Структура СЭС должна обеспечивать параллельную и раздельную работу генерато-

ров, прием питания с берега, защиту генераторов и линий электропередачи от токов КЗ, возможность снятия напряжения на отдельных секциях ГРЩ при ТО и ремонте, а также экономичную работу электростанции. Современные суда имеют разнообразные струк­турные схемы СЭС, которые можно свести к двум типам:

1. с одной системой сборных шин;

2. с двумя системами сборных шин.

На большинстве транспортных судов с мощностью электростанции до 3 МВт и напряжением 400 В применяют СЭС с о д н о й с и с т е м о й сборных шин (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Структурная схема СЭС с одной системой сборных шин

Система состоит из секций I - V. Секции I , II служат для подключения генераторов G 1- G 4 и наиболее ответствен­ных приемников. При помощи секционного автоматического выключа­теля QS 1 можно осуществлять раздельную или параллельную работу генераторов в разных сочетаниях. Переключатель QS 2 обеспечивает поочередное подключение к секции I или II распределительной секции III , от которой питаются приемники, работающие в основном на стоян­ке. Через автоматический выключатель QF 6 возможно снабжение судна электроэнергией с берега. Приемники напряжением 220 В (элект­рона-

гревательные приборы, освещение и др.) получают электроэнергию от секций IV и V .

 Если секционный выключатель QS 3 включен, возмож­на параллельная или поочередная работа трансформаторов Т1 и Т2 на объединенные шины секций IV и V .

Наличие секционных аппаратов QS 1- QS 3 позволяет снимать напряжение с любой секции при ТО.

На большинстве транспортных судов СЭС имеют 3…4 основных ГА, для каждого из которых выделяется отдельная секция шин в средней части ГРЩ, а крайние секции используются для приемников электро­энергии. Для коммутации секций применяют как АВ, так и разъедини­тели. Последние представляют собой рубильники без дугогашения и не допускают размыкания шин под нагрузкой.

При мощности СЭС свыше 3 МВт и невозможности размещения на судне несколь

ких электростанций применяют СЭС с двумя сис­темами сборных шин, электрически не-

связанных между собой (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Структурная схема СЭС с двумя системами сборных шин

Приемники электроэнергии равномерно распределены между обеими системами. Группа приемников П1 (например, научное обору­дование) питается от верхней системы шин, а общесудовые приемни­ки П2 - от нижней. Подобная система высоконадежна, маневренна в работе и удобна при ремонте. Однако двойной комплект АВ для каждого генератора увеличивает размеры ГРЩ и удорожает стоимость судовой электростанции.

Кроме приведенных выше схем, возможны иные варианты построения структур-

ных схем cудовых электростанций ( рис. 1.8 ).

Рис. 1.8 . Структурные схемы судовых электростанций транспортных судов

На рис. 1.8 изображены:

а ) СЭЭС с тремя ДГ и одним АДГ ( рис. 1.8, а );

б ) СЭЭС с тремя ДГ, одним ТГ и одним АДГ ( рис. 1.8, б );

в ) СЭЭС с четырьмя ДГ и одним АДГ( рис. 1.8, в ).

Там же:

1, 2 – соответственно основные и резервные приемники электроэнергии ходового

режима;

       3 – фидер электроснабжения с берега;

       4 – приемники стояночного режима;

       5 – приемники освещения;

       6 – бытовые приемники электроэнергии.

Параметры СЭЭС

К основным параметрам СЭЭС относят род тока, частоту и напряжение.

Род тока

Р о д т о к а оказывает значительное влияние на особенности и свойст­ва СЭЭС. На современных судах применяют 3-фазный переменный ток и только в отдельных случаях для питания специальных приемников используют постоянный ток. Это объясняется тем, что электрообору­дование переменного тока лучше обеспечивает выполнение основных требований, предъявляемых к судовым электроустановкам.

Основными приемниками электроэнергии на судах являются электродвигатели, по-

требляющие до 80 % вырабатываемой электро­энергии.

Асинхронные 3-фазные электродвигатели по сравнению с двигателями постоянно

го тока имеют меньшие массу (на 30-40 %), габаритные размеры (на 20-30 %) и стоимость (в 2-4 раза), более надеж­ны, требуют меньших эксплуатационных расходов.

Двигатели постоян­ного тока имеют хорошие регулировочные свойства, однако на боль­шинстве судов 70-80 % механизмов не требуют плавного регулирова­ния частоты вращения.

В ЭП, где необходимо регулирование частоты вращения (грузовые лебедки, краны, якорно-швартовные устройства), применяют 2- и 3-скоростные АД с короткозамкнутым, реже - с фазным роторами. Внедрение на судах тиристорных преобразователей частоты позволит обеспечить плавное и экономичное регулирование частоты вращения ЭП пере-

менного тока.

Распределительные устройства постоянного и переменного тока по массе, разме-

рам и стоимости примерно одинаковы.

Линии электропере­дачи переменного тока несколько больше по суммарной массе, объему и стоимости, чем постоянного тока, так как на переменном они выпол­няются в основном 3-жильными кабелями, а на постоянном -2-й 1-жильными.

Внедряемая на судах аппаратура автоматического управ­ления электроприводами с бестоковой и бесконтактной коммутацией на базе полупроводниковых приборов проще, надежней по сравнению с аппаратурой на постоянном токе и требует минимальных затрат на уход и обслуживание.

Частота переменного тока

Ч а с т о т а п е р е м е н н о го тока на большинстве судов состав­ляет 50 Гц, а на некоторых судах иностранной постройки - 60 Гц. Переход на повышенную частоту позво

ляет снизить массу и размеры СЭО. Так, при частоте 400 Гц суммарная масса и размеры всех элемен­тов СЭЭС вместе с приемниками электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц. Поэтому СЭЭС повышенной частоты (400 Гц) используют на судах, где массогабаритные показатели являются решающими - это суда на подводных крыльях и воздушной подушке.

Повышение частоты СЭЭС транспортных судов проблематично по ряду причин. Электрические машины, трансформаторы и электромаг­нитные аппараты при частоте 400 Гц по сравнению с частотой 50 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех, имеют большую стоимость и меньшую надежность.

Опыт эксплуатации АД при частоте 400 Гц и с частотами вращения 6000 и 8000 об/мин показал, что упомя­нутые АД не могут быть использованы для большой группы судовых электроприводов с частыми пусками (грузовых лебедок, кранов и др.). Это объяс

няется увеличением времени разгона до номинальной часто­ты вращения и высокими тем

пературными напряжениями в АД при разгоне.

Напряжение

Н а п р я ж е н и е С Э Э С большинства транспортных судов составляет 380 В.

Увеличение напряжения существенно уменьшает массу кабелей и кабельных трасс вследствие уменьшения площади поперечного сечения, так как с ростом напряжения уменьшается ток, передаваемый по кабелю.

Вместе с тем с увеличением напряжения увеличиваются токи КЗ, растут масса и размеры РУ, повышается опасность поражения обслуживающего персонала электриче-

ским током.

Поэтому оконча­тельному выбору значения напряжения должно предшествовать сравнение технико-экономических показателей нескольких вариантов СЭЭС с разными напряжениями.

В настоящее время разрабатывается коммутационно-защитная аппаратура с повы

шенной коммутационной способностью и устойчи­востью к токам КЗ. Это в сочетании с токоограничивающими фидер­ными и секционными реакторами позволит увеличить напряжение до 6,3 кВ и мощность СЭЭС до 36 МВт.

Уровни напряжений на судах

Правила Регистра устанавливают следующие значения напря­жений переменного и постоянного тока:

для источников электроэнергии ( генераторов, преобразователей ) - 400 и 230 В при частоте 50 Гц, 460 и 270 В при частоте 60 Гц, 230 В на постоянном токе;

для приемников электроэнергии  - 380, 220, 42, 24 и 12 В при часто­те 50 Гц, 250 В при частоте 60 Гц, 220, 24 и 12 В на постоянном токе.

Уровень применяемого напряжения зависит от назначения прием­ника электроэнер-

гии. Для силовых приемников, цепей управления, нагревательных и отопительных прибо-

ров служебных помещений используют напряжение 380 В.

Напряжение 220 В переменного и посто­янного тока применяют для отопительных приборов в каютах, освеще­ния, сигнализации, розеток в сухих помещениях.

Переносные инстру­менты и ручные пульты управления выполняют на напряжение 42 В переменного и 24 В постоянного тока.

В помещениях с повышенной влажностью применяют переносные светильники напряжением 24 В, а в особо сырых - напряжением 12 В переменного и постоянного тока.

В специальных электрических установках (гребные и др.) Правила Регистра допу-

скают применение напряжения до 11 кВ перемен­ного и до 1,2 кВ постоянного тока.