Фесенко В.И. - Электрооборудование промысловых судов - 1983

Перевод нагрузки с генератора Г1 на генератор Г2 осуществ­

;Ляют следующим образом: одновременно увеличивают возбужде­

ние генератора Г2 и уменьшают возбуждение генератора Г1, но и при этом следят за тем, чтобы напряжение сети все время остава­ лось неизменным. Перевод нагрузки ну!Кно вести согласованно. Генератор Г1 после полной разгрузки отключают от общих шин,

затем снимают с него возбуждение и останавливают первичный

двигатель.

Не допускается длительная параллельная работа шунтовых

генераторов, так как при случайном увеличении частоты враще­

ния одного из них возрастает и его ЭJLС. Генератор начнет при­ нимать всю нагрузку на себя. В результате этого разгрузившийся

, \ \

\ 1 \ 2'IJ

РаспреlJелеНfLв наеРl/CJЮL

между 3fшераmараМ/L

Рис. 168. Параллелъное соедине­

ни~ генераторов с уравнительным проводом

генератор во избежаНГ.е перехода в двигательный режим будет выключен из работы с помощью реле обратного тока; другой ге­ H~epaTOp также будет отключен из-за перегрузки.

Схема параллельной работы генераторов смешанного возбуж­

дения показана на рис. 168.

Устойчивая параллельная работа генераторов смешанного

возбуждения возможна при налпчии специального ураВfluтеЛЬflого

провода, соединяющего однополярные зажимы якорей генерато­ ров, к которым присоединены последовательные обмотки возбуж­

дения. При отсутствии уравнительного провода параллельная ра­

бота генераторов смешанного возбуждения будет неустоЙчивоЙ. Пусть частота вращения первичного двигателя одного из ге­

нераторов при параллельной работе немного возросла. Это обяза­ тельно вызовет увеличение его ЭJLС, а следовательно, и нагрузоч­ ного тока, протекающего iПо последовательной обмотке возбужде­

ния. В результате магнитный поток генератора увеличится, что

приведет к дальнейшему возрастанию его ЭJLС и нагрузочного

269

тока, а также к соответствующей разгрузке второго генератора.,

Если в цепи генератора нет реле обратного тока, то вся нагрузка

со второго генератора перейдет на первый. При этом второй гене­ ратор перейдет в длительный режим, частота вращения его будет увеличиваться и он может пойти в разнос. Частота вращения пер­

вичного двигателя генератора достигнет критического значения,

и он также пойдет в разнос. При наличии уравнительного провода

это явление не возникнет, параллельная работа будет устойчивой,

ибо при случайном увеличении нагрузочного тока одного из ге­

нераторов/одновременно возрастет ток, протекающий по последо­

вательной Обмотке возбуждения другого. Степень устойчивости

параллельной работы генераторов смешанного возбуждения за­

висит от относительной вели~ины сопротивления уравнительного

провода. Чем меньше сопротивление уравнительного провода по

отношению к сопротивлению последовательных обмоток возбуж­ дения, тем устойчивее параллельная работа генераторов.

Если генератор Г1 работает с какой-либо нагрузкой, то гене­ ратор Г2 может быть подключен к нему для параллельной работы

одним из следующих способов:

1. Включают рубильник 3 уравнительного провода и рубиль­

ник 2. Так как при этом последовательные обмотки возбуждения

генераторов окажутся соединенными параллельно, часть тока по­

следовательной обмотки генератора Г1 ответвится в последова­ тельную обмотку генератора Г2 и напряжение генератора Г1 не­ сколько снизится. После включения рубильников 3 и 2 регулируют

возбуждение подключаемого генератора, с тем чтобы его на­ пряжение сделалось равным напряжению генератора Г1, и затем включают рубильник 1.

Так как включение по данному способу осуществляется при равенстве напряжений генераторов и наличии тока в последова­

тельной обмотке генератора Г2, то он после включения на парал­ лельную работу окажется в режиме холостого хода и никаких толчков тока при этом не будет. Недостатком данного способа

является снижение напряжения па шинах в момент включепия

последовательной обмотки второго генератора.

2. На холостом ходу возбуждают подключаемый генератор

до напряжения, равного напряжению сети, а затем одновременно

включают все рубильники 1, 2, 3. При таком способе включения

перераспределение токов в последовательных обмотках генерато­

ров приведет к уменьшению ЭДС генератора Г2, что, в свою оче­

редь, вызовет толчкообразный переброс части нагрузки с первого

генератора на второй. Это может отразиться на работе первич­

ных двигателей.

Выбор того или иного способа включения компаундных гене­ раторов на параллельную работу зависит от условий эксплуата­ ции и характера потребителей. В судовых условиях чаще всего

применяют второй способ. Распределение нагрузки между генера­

торами производится регулированием их возбуждения с помощью

реостатов.

270

При включении трехфазного синхронного генератора на парал­ лельную работу с сетью необходимо соблюдать следующие ус­

ловия:

а) ЭДС генератора должна быть равна напряжению сети; б) частота эдс генератора и частота напряжения сети должны

быть равны; в) ЭДС генератора должна находиться в противофазе с на­

пряжением сети;

г) чередование фаз генератора должно соответствовать чере­

дованию фаз сети.

Приведение генератора в состояние, удовлетворяющее всем

указанным условиям, называется синхронизацией. Соблюдение

условий синхронизации проверяется при помощи синхроскопа. Простейшим синхроскопом является ламповый, состоящий из трех

лаlylП, которые могут быть включены по двум схемам: на потуха­

ние или на вращение света.

При включении ламп по схеме н а п о т у х а н и е (рис. 169, а)

момент синхронизации соответствует одновременному потуханию

всех ламп. При несоблюдении условий синхронизации лампы

часто вспыхивают и гаснут. Однако вспыхивание ламп стано­ вится все реже по мере приближения к моменту синхронизации

генер.атора. В тот момент, когда напряжение генератора уравно­ весит напряжение сети, лампы гореть не будут. Отрегулировав ча­

стоту вращения генератора так, чтобы периодическое загорание и

потухание ламп происходило примерно 10-15 раз в минуту,

и уточнив равенство напряжений генератора и сети, включают ру­

бильник в момент полного погасания ламп. Для того чтобы пра­

вильно определить момент, соответствующий середине промежутка

миганий, предварительно некоторое время наблюдают погасание ламп. Часто при синхронизации применяют нулевой вольтметр, включаемый, как и лампы одного из ножей рубильника. Подклю­

чать генератор следует в момент плавного подхода к нулю

стрелки нулевого вольтметра. Если при включении .'Iамп на поту­

хание они дают бегающий свет (гаснут не одновременно), то это

указывает на несовпадение порядка чередования фаз сети и под­

ключаемого генератора. Чтобы добиться совпадения, необходимо

поменять местами два провода на зажимах генератора.

При включении ламп по схеме на вращение света

(рис. 169, б) моменту синхронизации соответствует погасание од­

ной лампы и горение с одинаковой яркостью остальных. При не­

соблюдении условий синхронизации лампы вопыхивают по­

очередно, создавая эффект вращения света. По мере прибли­

жения к моменту синхронизации частота вращения света замед­

ляется.

После подключения генератора к сети частота его вращения

будет строго постоянной. Это объясняется действием синхронизи­

рующего момента, который nодтягиает генератор до синхронной

частоты вращения при возникновении на роторе тормозящего

271

момента и, наоборот, оказывает тормозящее действие на ротор

при появлении факторов, ускоряющих вращение.

Увеличить нагрузку генератора в режиме параллельной работы

можно лишь увеличением вращающего момента, приложенного

квалу синхронного генератора, т. е. вращающегося момента его

первичного двигателя. Для включения генератора на параллель­ ную работу при помощи стрелочного синхроскопа применяют схему, приведенную на рис. 169, В. Включение рубильника произ­ водится тогда, когда стрелка, медленно вращаясь вправо, п40ДХО­

дит к красной черте шкалы синхроскопа.

Выше были рассмотрены способы точной синхронизации. На

судах применяется также способ грубой синхронизации, т. е.

6)

A~--------------

D-+-r-----------

С -+-t-..,--------

А, д, С,

~

/( поiJключаемому

генератору

Рпс. 169. Схема ВI{-'1Iочения СПIIХРОIllIOГО генератора на параллельную работу

с сетью

включеннс синхрошюго генератора в сеть при приближенном соб­ людении условнй синхронизации. При грубой синхронизации наб­

людается толчок в момент включения генератора на нараллель­

ную работу. Для его смягчсния генератор включают в сеть через

индуктнвное СОПРОТIIвление - реактор, которое после СИНХРОНlIза­

ции шунтируется.

Используется также снособ самосинхронизации, который за­ ключается в том, что невозбужденный генератор приводится во

вращенис до синхронной частоты вращения и его статор вклю­

чается в сеть. Почти одновременно с этим в обмотку возбуждения

подается ток. Под действием ВОЗНIIкающего момента ротор втя­

гивается в синхронизм.

Способ самосинхронизации в .настоящее время применяется

на отдельных судах. Он обеспечивает простоту и безошибочность

включения, быстроту синхронизации и возможность ее осуществле­ ния при изменениях частоты и напряжения сети. Недостатком

этого способа являются большие провалы напряжений судовой

сети в момент синхронизации.

272

Глава 10. СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

§ 59. Распредепитепьные YCTpoiiicTBa

Для управления судовыми генераторами, контроля за их рабо­

той, а также для распределения электрической энергии между по­

требителями предназначается главный распределительный щИТ

(ГРЩ).

ОТ ГРЩ питаются распределительные щиты (РЩ) для пита­ ния групп потребителей. От этих распределительных устройств

получают питание щиты отдельных потребителей (ЩП), предназ­ наченные для управления или коитроля. Некоторые потребители присоединяются непосредстве1ШО к ГРЩ.

ПО степени защищенности от внешних воздействий раСПJ1~де­

литеJIьные устройства подразделяются на открытые, защищенные, каплезащищенные, брызгозащищенные, водозащищенные, водоне­

пронпцаемые и погружные. Указанная классификация была дана

прпменительно к судовым электрическим машинам.

ГРЩ устанавливаются параллельно шпангоутной плоскости

судна.

В помещениях, где возможно появление паров бензина или

другнх взрывчатых газов, установка распределительных устройств

не разрешается.

Схемы и конструкции распределительных устройств отличаются

большнм разнообразием. В настоящее время применяются РЩ блочной конструкции и ГРЩ секционной конструкции. ГРЩ, на­ прнмер, транспортного рефрижератора «Берингов пролив» СОСТОИ1

нз четырех генераторных секций; двух секций управлення и пяти ССIЩПЙ распределения.

Для РЩ предусмотрены блоки щитов с определенной схемой

и конструкцией. Конкретный РЩ может состоять из нескольких

блоков, сочлененных на одном каркасе.

Цепи освещения распределительных устройств получают пита­

ние от независимого источника и остаются под напряжением при

обесточенном распределительном устройстве, причем цепи освеще­ ния ГРЩ подсоединяются к не менее чем двум независимым ис­ точникам энергии. Сопротивление изоляции распределительного

устройства в целом должно быть не менее 31 Мам.

Шины инеизолированные провода, относящиеся к разным по­ люсам, принято окрашивать в следующие цвета: красный - для положительного полюса, синий - для отрицательного, черный­

для заземляющих проводов.

Уравнительный провод необходимо окрашивать в цвет того по­

люса, в котором он находится, и добавочно - белыми попереч­

ными поясами.

Шины инеизолированные провода, относящиеся к разным фа­

зам, должны окрашиваться в следующие отличительные цвета: зе­

леный - для первой фазы, желтый - для второй, фиолетовый-

для третьей, серый - для нейтрального провода, черный - для за­

земляющих проводов.

Распределение электроэнергии осуществляется с помощью

изолированных кабелей морского исполнения.

§ 60. Провода и кабепи

Кабели и провода, предназначенные для работы на судах,

должны обеспечить требования надежной изоляции жил, гибкости, нагревостойкости, морозостойкости, негорючести, а также надеж­

ности защитных покровов против механических повреждений,

воздействия влаги, соленой воды, паров топлива и масла.

Кабелем называется изолированный электрический проводник,

используемый для неподвижной прокладки, состоящий из одной

или нескольких скрученных токопроводящих жил, заключенных

в относительно тяжелую защитную оболочку.

Проводом называется гибкий изолированный электриче­

ский проводник, состоящий из одной или нескольких токопрово­ дящих жил, заключенных в относительно легкую защитную обо­

лочке. При этом, если буква Э размещена в середине наименова­ ния, экранированы отдельные жилы кабеля, если в конце - весь кабель.

Марки проводов расшифровываются так: П - провод; Р - ре­

зиновый; М - морской; Г - гибкий; Т - телефонный.

На судах допускается применение негорючих и трудносгорае­

мых кабелей судового типа, изготовленных в соответствии с тре­

бованиями Регистра СССР или одобренных действующими стан­ дартами. Использование кабелей других типов, а также проводов

вкаждом случае должно специально рассматриваться Регистром.

Вцепях ответственных устройств должны применяться кабели

ипровода с многопроволочными жилами и поперечным сечением

жилы не менее 1,5 мм2 для цепей питания, управления и сигнали­ зации гребных установок и рулевых устройств; 1 мм2 для других цепей питания и управления, освещения и отопления; 0,75 мм2

для цепей сигнализации электроприводов, а также цепей внут­

ренней сигнализации и связи.

Для питания неответственных устройств допускаются к про­

кладке кабели с однопроволочной жилой сечением 2,5 мм2 и ме­

нее.

В сетях с индуктивными и емкостными нагрузками следует

применять кабели, рассчитанные на рабочее напряжение, равное

приблизительно двойному номинальному напряжению сети. Наи­

большая допустимая температура для изоляции жилы устанавли-

274

Вместах, подверженных воздействию масло- и нефтепродуктов, необходимо использовать кабели с оболочкой, стойкой к воздейст­ вию данной среды. Кабели, не обладающие такими свойствами,

допускается прокладывать только в металлических трубах.

Вместах, где кабели могут подвергаться механическим по­

вреждениям, следует прокладывать кабели, имеющие соответст­

вующую броню. Кабели других типов должны защищатьс·я

специальными надежными кожухами или прокладываться

в трубах.

Неизолированные провода и шины допускается применять

только для внутреннего монтажа электрических устройств. l{ля внешнего монтажа требуется надежное их ограждение.

Кабели, питающие электроприводы спринклерной системы и

аварийного пожарного насоса от аварийного источника электро­

энергии, проложенные через шахты машинных помещений, кам­ бузы, сушильные и другие пожароопасные помещения, должны быть несгораемыми или соответствующим образом защищенными

от воздействия пламени.

Марки некоторых судовых кабелей приведены в табл. 20.

276

Токопроводящие жилы силовых кабелей выполняются скручен­ ными из отдельных медных проволок. Применение кабелей с алю­

миниевыми жилам» на судах не разрешается.

Жилы телефонных кабелей должны быть однопроволочнымк сечением 1 мм2• Резиновая изоляция должна быть пригодн:ой для

длительной работы при нагреве жилы до 65 ОС. Толщина резино­ вой изоляции в зависимости от сечения жилы 1-3 мм.

Прокладка кабелей через водонепроницаемые переборки осу­

ществляется при помощи сальников или кабельных коробок, за­

полненных уплотнительной массой. Проходы через палубы выпол­ няются в трубах, имеющих сверху сальниковые уплотнения.

§ 61. Системы распредепения эпектроэнерrии

Системы распределения электроэнергии на судах должны

обеспечивать наибольшую живучесть судна, минимальную массу, соблюдение допустимых норм падения напряжения.

В отличие от транспортных рыболовные суда имеют значи­

тельно большее КОЛЩlество потребителей электроэнергии и, следо­ вательно, б6льшую разветвленность распределительной сети, при­

чем потребители электроэнергии на этих судах более мощные и

энергоемкие. Напомним, что на современных рыбопромысловых и рыбообрабатывающих базах суммарная установленная мощность потребителей достигает 7000-14000 кВт. Указанные особенности требуют применения наиболее рациональной системы распределе­ ния электроэнергии с наименьшим количеством кабелей, защитной

и коммутационной аппаратуры без ущерба для надежности схемы

и живучести судна.

Системы распределения электроэнергии подразделяются на ма­ гистральные, фидерные, магистрально-фидерные и кольцевые.

Магистральная система (рис. 170,а) предусматривает

передачу энергии от ГРЩ (или РЩ) по магистралям правого и

левого бортов через магистральные коробки МК. Такая система

внастоящее время практически не применяется.

Фи Д е р н а я с и с т е м а (рис. 170, б) предусматривает ·передачу

энергии от ГРЩ к рщ непосредственно по отдельным фидерам

(линиям). Такая система, используется для питания отдел~ных

крупных потребителей.

Магистрально-фидерная система (рис. 170,8)-

устройства. Эта система применяется для питания ответственных

потребителей электроэнергии.

В настоящее время на рыбопромысловых судах в основном ис­

пользуется магистрально-фидерная система распределения элект­

роэнергии. Одним из недостатков такой системы является большой расход кабеля. В связи'с этим на рыбопромысловой базе «Восток»,

на которой имеется более тысячи приемников электроэнергии

277

с суммарной установленной мощностью 14000 кВт, применена

кольцевая система, позволившая сэкономить 10 % кабеля (по

сравнению с магистрально-фидерной системой).

а)

IrIК #К

Рис. 170. Принципиальные схемы систем распределения электроэнергии

Система включает в себя два ГРЩ, значительно удаленных друг от друга. Один ГРЩ расположен вблизи генераторных аг­

регатов, а другой - рядом с рефрижераторной установкой, являю­

щейся наиболее мощным потребителем.

§ 62. Сопротивление изоляции сете..

!Важнейшим условием нормальной работы является поддержа­

ние сопротивления изоляции всего электрооборудования в преде­

лах установленных норм.

Сопротивление изоляции уст.ановки постоянного тока, находя­

щейся под напряжением, определяют при отсутствии на щите спе­

циального омметра методом трех замеров вольтметром (по еле· дующим формулам) :

1) сопротивление изоляции плюсового кабеля по отношению

278