Общее устройство судов - К. Чайников

Судовое электрооборудование должно быть выполнено из коррозионностойких и прочных материалов для повышения надежности его работы, иметь пониженные центры тяжести, а также отвечать другим специальным требованиям.

§ 49. Источники электрической энергии

Источниками электрической энергии на судах являются генераторы постоянного или переменного тока.

Судовые генераторы приводятся в движение двигателями, которые в зависимости от типа главной судовой силовой установки могут быть паровыми турбинами или дизелями. Однако дизельгенераторы применяются даже и на паровых судах, так как, по сравнению с турбинами, они обладают тем преимуществом, что не требуют постоянного поддержания в рабочем состоянии котельной установки при неработающем ГТЗА, обеспечивают быстрый пуск дизеля в ход, экономичное расходование топлива и т. д. К недостаткам дизелей следует отнести ограниченный моторесурс их работы.

По назначению судовые электрогенераторы подразделяются на основные, резервные, стояночные и аварийные

Основные электрогенераторыобеспечивают питание судовых электропотребителей в ходовом режиме или при другом большом потреблении электроэнергии: снятии с якоря, на специальных режимах и т. д.

Резервные электрогенераторы предназначаются для замены основных, при выходе последних из строя, при плавании судна в узкостях и в опасной обстановке.

Стояночные генераторы служат для питания судовых потребителей на стоянке судна при неработающих судовых устройствах и механизмах.

Аварийный электрогенератор, обычно автоматически запускающийся и включающийся в сеть не позже чем через 10 сек после исчезновения в судовой электросети напряжения, должен обеспечить питанием аварийные потребители (освещение, связь, спасательные устройства, противопожарные средства и т. п.). Поэтому в качестве аварийных генераторов чаще всего используют дизель-генераторы, характеризующиеся быстротой запуска; их устанавливают в специальных, предназначенных только для этой цели помещениях, расположенных выше палубы непотопляемости (переборок).

Для выбора числами мощности генераторов судовой электростанции составляется таблица электрической нагрузки, в которой учитываются все судовые потребители и потребляемая ими электрическая мощность на любом режиме работы судна. Выбор этот производится с таким расчетом, чтобы при наименьшем количестве генераторов и наибольшей их загрузке обеспечить электроэнергией все судовые потребители, предусматривая еще свободный резерв мощности.

На судах применяют также валогенераторы, приводимые во вращение передачей от гребного вала на ходу судна. Валогенераторы позволяют использовать обычно 10-15%-ный запас мощности главной силовой установки, повышая этим ее к. п. д. и экономичность, а также сохраняя ограниченные моторесурсы вспомогательных двигателей.

Аккумуляторы электрической энергии широко применяют на судах в качестве резервного, аварийного, а иногда и основного источника электроэнергии. От аккумуляторов питаются различные виды связи и сигнализации: телефонная, звонковая, противопожарная, температурно-тревожная и т. п. Аккумуляторы служат источником питания малого аварийного освещения, радиоаппаратуры и т. п. Аккумуляторы применяют и для питания гребных электрических установок дизель-электрических подводных лодок. Однако аккумуляторы обладают существенными недостатками, такими, как относительно низкий к. п. д., большая первоначальная стоимость, недолговечность, необходимость тщательного ухода за ними, значительный вес, выделение взрывоопасных и вредных газов и др.

На судах применяют кислотные и щелочные аккумуляторы.

Кислотные аккумуляторы имеют меньшие габариты, у них надежное постоянство напряжения при больших разрядных токах и т. д.

Щелочные же аккумуляторы обладают большой механической прочностью, переносят короткие замыкания, имеют больший срок службы, по сравнению с кислотными, и являются более надежными в работе.

Преобразователи электрического тока служат для питания отдельных потребителей током необходимого рода, напряжения и частоты, отличных от тех, которые приняты в основной судовой электроэнергетической системе. Преобразователи подразделяются на вращающиесяи статические.

Вращающиеся преобразователи являются трех-, двух- или одномашинными агрегатами; они состоят из двигателей и одного или двух генераторов, смонтированных на общей фундаментной раме.

Такие агрегаты преобразовывают переменный ток в постоянный, постоянный – в переменный или постоянный различных напряжений и частоты и т. д.

Статические преобразователи основаны на использовании электронов, ионов или полупроводниковых вентилей (управляемых или неуправляемых приборов). Эти преобразователи имеют весьма небольшой вес и габариты, высокий к. п. д., высокую механическую прочность, они надежны в работе, бесшумны и обладают рядом других положительных качеств.

Поскольку общесудовым током преимущественно является переменный ток, а многочисленные приборы и аппараты работают на постоянном токе, наиболее распространенными преобразователями тока на судах являются выпрямители – устройства, преобразующие переменный ток в постоянный.

Электрогенераторы размещаются в машинном отделении, а на больших судах – в специальных помещениях – электростанциях, где устанавливается и главный распределительный щит с коммутационной аппаратурой и контрольно-измерительными приборами.

Аккумуляторные батареи располагаются в специальных помещениях с хорошей вентиляцией, кислотные аккумуляторы должны быть расположены отдельно от щелочных.

Преобразователи обычно размещаются в непосредственной близости от потребителей – в свободном и защищенном помещении.

§ 50. Главный распределительный щит

Главный распределительный щит (ГРЩ) -центральный пункт, куда поступает электрическая энергия от источников (генераторов) и где она распределяется между различными группами потребителей на судне. ГРЩ выполняется в виде панели со смонтированной пусковой и регулировочной аппаратурой – реостатами, регуляторами, защитной аппаратурой и автоматами, предохранителями, реле, контрольно-измерительными приборами, сигнальными устройствами и т. п.

ГРЩ устанавливается в плоскости шпангоутов на возвышенной площадке, чтобы надзор за размещенными на нем приборами и сигнализацией был возможен из многих мест помещения. На судах монтируют ГРЩ закрытого типа, на которых все токоведущие части выводятся с внутренней стороны щита, подход к которой должен быть тщательно огражден. На лицевой стороне щита размещаются только панели контрольно-измерительных приборов, сигнальные устройства и рычаги управления аппаратурой.

Помимо ручного управления судовой электростанцией предусматривается также дистанционное и автоматическое управление ею из центрального поста управления (ЦПУ) или из рулевой рубки.

Из ЦПУ производят пуск и остановку генераторов. Автоматическое управление судовой электростанцией предусматривает автоматическую синхронизацию генераторов при их одновременной работе отключение второстепенных потребителей при наступающей перегрузке генераторов, запуск аварийного дизель-генератора и подключение к нему потребителей, которые должны работать в аварийном режиме.

Электрический ток передается от ГРЩ к потребителям по электрическим сетям, состоящим из кабелей или проводов и распределительных устройств.

§ 51. Судовые электрические сети, кабели и провода

Электрические сети подразделяются на силовую сеть, питающую электроприводы судовых механизмов машинно-котельных отделений, судовых устройств и т. п.;

осветительную сеть, питающую осветительные приборы всех помещений, сигнальных и отличительных огней и т. д.;

сеть основного аварийного освещения, питающую цепи, работающие в аварийном режиме – сигнальные и отличительные огни, светильники коридоров и путей эвакуации, постов управления, шлюпочных палуб и т. п.;

сеть малого аварийного освещения, питающую от аккумуляторных батарей светильники постов управления, приборов, проходов и трапов, районов около спасательных шлюпок и т. д.;

сеть слабого тока, питающую цепи телефонов, судовых телеграфов, радиосвязи, пожарной сигнализации и пр.;

сеть переносного освещения, питающую переносные лампы освещения, вспомогательные бытовые или подсобные приборы и т. п.; сеть электронавигационных приборов, питающую гирокомпасы, эхолоты, электромеханические лаги, радиолокацию и пр.

Системы распределения электрической энергии от ГРЩ к потребителям по конструктивному выполнению разделяются на магистральную, радиальную (фидерную), кольцевую и смешанную.

При магистральной системе питание от ГРЩ к потребителям подается по одной магистрали через магистральные коробки (МК) или через вторичные распределительные щиты (ВРЩ).