Пропущено 2 урока

… для силовых приемников, нагревательных и отопительных приборов служебных помещений используется 380 вольт. Для отопительных приборах в каютах, освещения, сигнализации – 220В. Переносные инструменты и пульты управления – 42В переменного и 24В постоянного тока. 12В – переносные светильники в особо сырых помещениях. Разные участки СЭС не могут быть выполнены на одном напряжении, поэтому в системе должны использоваться трансформаторы и преобразователи. На специальных судах технического флота допускается напряжения до 11 000В переменного тока.

Классификация СЭС

• По установленной мощности генераторного агрегата.

  • 0.5 – 5 МВ

  • 5 –10 МВ

  • > 10 МВ

• По степени автоматизации.

• По количеству электростанций. (Является определяющим для структурных схем).

• По связи СЭС с СЭУ (Является определяющим для структурных схем).

Структурные схемы сэс

Указывает основные функциональные части СЭС, их назначения и взаимосвязь.

Виды СЭС:

1. По связи с СЭУ

   • Автономные (не имеют непосредственной связи с энергетической установкой судна.)

   • Системы с отбором мощности от энергетической установки.

   • Системы единые с энергетической установкой.

Автономные СЭС – имеют независимые от СЭУ источники энергии (Дизель-генераторы, турбогенераторы). Используют на большинстве судов речного и морского плавания.

Максимальная мощность составляет около 3МВт. Это обусловлено тем, что ударные токи короткого замыкания при такой мощности составляют порядка 100-120кА, которые являются предельными для автоматических выключателей. Следовательно при мощности более 3х МВт необходимо разукрупнять электростанции. Поэтому на крупных судах устанавливаются две основные электростанции (носовая и кормовая), которые связываются электрическими 2-3х жильными кабелями, проложенные вдоль бортов.

Потребители электроэнергии на судах

Все судовые потребители классифицируются по нескольким признакам:

1. По назначению

   1. Палубные (рулевая машина, брашпиль и тп)

   2. Механизмы судовых устройств и систем (насосы)

   3. Радиотехнические средства и Электронавигационные (лаг, эхолот)

   4. Бытовые (кондиционеры, холодильники)

   5. Электрическое освещение

      1. Основное

      2. Аварийное

2. По степени важности

   1. Особо ответственные потребители. Отказ в работоспособности которых приведет к аварии судна и гибели экипажа. (Устройство управления курсом судна, средства радиосвязи, навигационные приборы, аварийные насосы)

   2. Мало ответственные потребители (бытовые механизмы)

3. По режимам работы

   1. Электродвигатели, работающие в непрерывном режиме работы

   2. Работающие в коротко временном режиме

   3. Работающие в повторно коротко временном режиме

Ограничение районов плавания

M – Ограниченное. Умеренно-холодный климат

ОМ – не ограниченное.

Классификация в зависимости от места размещения на судне:

1 – На открытой палубе

2 – Под навесом

3 – В вентилируемых помещениях

4 – В отапливаемых жилых помещениях

5 – помещение с повышенной влажностью

Источники электрической энергии

Устройства для преобразования энергии органического топлива, пара или химической энергии в электрическую.

Генераторные агрегаты. Состоят из двигателя и генератора.

На современных судах используется три типа генераторных агрегатов:

• Дизель-генераторы (используют энергию дизельного топлива или керосина)

• Газо-турбо генераторы (используют энергию дизельного топлива или керосина)

• Турбогенераторы

Электрохимические аккумуляторы применяются на судах в основном как аварийные.

В генераторных агрегатах происходит двойное преобразование энергии. В начале энергия топлива или пара преобразуется в механическую энергию вращающихся масс, а затем в электрическую.

Приводные двигатели

Дизели – автономные в работе, быстрый запуск. Используются в качестве основных, резервных и аварийных источников питания. Экономичны, нежели турбины. Надежны и просты в эксплуатации. Ресурс работы 30-40 тыс. часов. Однако, они имеют малую перегрузочную способность (не более 10% от номинальной мощности от одного часа работы) и неравномерность хода.

Источники электрической энергии

Устройства для преобразования энергии органического топлива, пара, или химической энергии в электрическую.

ГА – состоят из генераторов и приводных двигателей. На современных судах применяют 3 типа ГА:

1. Дизель-генераторы

2. Турбогенераторы

3. Газо-турбо-генераторы

ДГ и ГТГ преобразуют в электроэнергию, энергию дизельного топлива или керосина. А паротурбогенераторы преобразуют энергию пара. Электрохимические аккумуляторы применяемые на судах в основном как аварийные источники, преобразуют химическую энергию в электрическую. В ГА происходит двойное преобразование энергии. В начале энергия топлива или пара превращается в механическую энергию, вращающихся масс, а затем уже в электрическую. Количество основных источников электроэнергии на судне не должно быть меньше двух.

Приводные двигатели:

1. Дизели

2. Паровые турбины

3. Газовые турбины

Дизели:

Плюсы: автономность работы и быстрота пуска до 30 сек. Позволяет их использовать в качестве основных, резервных и аварийных источников электроэнергии. Они более экономичны по сравнению с турбинами, надежны и просты в эксплуатации. Ресурс работы их составляет 30000-40000 часов.

Минусы: мало-перегрузочная способность (не более 10% от номинальной мощности в течении 1 часа работы) и неравномерность хода.

Турбина- это двигатель с вращательным движением рабочего органа, ротора, преобразующее кинетическую энергию пара или газа в механическую работу.

Паровые турбины:

Плюсы: имеют большую перегрузочную способность порядка 20% от Р номинального. Более надежны чем дизели, имеют больший ресурс, около 50000 часов и обеспечивает равномерное вращение ротора.

Минусы: большое время запуска в работу.

Т.К частота вращения турбины значительно выше частоты вращения ротора генератора, то между ними ставится редуктор.

Газовые турбины:

Сочетают в себе достоинства паровых турбин и дизеля.

Достоинства: автономны в работе, не требуют прогрева и очень быстро запускаются. Неплохой ресурс работы и высокая надежность.

Недостатки: большой расход топлива, высокий уровень шума.

Автоматические регуляторы частоты вращения приводных двигателей. (ПД)

Эксплуатация СЭЭС сопровождается постоянным изменением количества приемников или потребителей электроэнергии и следовательно постоянным изменением нагрузки генератора. При увеличении тока нагрузки частота вращения проводных двигателей снижается из - за увеличения тормозного момента на валу ПД. Поэтому основное требование к приводным двигателям ПД генераторных агрегатов любого типа это сохранение частоты вращения вала ПД. Для стабилизации частоты тока. При увеличении тока нагрузки, частота вращения будет снижаться, а значит надо увеличить подачу топлива или пара, т.к в ручную это сделать практически невозможно, т.к нагрузка меняется, используется автоматический регулятор частоты. Регулирующим органом является топливная рейка у дизелей и впускной клапан у турбин. Основной характеристикой приводного двигателя является регуляторная характеристика, а именно- зависимость частоты вращения приводного двигателя (n) от мощности генератора (Р.) при фиксированном положении регулирующего органа.

Статические характеристики: используются при параллельной работе генератора. Наклон регуляторной характеристики или статизм. Статизм ( дельта) должен быть не менее 4-5% по ГОСТ. Эти характеристики не являются кривыми линиями. Так как имеют некоторую степень не чувствительности к изменением нагрузки.

Рассмотрим 2 генератора работающих параллельно, мощности которых равны соответственно Р1 и Р2. Если нагрузка увеличилась на величину (дельта)Р. Частота в соответствии с характеристикой будет уменьшаться пока соответствующим образом (дельта)Р не распределится между первым и вторым генератором.

Вывод: равномерное распределение нагрузки и устойчивая работа генераторов достигается, если n(p) имеют одинаковый наклон. Наклон характеристик АРЧ устанавливается при вводе в работу генераторов. Поддержание частоты вращения постоянной, и перераспределение нагрузок достигается перемещением характеристик параллельно самим себе (вверх вниз).

Требования, которым должны удовлетворять автоматические регуляторы частоты:

1. При набросе или сбросе 100% нагрузки изменение частоты вращения не должно превышать ±10% от номинального значения (n_ном). А в установившемся режиме ±5%.

2. Колебания частоты вращения при нагрузках 25%-100% от P_ном не должны превышать ±1%.

3. Возможность изменения частоты вращения в пределах ±10% от номинальной.