какой метод распределения электроэнергии применяется на судах

Содержание материала

ГЕНЕРИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЩИТЫ
§ 25. ГЕНЕРИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В составе СЭС имеется подсистема генерирования и распределения электроэнергии, предназначенная для производства, преобразования, распределения и передачи электроэнергии приемникам. В состав ПГРЭ включены источники тока, преобразовательные, распределительные устройства и линии передач, приемники электроэнергии.
Рассмотрим принципы построения схем ПГРЭ, основные требования, предъявляемые к ним, и необходимые исходные данные.
При разработке схем ПГРЭ используют следующие исходные данные: число и типы ГА, их мощность; число и мощность ответственных и малоответственных приемников электроэнергии; мощность, потребляемую приемниками в эксплуатационных режимах работы судна; расположение на судне ГА, распределительных щитов и приемников; число и мощность приемников, подключаемых к ГРЩ и вторичным распределительным щитам.
К схемам ПГРЭ предъявляют следующие основные требования: бесперебойное снабжение качественной электроэнергией в необходимом количестве во всех эксплуатационных режимах работы судна; быстрый ввод в действие и прием нагрузки ГА; резервирование мощности генераторов в соответствующих режимах; маневренное управление электроснабжением приемников в нормальных и аварийных режимах функционирования ЭС (минимальное число переключений при переходе с одного режима на другой); равномерное распределение нагрузки между ГА; визуальный или автоматический контроль за состоянием их параметров, работой сигнализации; защита элементов и участков судовой сети от коротких замыканий, перегрузок и недопустимого снижения напряжения; типизация схемных углов для создания конструктивно и функционально законченных унифицированных элементов, блоков и секций на единой элементной базе; применение скоростных (индустриальных) методов монтажа линии передач и аппаратуры; минимальные масса и размеры элементов электрооборудования.
В настоящее время на судах транспортного и промыслового флотов применяется множество вариантов схем ПГРЭ, различных по составу элементов и функциональным связям. Однако можно установить общие принципы построения узлов и взаимных связей между ними, которые могут быть обобщены в типовой схеме ПГРЭ.

Принципиальная схема ПГРЭ (рис. 48) для трех ГА состоит из унифицированных схемных узлов. При наличии множества ГА в схеме следует увеличить число унифицированных схемных узлов.
В типовой схеме ПГРЭ показаны построения схемных узлов цепей главного тока ГА, ГРЩ и отходящих фидеров электроснабжения ответственных 1 и малоответственных 2, 3 приемников.
Коммутация цепей главного тока осуществляется автоматическими выключателями, предназначенными для подключения к шинам ГРЩ генераторов (выключатели ВГ1—ВГЗ), фидеров питания с берега (выключатели электроснабжения с берега ВБ, приемники 4), щита 5 аварийной электростанции ВАЭ и фидеров электроснабжения приемников (выключатели ВФ).
Шины ГРЩ разделены на отдельные секции /—V, которые могут соединяться между собой секционными выключателями ВС1—ВСЗ. Секционирование шин обеспечивает электроснабжение ответственных приемников от разных секций шин ГРЩ и соответственно источников тока, а также отключение отдельных секций при коротких замыканиях и для текущего ремонта. Схема ГРЩ предусматривает автономную работу ГА на свои секции шин (выключатели ВГ1 — ВГЗ), параллельную работу всех генераторных агрегатов (выключатели ВГ1 — ВГЗ и ВС1 — ВСЗ).
Ответственные приемники 1 электроэнергии, обеспечивающие движение и безопасность плавания судна, распределяются равномерно между секциями шин ГРЩ по принципу ответственности. Малоответственные приемники группируют и подключают к блоку малоответственных приемников БМП, который через контакторы К1 — КЗ подключается к шинам ГРЩ. При недопустимых перегрузках ГА отключается БМП, чем достигается снижение нагрузки генераторного агрегата. Отдельные малоответственные мощные приемники 2 подключаются непосредственно к секциям шин ГРЩ посредством выключателей ВФ.

Рис. 48. Принципиальная схема ПГРЭ

Рис. 49. Принципиальные схемы генерирования и распределения электроэнергии
на судах

На ГРЩ предусматривают секции шин пониженного напряжения (400/127 или 400/220 В), предназначенные для электроснабжения светильников, нагревательных и бытовых приборов. Число секций пониженного напряжения на ГРЩ зависит от числа и мощности приемников.
ГРЩ состоит из отдельных конструктивно оформленных секций, назначение и состав аппаратуры каждой секции будут рассмотрены далее.
Для полного представления о схемах ПГРЭ приведем некоторые разработанные характерные схемы транспортных и промысловых судов. В отдельных схемах ПГРЭ вместо секционных автоматических выключателей применяют разъединители, и на одну секцию шин ГРЩ могут подключаться два генератора вместо одного по типовой схеме.
Схемы ПГРЭ промысловых (рис. 49, а) и транспортных (рис. 49, б) судов несколько различаются, что обусловлено сочетанием на электростанциях ВГ и автономных ДГ. В остальном они построены по рассмотренным принципам. В ходовых режимах приемники промыслового судна получают электроэнергию от ВГ, а в других режимах —от автономных дизельных генераторов.
Во всех ПГРЭ в основном принята радиальная схема распределения электроэнергии, при которой наиболее ответственные и мощные приемники получают питание непосредственно от ГРЩ, а остальные — от вторичных распределительных щитов (ВРЩ), питающихся по отдельным фидерам от ГРЩ. ВРЩ расположены в судовых помещениях, где сосредоточено наибольшее число мощных приемников электроэнергии для уменьшения длины линии передач и потерь электроэнергии в них.
Применяемые на схеме обозначения: ВВГ, ВГ — выключатели ВГ и ДГ; СПБ, П — станция и переключатель питания с берега; ФБ — фидер электроснабжения с берега. Приемники: 1 — промыслового и технологического оборудования; 2 — безопасности мореплавания; 3 — освещения, бытового и навигационного оборудования; 4, 5, 6 — ответственные, малоответственные, пониженного напряжения.

Источник

Какой метод распределения электроэнергии применяется на судах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СУДОВЫЕ

Термины и определения

Ship electric power systems.
Terms and definitions

Дата введения 1978-07-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 5 августа 1977 г. N 1923

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения понятий судовых и корабельных электроэнергетических систем*.

* В дальнейшем под термином «судовая» подразумевается также и «корабельная».

Стандарт обязателен для организаций и предприятий проектирующих, изготовляющих и эксплуатирующих суда, а также для организаций, осуществляющих технический надзор в области судостроения и эксплуатации судов.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе. Приведенные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не нарушая границ понятия.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены «Ндп».

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

Когда существенные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

1. Судовая электроэнергетическая система

Совокупность судовых электротехнических устройств, объединенных процессом производства, преобразования и распределения электроэнергии и предназначенных для питания судовых приемников электроэнергии

Ндп. Система генерирования и распределения электроэнергии

2. Единая судовая электроэнергетическая система

Судовая электроэнергетическая система, объединенная с судовой энергетической установкой, обеспечивающей ход судна

3. Судовая (корабельная) электростанция (электрическая сеть, линия электропередачи, источник
электроэнергии)

Электростанция (электрическая сеть, линия электропередачи, источник электроэнергии), предназначенная для работы на судне (корабле).

1. В корабельную электростанцию включается и то помещение, в котором расположено ее электрооборудование.

2. К судовым источникам электроэнергии относятся: аккумуляторные батареи, дизель-генераторы, турбогенераторы, валогенераторы, утильтурбогенераторы и др.

4. Основной судовой источник электроэнергии

Судовой источник электроэнергии, предназначенный для работы в любом режиме судовой электроэнергетической системы

5. Резервный судовой источник электроэнергии

Судовой источник электроэнергии, предназначенный для обеспечения резерва мощности судовой электроэнергетической системы

6. Аварийный судовой источник электроэнергии

Судовой источник электроэнергии, предназначенный для работы в аварийном режиме судовой электроэнергетической системы

7. Судовой валогенератор

Генератор, вращение которого осуществляется от валопровода или главного двигателя, обеспечивающего ход судна

8. Силовая судовая электрическая сеть

Судовая электрическая сеть, распределяющая электроэнергию от главного распределительного щита судовой электростанции без преобразователей в линиях электропередачи

9. Фидерная судовая линия электропередачи

Судовая линия электропередачи, включенная между источником электроэнергии и распределительным щитом или между двумя распределительными щитами, или между распределительным щитом и приемником электроэнергии

10. Фидерная силовая судовая электрическая сеть

Силовая судовая электрическая сеть, в которой распределение и передача электроэнергии осуществляются фидерами

11. Магистральная судовая линия электропередачи

Судовая линия электропередачи, параллельно к которой по ее длине подключается ряд распределительных щитов и отдельных приемников электроэнергии

12. Магистральная силовая судовая электрическая сеть

Силовая судовая электрическая сеть, в которой распределение и передача электроэнергии осуществляются магистралями

13. Магистрально-фидерная силовая судовая электрическая сеть

14. Перемычка судовой электроэнергетической системы

Судовая линия электропередачи между электростанциями судовой электроэнергетической системы, а также между секциями шин главного распределительного щита

15. Судовая электрическая сеть приемников

Силовая судовая электрическая сеть, предназначенная для распределения электроэнергии среди одинаковых приемников, а также электрическая сеть, отделенная от силовой сети преобразователем электрической энергии.

1. Имеются в виду одинаковые приемники по назначению и др. признакам.

2. К судовым электрическим сетям приемников относят, например, сеть освещения, сеть постоянного тока, сеть вентиляции, сеть частотой 400 Гц и др.

16. Аварийная судовая электрическая сеть

Судовая электрическая сеть, предназначенная для передачи электроэнергии при выходе из строя линий электропередачи силовой сети или исчезновении напряжения

17. Главный судовой электрораспределительный щит

Судовой электрораспределительный щит, являющийся частью судовой электростанции, предназначенный для присоединения источников электроэнергии к силовой судовой электрической сети, и для управления работой источников электроэнергии

18. Аварийный судовой электрораспределительный щит

Судовой электрораспределительный щит, являющийся частью аварийной судовой электростанции, предназначенный для присоединения аварийного источника электроэнергии к аварийной электрической сети и управления работой аварийного источника электроэнергии

19. Районный судовой электрораспределительный щит

Судовой электрораспределительный щит, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного paйoна и обеспечивающий электроэнергией несколько отсечных щитов.

Примечание. Район судна включает два или более отсеков

20. Отсечный судовой электрораспределительный щит

Судовой электрораспределительный щит, предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного отсека судна

21. Групповой судовой электрораспределительный щит

Судовой электрораспределительный щит, предназначенный для распределения электроэнергии между группой приемников электроэнергии одинакового назначения

22. Судовой распределительный щит электроснабжения с берега

Судовой электрораспределительный щит, предназначенный для присоединения судовых приемников электроэнергии к береговой электрической сети или к аналогичному устройству другого судна

23. Генераторный судовой щит

Судовое электротехническое устройство в виде щита, служащее для передачи электроэнергии от генератора к определенному главному распределительному щиту, а также для местного управления генератором в тех случаях, когда генератор и главный распределительный щит размещены в разных отсеках или помещениях судна.

Примечание. От генераторного щита могут получать электропитание отдельные приемники электроэнергии

24. Соединительный судовой электрический ящик (щит)

Судовое электротехническое устройство в виде ящика (щита), служащее для соединения электрических цепей

25. Включенная мощность судовой электроэнергетической системы

Суммарная активная мощность источников электроэнергии, включенных в рассматриваемом режиме работы судовой электроэнергетической системы

26. Нагрузка судовой электроэнергетической системы

Суммарная потребляемая активная мощность приемников, включенных в рассматриваемом режиме работы судовой электроэнергетической системы, определяемая расчетом или по приборам

27. Включенный резерв мощности судовой электроэнергетической системы

Ндп. Вращающийся резерв

Разность между значениями включенной мощности и нагрузкой судовой электроэнергетической системы в рассматриваемом режиме работы

28. Невключенный резерв мощности судовой электроэнергетической системы

Ндп. Холодный резерв

Разность между значениями установленной и включенной мощности судовой электроэнергетической системы в рассматриваемом режиме работы

29. Длительная параллельная работа судовых источников электроэнергии

30. Кратковременная параллельная работа судовых источников электроэнергии

Параллельная работа судовых источников электроэнергии, которая ограничена временем перевода нагрузки с одного источника на другой

31. Раздельная работа судовых источников электроэнергии

Источник

Классификация электрических сетей

Судовые электрические сети представляют совокупность устройств, с помощью которых осуществляется передача электроэнергии от источников к приемникам. В состав этих устройств входят кабель и провода, электрораспределительные устройства и арматура (щиты, соединительные ящики, крестовые коробки, штепсельные разъемы и т. п.).

Судовые электрические сети подразделяются на силовые, аварийные и сети приемников [7, 20, 25].

Силовые сетипредназначены для распределения электроэнергии от ГЭРЩ основной электростанции до преобразователей или приемников электроэнергии. В принципе возможны различные способы распределения, или системы канализации электроэнергии. Однако на судах внутреннего плавания распространение получили радиальная, магистральная и смешанная системы.

При радиальной, или фидерной, системе канализации мощные и обычно ответственные приемники получают питание непосредственно от ГЭРЩ, а остальные – от электрораспределительных щитов по отдельным фидерам. Речным Регистром установлен перечень приемников, которые должны получать питание по отдельным фидерам от шин ГЭРЩ. К ним относятся электроприводы рулевого устройства, якорного устройства, пожарных насосов, щиты основного освещения и т. д.

Преимущества данной системы канализации электроэнергии – надежность работы и независимость приемников один от другого. Недостатки – повышенный расход кабеля, значительный объем электромонтажных работ, относительно большое число проходов через переборки.

При магистральной системе канализации электрической энергии все приемники получают питание по одной или нескольким магистралям через включенные в них щиты или магистральные коробки.

Преимущества такой системы – меньший расход кабеля, меньший объем электромонтажных работ и минимальное число проходов через переборки; недостатки – меньшая надежность и взаимная зависимость приемников одной магистрали. При повреждении отдельной магистрали лишается питания большая группа приемников.

Кроме этого, исключается возможность централизованного управления электроснабжением приемников, поэтому такая система распределения применяется для питания неответственных приемников.

По смешанной магистрально-фидерной системе одна часть приемников получает питание по фидерам, а другая – по магистралям. Эта система позволяет учесть достоинства и недостатки вышеуказанных систем и обеспечить достаточную надежность работы при уменьшении расхода кабеля и объема электромонтажных работ.

Выбор той или иной системы канализации силовой цепи зависит от назначения судна, мощности его электроэнергетической установки, количества, назначения и расположения приемников электроэнергии.

Аварийные электрические сетислужат для подачи и распределения электроэнергии от аварийного или кратковременного аварийного источника до аварийных приемников, перечень которых оговаривается Речным Регистром (дистанционное управление главными двигателями, приборы управления судном, отличительные и сигнальные огни, электроприводы рулевых устройств и т. д.). Аварийными источниками электроэнергии могут быть дизель-генератор и аккумуляторная батарея. При применении дизель-генератора род тока и значение напряжения аварийных сетей соответствуют параметрам основных силовых сетей.

В условиях нормальной эксплуатации аварийный электрораспределительный щит получает питание от ГЭРЩ, электродвигатели рулевых приводов и приводов водонепроницаемых дверей могут получать питание от ГЭРЩ через АРЩ.

Если в качестве аварийного источника используется аккумуляторная батарея, то на судах с электростанцией переменного тока напряжение ее принимается 115 В, а на судах с электростанцией постоянного тока – равным напряжению этой станции.

Все аварийные сети следует выполнять таким образом, чтобы выход из строя отдельных аварийных приемников в аварийной ситуации не влиял на электроснабжение других оставшихся в рабочем состоянии приемников.

Электрическая сеть приемниковпредназначается для распределения электроэнергии от определенного электрораспределительного щита или преобразователя до одноименных приемников. К этим сетям относят сети основного и аварийного освещения, переносного освещения, вентиляции, камбузного оборудования, сети частотой 400 Гц, сети слабого тока, сеть радио и др.

Электрические сети различаются также по роду тока, значению напряжения, числу проводов.

По роду тока судовые электрические сети бывают постоянного и переменного токов; по значению напряжения – до 1000 и свыше 1000 В, требования к данным сетям различны. Большинство сетей с напряжением до 1000 В, сети напряжением свыше 1000 В (до 10 кВ) применяются только на судах технического флота.

По числу проводов судовые электрические сети бывают одно-, двух-, трехпроводные при постоянном токе (рис. 173) и двух-, трех-, четырехпроводные при переменном токе (рис. 174). Рассмотрим применяемые судовые системы распределения электрической энергии.

Рис. 173. Системы распределения электрической энергии постоянного тока

Однопроводная система(рис. 173, а) имеет то основное преимущество, что позволяет экономить до 50% кабелей, уменьшает габаритные размеры и массу аппаратуры (из-за уменьшения до одного числа полюсов) и упрощает монтаж. К числу существенных недостатков этой системы следует отнести то, что при нарушении изоляции в проводе будет наблюдаться КЗ, которое при неблагоприятных условиях может привести к пожару. Вторым недостатком можно считать, что все токоведущие части, подсоединенные к проводу, относительно корпуса всегда

находятся под полным напряжением. Это создает повышенную опасность для обслуживающего персонала и не позволяет контролировать состояние изоляции сети, находящейся под напряжением.

Речной Регистр разрешает применять однопроводную систему при напряжении не выше 24 В и только после специального рассмотрения. Кроме того, Речной Регистр запрещает осуществлять питание по однопроводной системе электрооборудования, находящегося в помещениях с повышенной пожарной опасностью, таких, как аккумуляторные, фонарные, склады, грузовые трюмы, а также питание светильников – в жилых помещениях. Двухпроводная изолированная система(рис. 173, б)требует, естественно, большего расхода кабелей для ее реализации. Кроме того, габаритные размеры и масса электрической аппаратуры из-за наличия двух полюсов при этой системе боль-

Рис. 174. Системы распределения электрической энергии переменного тока

ше. Но двухпроводная изолированная система обладает рядом существенных преимуществ, а именно: нарушение изоляции одного из проводов не вызывает короткого замыкания, хотя и приводит к появлению полного напряжения между другим проводом и корпусом судна. В этих условиях судовая электроэнергетическая система может работать, но надо стремиться восстановить поврежденную изоляцию по возможности скорее; существует также возможность достаточно простыми методами контролировать состояние изоляции даже в процессе работы электроэнергетической системы.

Исходя из этого Речной Регистр, как и другие органы надзора, разрешает применение двухпроводной системы распределения без всяких ограничений.

Трехпроводная изолированная система(рис. 173, в)посравнению с двухпроводной позволяет иметь на судне два значения напряжения, отличающиеся одно от другого в 2 раза. В этом случае от шин с более высоким напряжением можно осуществлять питание крупных приемников, а от шин с более низким напряжением – средних и мелких приемников, в частности освещение.

Трехпроводная изолированная система постоянного тока на судах речного флота, как правило, не используется, в то время как на американских судах предпочтение отдается ей.

При наличии на судах источников и преобразователей переменного тока из всех возможных систем распределения электрической энергии наиболее часто используются: однофазная двухпроводная изолированная (рис. 174, а), трехфазная трехпроводная изолированная (рис. 174, б), трехфазная четырехпроводная изолированная (рис. 174, в)и трехфазная четырехпроводная неизолированная с нейтральной точкой источника, электрически соединенная с корпусом судна (рис. 174, г).

Однофазная двухпроводная изолированная системараспределения электрической энергии (см. рис. 174, а) обычно используется как часть трехфазной системы и служит для передачи энергии однофазным приемникам: электрическому освещению, бытовым электроприборам, радиооборудованию и т. д. Однако в ряде случаев однофазная двухпроводная система может использоваться и самостоятельно, например, для распределения электрической энергии для переносного освещения 12 В, переносного инструмента и т. д.

Эта система во многом аналогична двухпроводной системе постоянного тока и допускается Речным Регистром к применению без всяких ограничений.

Трехфазная трехпроводная изолированная системараспределения (см. рис. 174, б) применяется для питания трех- и однофазных приемников, когда номинальные напряжения у них одинаковы.

При нарушении изоляции на какой-либо фазе короткого замыкания не будет, но повысится опасность для обслуживающего персонала, так как между другими фазами и корпусом судна будет линейное напряжение. Эта система распределения допускается Речным Регистром к применению без ограничений.

Трехфазная четырехпроводная изолированная системараспределения (см. рис. 174, в) получила распространение для питания трех- и однофазных приемников в том случае, когда номинальное напряжение однофазных приемников в раз меньше номинального напряжения трехфазных, например, 220 и 380 В. По своим преимуществам и недостаткам эта система во многом подобна трехфазной изолированной системе и также допускается Речным Регистром без ограничения. Руководящий технический материал, однако, требует, чтобы при этой системе у генератора отключались все четыре провода.

Трехфазная четырехпроводная неизолированная система(см. рис. 174, г)с нейтральной точкой источника, электрически соединенной с корпусом судна, используется в тех же случаях, что и аналогичная изолированная система. В данной неизолированной системе нарушение изоляции в какой-либо фазе приводит к короткому замыканию, срабатыванию аппаратуры защиты и отключению поврежденного участка.

Указанная система допускается Речным Регистром только для судов, у которых основным источником электроэнергии является береговая энергосистема.

Дата добавления: 2016-02-02 ; просмотров: 2441 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник