Вопрос 13
ГРЩ. Конструкція. Апаратура і прибори, встановлені на ГРЩ.
Судовыми распределительными щитами называются конструкции, на которых установлена коммутационная, защитная и измерительная аппаратура, регулирующие и сигнальные устройства, предназначенные для включения, отключения и защиты электрических установок и сетей, контроля, регулирования и измерения электрических параметров источников электроэнергии, а также сигнализации о положении коммутационных аппаратов и состоянии электрических цепей.
Главные распределительные щиты (ГРЩ) предназначены для управления работой генераторных агрегатов, контроля, регулирования их параметров и подачи питания судовым приемникам или фидерам приемников.
ГРЩ имеют каркасную конструкцию. Разработаны типовые секции ГРЩ. Схемы ГРЩ разрабатывают применительно к типу судна с учетом мощности и количества генераторных агрегатов и потребителей электроэнергии.
Для сокращения сроков и стоимости проектирования, изготовления, транспортировки и монтажа на судне ГРЩ выполняют из ряда отдельных конструктивно законченных секций: генераторных, распределительных и управления. К ним могут добавлять секции питания с берега и др.
Количество генераторных секций в ГРЩ равно количеству генераторов, установленных на данной электростанции. Количество распределительных секций определяется количеством фидерных (и магистральных) автоматических выключателей, которые необходимо установить на ГРЩ. В ГРЩ обычно предусматривают одну или две секции управления и одну секцию питания с берега.
Генераторные секции предназначены для контроля, защиты и управления работой генераторов, а также передачи электроэнергии от генераторов на сборные шины ГРЩ.
Распределительные секции служат для контроля, защиты и управления распределением электроэнергии от шин ГРЩ к потребителям или РЩ.
Секция управления предназначена для контроля и управления работой СЭС.
Секция питания с берега служит для контроля защиты и управления приемом электроэнергии от береговой сети, а также для передачи электроэнергии от шин ГРЩ к потребителям, которые действуют при стояночном режиме работы судна.
На генераторной секции устанавливаются: приборы контроля тока, напряжения, активной мощности, частоты генератора; автоматы для защиты генератора от токов КЗ и перегрузок; реле обратной мощности для защиты генератора от двигательного режима работы, переключатель питания серводвигателя рейки топливного насоса; устройство гашения поля генератора; система регулирования тока возбуждения и напряжения генератора. Для питания перечисленных приборов и устройств в генераторной секции устанавливаются измерительные трансформаторы тока и напряжения.
Согласно требованиям Регистра для каждого генератора постоянного тока должны быть установлены на ГРЩ и АРЩ по одному вольтметру и амперметру.
Согласно требованиям Регистра для каждого генератора переменного тока должны быть установлены на ГРЩ и АРЩ следующие электроизмерительные приборы:
амперметр с переключателем для измерения тока в каждой фазе;
вольтметр с переключателем для измерения фазных и линейных напряжений;
частотомер;
ваттметр;
другие необходимые приборы.
Измерительные приборы должны иметь шкалы с запасом по делениям, превышающие номинальные значения измеряемых величин. Следует применять измерительные приборы с пределами шкал не менее следующих:
вольтметры – 120% номинального напряжения;
амперметры для генераторов переменного тока и потребителей –130% номинального тока;
ваттметры – 130% номинальной мощности;
частотомеры – 10% номинальной мощности.
В цепях ответственных потребителей с номинальным током от 20 А и более должны устанавливаться амперметры. Эти амперметры допускается устанавливать на ГРЩ или у постов управления.
На ГРЩ в фидере питания от внешнего источника должны быть предусмотрены:
коммутационные и защитные устройства;
вольтметр или сигнальная лампа;
устройство защиты от обрыва фазы.
На ГРЩ и АРЩ должно быть установлено устройство для измерения сопротивления изоляции.
Должна быть предусмотрена визуальная и звуковая сигнализация о недопустимом снижении сопротивления изоляции.
Там, где возможно, выключатели должны устанавливаться и подключаться таким образом, чтобы в положении «Выключено» подвижные контакты и вся связанная с выключателем защитная и контрольная аппаратура не находилась под напряжением.
Электроизмерительные приборы размещают на высоте 1500-1800мм, автоматы и плавкие предохранители на высоте 200-1800мм от уровня палубы.
Панели электроизмерительных приборов и их переключателей выполняют открывающимися, остальные – съемными. На лицевой и задней сторонах ГРЩ устанавливают горизонтальные или вертикальные поручни из изоляционного материала.
Спереди и сзади ГРЩ предусматривают проходы соответственно не менее 800 – 600 мм при длине щита до 3 м, не менее 1000 и 800 мм – при большей длине.
Пространство позади ГРЩ выгораживают и снабжают сдвигающейся или открывающейся наружу дверью, стопорящейся в открытом положении. При длине ГРЩ не менее № м устанавливают две и более удаленных друг от друга двери.
В качестве токоведущих проводников в ГРЩ применяют шины из элктролитической меди. Шины окрашивают. Окраска шин повышает допустимую нагрузку примерно на 15% по сравнению с неокрашенными.
Шины постоянного тока окрашивают:
положительная полярность – в красный цвет;
отрицательная полярность – в синий цвет.
Шины трехфазного переменного тока окрашивают:
фаза А – в зеленый цвет;
фаза В – в желтый цвет;
фаза С – в фиолетовый цвет.
Заземляющие шинопроводы окрашивают в зелено-желтый цвет (поперечные полосы).
На рисунке 13.1. показана упрощенная схема ГРЩ переменного тока неавтоматизированной СЭС (обеспечивается только ручная точная синхронизация генераторов). Генератор G2 с его аппаратурой управления на схеме не показан. Сборные шины ГРЩ разбиты на секции, которые разделены между собой разъединителямиQS1 иQS2 ручного управления. Шина пониженного напряжения получают питание от сборных шин ГРЩ через понижающий трансформатор напряжения ТV2. Автоматические выключателиQF,QF1–QF6 и контактор КМ служат для коммутации генератора на шины, соединения ГРЩ с береговым источником питания и АРЩ, подключения групп приемников и силового понижающего трансформатора ТV2.
Рисунок 13.1– Принципиальная схема ГРЩ неавтоматизированной СЭЭС
Аппаратура управления подключена к шинам ГРЩ через измерительные трансформаторы тока и напряжения. К понижающему измерительному трансформатору TV1 подключены аппаратура управления автоматическим выключателемQFгенератора, реле времени КТ, катушка напряжения реле обратной мощностиKW, реле перегрузки КА2, двигатель М регулирования подачи топлива ПД, катушка напряжения киловаттметраPW, вольтметрPV, частотомерPFи синхроноскопPS. К измерительным трансформаторам тока ТА1 и ТА2 подключены токовые обмотки релеKWи КА2, приборовPWи РА. Причем, нагрузка к вторичным обмоткам трансформатора напряжения подключается параллельно, а трансформаторов тока – последовательно, так как сами вторичные обмотки трансформаторов тока имеют большое сопротивление. ПереключательSA1 позволяет подключить синхроноскопPSтремя контактами к синхронизируемому генераторуG1 илиG2 и двумя контактами на шины. ПереключательSA2 обеспечивает измерение трех линейных напряжений, а переключательSA3 – токов нагрузки в трех фазах генератора.
В состав автоматического выключателя QFгенератора входят следующие расцепители:
КА – максимальный, для защиты от токов КЗ. При возникновении КЗ с выдержкой времени действует на отключение генераторного автомата;
КА1 – максимальный, для защиты от токов перегрузки. При возникновении перегрузки (1,2- 2)Iномс выдержкой времени приблизительно 10 с, создаваемой реле времени КТ, действует на отключение генераторного автомата через независимый расцепитель;
KV– минимальный, для защиты от понижения напряжения. При понижении напряжения действует на отключение генераторного автомата;
KV1 – независимый, для возможности дистанционного отключения генераторного автомата.
При токах (0,95 – 1,2) Iномс выдержкой времени сработает реле перегрузки индукционного типа КА2 и своим контактом обесточит контактор КМ, который отключит неответственные приемники (камбузное оборудование, бытовая вентиляция, система кондиционирования воздуха и т.д.).
При переходе генератора в двигательный режим срабатывает реле обратной мощности KWи с выдержкой времени (примерно 8 с), через его контакт получит питание независимый расцепитель и отключит генераторный автомат.
На судах ГРЩ устанавливают в помещениях МО или ЦПУ.