6.4 Принципы построения и структура системы управления сээс. Функции системы управления сээс и ее связь с другими системами судна.

Судовой электроэнергетической системой (СЭЭС) называют совокупность оборудования, приборов и устройств, предназначенных для производства и распределения электроэнергии.

В состав СЭЭС не входят электроприемники. Они рассматриваются только как функциональные элементы, и характеризуются уровнем напряжения и потребляемой мощностью. Параметры и режимы работы электроприемников изучаются в САЭП.

Основной особенностью СЭЭС, по отношению к другим системам является непрерывность и одновременность процессов производства, распределения и потребления электроэнергии. То есть ни на одной инстанции не имеет место накопление энергии, и все процессы происходят одновременно.

В состав СЭЭС входят:

1) Источники электроэнергии (генераторы постоянного и переменного тока, аккумуляторные батареи).

2) Системы и устройства распределения электроэнергии по судну, контроля ее параметров и управления работой всех элементов и устройств, входящих в комплекс.

А также в состав СЭЭС входят различные промежуточные системы и устройства, обеспечивающие преобразование электроэнергии (трансформаторы, выпрямители, инверторы, делители частоты, умножители частот и т.д.).

В общем, СЭЭС представляет собой комплекс, содержащий ряд подсистем:

1-я подсистема обеспечивает генерирование и распределение электроэнергии (система главного тока).

2-я подсистема обеспечивает управление режимами работы генераторных агрегатов, с целью обеспечения требуемых параметров.

3-я подсистема осуществляет контроль и управление электроснабжения электроприемников в нормальном и аварийном режимах.

Состав 1-й подсистемы зависит от числа судовых электроприемников, их единичной и суммарной мощности, а также особенностей режимов их работы. Причем количество и качество производимой электроэнергии вследствие указанных выше особенностей (непрерывность и одновременность) в значительной степени зависят от надежности всей системы в целом.

Рассмотрим упрощенную электрическую схему СЭЭС промыслового судна (рис.2).

СЭЭС содержит два синхронных генератора СГ, предназначенных для работы в автономном и параллельном режиме. В качестве приводного двигателя, как правило, используются дизели. Управление ДГ обеспечивается с ЦПУ, откуда возможно управление не только ДГ, но и состоянием коммутационных аппаратов (Q1, Q2) главного распределительного щита ГРЩ. При этом подключение электроприемников в такой схеме может быть выполнено либо непосредственно к шинам ГРЩ, либо через промежуточный вторичный РЩ. На судне указанные элементы СЭЭС обычно располагаются в порядке, приведенном на рис.3.

Если лов ведется с борта, то машинно-котельное оборудование располагается в кормовой части судна, если судно предполагает кормовой промысел, то машинно-двигательный комплекс смещается от кормы к середине, а на корме устанавливается траловый комплекс и устанавливается слип.

Общим в компоновке оборудования МО является требование к его симметричному расположению по отношению к диаметральной плоскости судна.

На промышленных судах используются один или два главных двигателя. Генераторы устанавливаются по обе стороны от главных двигателей, и их количество определяется специальными расчетами. Пульт управления может быть как совмещен с МКО, так и отдален. Поэтому в помещении пульта управления располагаются панели главного распределительного щита. В состав СЭЭС входит и аварийная электростанция. В соответствии с требованиями Регистра все суда от 3 тысяч тонн должны быть оснащены аварийной электростанцией.

При меньшем водоизмещении Регистр допускает применение аккумуляторных батарей в качестве аварийного источника. В отличие от основной электростанции, аварийная электростанция (АЭ) расположена не в МКО, а на палубе переборок или выше ее (а главная – ниже водонепроницаемой переборки).

6.5 Особенности систем автоматического регулирования напряжения судовых синхронных генераторов с токовым и фазовым компаундированием. Векторные диаграммы напряжений и токов (или магнитных потоков) для одной фазы.

По принципу действия, все судовые САРН принято делить на 3 вида:

1) система, действующая по возмущению:

a) системы токового компаундирования, у которых ток возбуждения является функцией зависящей только от значений Uг, Iг.

б) системы амплитудно-фазового компаундирования (АФК), в которых ток возбуждения определяется тремя параметрами: Iв = f (Uг, Iг, cos), т.е. учитывается угол между векторами.

2) системы, действующие по отклонению регулируемой величины:

Iв = f (Uг, U), где U = Uн – Uг , т.е. учитывается напряжение на зажимах генератора и разность напряжений U.

3) Комбинированные системы действуют по возмущению и отклонению. В них ток возбуждения определяется

If = f (Ur, Ir, cos), кроме этого, Iв = f (Uг, U), где U = Uн – Uг

По способу воздействия на обмотку возбуждения синхронного генератора, все САРН делятся на 2 группы:

а) САРН, в которых регулятор напряжения воздействует на ток в обмотки возбуждения (системы прямого регулирования);

б) системы косвенного регулирования, в которых АРН воздействует на ток обмотки возбуждения через промежуточное звено, им может быть возбудитель переменного тока в бесщеточном генераторе, или возбудитель постоянного тока в обычном генераторе.

На судах применяются и та, и другая системы, но большее применение получили системы прямого действия, при этом генераторы, оснащенные САРН, формирующей ток возбуждения из энергии самого генератора, называются генераторами с самовозбуждением.

На рис. 30 представлена схема формирования тока возбуждения генератора, реализующая первый принцип (прямое регулирование), при этом суммирование составляющих Iu и Ii осуществляется по току, т.е. реализуется система токового компаундирования, учитывающая только значения Iu и Ii. На рис. 29 представлена система косвенного регулирования. На верхней схеме для питания обмотки возбуждения синхронного генератора (ОВГ) используется возбудитель В (генератор постоянного или переменного тока), при этом регулятор воздействует не на ОВГ, а на обмотку возбуждения возбудителя (ОВВ), и в результате изменяется ток возбуждения генератора. Во второй схеме – система бесщеточного возбуждения. Здесь трехфазная обмотка возбудителя, выпрямитель, и обмотка возбуждения ОВГ СГ расположены на одном роторе генератора и вращаются вместе с ним.

Все генераторы с самовозбуждением имеют общий недостаток - это наличие щеточного аппарата и коллектора, для подачи постоянного тока во вращающуюся обмотку возбуждения.

Кроме того, в системах косвенного регулирования дополнительным недостатком является их инерционность, обусловленная введение промежуточного звена. С другой стороны, как достоинство рассматривается возможность серийно выпускаемых генераторов, не имеющих внутри дополнительного оборудования и аппаратурного управления. Главным достоинством генераторов является отсутствие щеточной аппаратуры и колец