1. Общие сведения, терминология и история развития сээс

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.).

Электроэнергия начала применяться на судах с 80 годов прошлого столетия. Причем сначала электроэнергия использовалась только для освещения, а потом длительное время для приводов вентиляторов. Потом электрифицировали рулевой привод, и только с 20-х годов 20 века электропривод получил повсеместное применение на судах. До 1914 года использовали постоянный ток, впервые переменный ток нашел применение на судах России, при этом напряжение постоянного тока и переменного тока не превышало 110 В.

Наиболее крупные суда, где мощность СЭЭС составляла несколько сот кВт, относились к военным кораблям Балтийского флота.

Вплоть до 60-х годов на судах преимущественно использовали постоянный ток, а переменный ток применяли только для электроприводов, не требующих регулировки вращения.

До начала 80-х годов не существовало никаких нормативных документов, определяющих требования к морским судам. В 1981 г. получена первая редакция классификации морских судов, она включала «Правила постройки и классификации морских судов» и «Правила Регистра».

В соответствии с «Правилами Регистра» все суда разделены на три группы (в зависимости от уровня автоматизации), причем в основу разделения положен вид обслуживания механизмов и устройств машинно-движительного комплекса.

• Класс А1 – он определяет степень автоматизации на суда, не имеющих вахты в МО (безвахтенное обслуживание МКО).

• Класс А2 – суда с сокращенной вахтой в МО, ходовых режимах судна и его стоянкой.

• Класс А0 – с вахтой в МО (без знака автоматизации).

Рассмотрим упрощенную схему системы электроснабжения судна (рис.1).

Топливо, 100% энергии которого поступает в первичный двигатель ПД, осуществляющий преобразование в механическую энергию полезной энергии, поступающей в генератор остается не более 35 %, в самом генераторе при образовании механической энергии в электрическую теряется до 2-х %. От 2 до 5 % энергии теряется в судовой электросети.

Таким образом, потребителям остается не более 30 % от затраченной энергии топлива, следовательно, к.п.д. комплекса – менее 30 %.

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).