Классификация судовых электростанций и источники электроэнергии

Электрическая станция судна представляет собой электроустановку, предназначенную для выработки, преобразования и распределения электрической энергии и состоящую из ее источников и главного распределительного щита.
Судовые электростанции классифицируют по назначению, роду тока, типу первичного двигателя, способам отбора мощности и управления.
По назначению электростанции разделяют на основные, аварийные и специальные. Основная электростанция обеспечивает электроэнергией судно во всех режимах его работы. В ее состав на самоходном судне в соответствии с Правилами Речного Регистра РСФСР должно входить не менее двух основных источников электроэнергии. Располагается основная электростанция в машинном отделении (МО), причем главный распределительный щит (ГРЩ) может быть вынесен в центральный пост управления (ЦПУ) или в отдельное помещение. Аварийная электростанция предусматривается 4 на-судне для питания от аварийных источников электроэнергии (при выходе из строя основной электростанции) ряда приемников, от которых зависит живучесть судна и безопасность плавания. Перечень этих приемников определен Правилами Речного Регистра РСФСР. Электростанции специального назначения служат для питания гребных электрических установок (ГЭУ), привода черпаковой цепи и других механизмов и устройств.
По роду тока различают электростанции переменного и постоянного тока. Основные электростанции выполняются, как правило, на переменном токе, аварийные — на переменном или постоянном, специальные — чаще на постоянном токе.
В зависимости от типа первичных двигателей станции подразделяют на дизель-, турбо- и газотурбоэлектрические с приводом генераторов соответственно от дизелей, паровых машин, паровых и газовых турбин. На современных земснарядах устанавливают дизель-генераторные электростанции.
Электростанцию считают автономной, если назначением первичного двигателя является привод генератора.
Электростанцию называют единой, если она обеспечивает электроэнергией не только общесудовые механизмы и системы, но также гребные или черпаковые двигатели. Единая электростанция переменного тока снабжает электроэнергией все приемники земснаряда, включая электродвигатели постоянного тока черпакового привода, оперативных лебедок и ГЭУ.
По способу управления различают неавтоматизированные (с ручным управлением режимами работы) и автоматизированные электростанции. Последние обеспечивают автоматические пуск дизель-генераторов, распределение нагрузки, отключение неответственных потребителей при перегрузке электростанции, отключение и остановку дизель-генераторов при недогрузке и т. д.
На земснарядах источниками электроэнергии являются дизель-генераторы переменного и постоянного тока и аккумуляторы.
По назначению источники электроэнергии можно разделить на основные, резервные, аварийные и специальные. В качестве основных источников используют синхронные генераторы, специальных источников — генераторы постоянного тока, аварийных источников — аккумуляторные батареи или синхронные генераторы.
Двигатели, служащие приводом грунтовых насосов, генераторов черпаковых устройств, движителей называют главными, а приводные (первичные) двигатели генераторов, обеспечивающих судно электроэнергией, — вспомогательными. На земснарядах в качестве главных и вспомогательных двигателей применяют дизели.
Дизель и генератор в комплексе образуют агрегат, называемый дизель-генератором (ДГ). В соответствии с определением двигателей генераторы также делятся на главные и вспомогательные. На многочерпаковом снаряде главным (или черпаковым) называется ДГ, служащий для питания электроэнергией черпакового устройства, а вспомогательным — ДГ, обеспечивающий электроэнергией все остальные приводы и потребители.
Приводом грунтового насоса на землесосном снаряде обычно является дизель. Поэтому, несмотря на отсутствие главного ДГ, единственный дизель-генератор может называться вспомогательным.
На крупных земснарядах устанавливают стояночные дизель-генераторы, обеспечивающие потребителей электроэнергией в режиме стоянки.
Первичные двигатели и генераторы должны удовлетворять требованиям Правил Речного Регистра РСФСР.
Двигатель, приводящий в действие генератор, должен иметь регулятор частоты вращения, способный, в частности, ограничивать: мгновенное изменение частоты вращения в пределах не более 10% номинальной частоты вращения при мгновенном 70%-ном набросе нагрузки и отклонение установившейся частоты вращения в пределах не более 5% номинальной частоты вращения по истечении 5 с после наброса нагрузки.
Колебания установившейся частоты вращения дизель-генераторов переменного тока при нагрузках от 25 до 100% номинальной электрической мощности должны находиться в пределах 1% номинальной частоты вращения.
Генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока параллельного возбуждения должны иметь автоматическое регулирование напряжения (АРН). Напряжение синхронных генераторов с АРН должно поддерживаться постоянным с точностью ±2,5% при всех нагрузках от холостого хода до номинальной. Точность регулирования напряжения должна обеспечиваться при изменении соэ<р от 0,9 до 0,6. Внезапное изменение симметричной нагрузки синхронного генератора, работающего при номинальных частоте вращения и напряжении, не должно вызывать снижения напряжения менее 85% и повышения более 120% номинального. После такого изменения нагрузки напряжение генератора должно восстанавливаться в течение не более 1,5 с в пределах ±3% номинального.
На земснарядах отечественного производства используются синхронные генераторы серий МС (морской, синхронный), МСС (морской, синхронный, с самовозбуждением), МСК (морской, синхронный с кремнийорганической изоляцией), ГМС (генератор морской, синхронный), ГСС (генератор синхронный с самовозбуждением). Генератор МС возбуждается от специального* возбудителя — генератора постоянного тока небольшой мощности с параллельным возбуждением. Генераторы МСС, МСК, ГСС выполнены с системой самовозбуждения.
Стремление повысить надежность генераторов привело к разработке и выпуску бесщеточных генераторов, у которых отсутствуют требующие тщательного обслуживания контактные кольца и щеточные узлы.
Необходимость иметь постоянно готовый к действию источник энергии определила широкое применение в СЭС кислотных и щелочных аккумуляторов. Кислотные аккумуляторы имеют малое внутреннее сопротивление, поэтому даже при больших силах тока нагрузки напряжение аккумулятора снижается незначительно. Кислотные аккумуляторы используют в основном для электро-стартерного пуска дизелей. Щелочные аккумуляторы в сравнении с кислотными имеют определенные преимущества: большие (в 3—4 раза) сроки службы, механическая прочность, перегрузочная способность по току и стойкость к коротким замыканиям, простота эксплуатации, возможность длительного хранения в полу-заряженном и даже в разряженном состоянии. Щелочные аккумуляторы используют в качестве аварийных источников энергии, для питания систем предупредительно-аварийной сигнализации и других, приемников.

Похожие статьи