиме одного из главных

генераторов гребной установки на шины собственных нужд. Схема, представленная на рис. 156, применяется на траулерах.

Вспомогательный двигатель главной установки помимо того, что он работает на гребной винт, используется и в качестве привод­ ного двигателя для генератора Г4 траловой лебедки. Все осталь­ ные потребители электроэнергии питаются от независимых гене­ раторных агрегатов. В данном случае можно использовать один из валогенераторов ВГ2 или ВГ3 в качестве резервного генера­ тора, а генератор Г1 - для питания двигателя траловой лебедки.

Гребные установки с валогенераТQрами (рис. 157 и 158) при­

меняются на рыбодобывающих судах с использованием для дви­

жения судна винта регулируемого шага. В этом случае валогене­ ратор ВГЗ можно использовать в качестве главного генератора,

обеспечивающего потребителей энергией во всех режимах работы,

исключая стоянку. Для траловой лебедки предусмотрен отдель­ ный валогенератор ВГ4 постоянного тока, работающий по системе Г-Д с двигателем траловой лебедки. Кроме того, предусмотрены независимые генераторные агрегаты Гl и Г2, каждый из которых

обеспечивает потребность судна в электроэнергии во всех режи­ мах работы.

Схема, показанная на рис. 159, предусматривает параллель­

ную работу всех генераторов на шины ГРЩ. Генераторные агре­ гаты независимы. Все потребители энергии, в том числе и двига­ тель активного руля Ма. р, питаются от шин судовой электро­

станции.

Схема, приведенная на рис. 160, является примером единой энергетической установки судна на переменном токе. Такая схема примепена на морозильных траулерах типа «Север». Эта схема обеспечивает: длительную работу одного или параллельную ра­

боту нескольких генераторов; питание гребного двигателя ГЭД

и всех других потребителей энергии как от общих, так и от раз­

общенных шин электростанции; пуск гребного двигателя; компен­

сацию реактивной мощности изменением тока возбуждения греб­

ного двигателя, работу отдельного генератора ГСТ на стоянке.

Все pacGMoTpeHHbIe схемы осуществляют управление, защиту,

контроль и сигнализацию работы электроэнергетической уста­

новки; автоматическое поддержание напряжения; параллельную

работу генераторов (там, где это предусмотрено), рассматривае­

мую в следующем параграфе.

На рис. 161 в качестве примера показана схема судовой элек­ тростанции судна типа «Мирный» на постоянном токе на­

пряжением 220 В. В данном случае один генератор обеспечивает

всю потребность судна в (электроэнергии, а второй является ре­

зервным. Схема допускает параллельную работу генераторов. При

стоянке питание приемников предусматривается от стояночного

258