Какой ток применяется на судах

Энергии. Требования к судовому электрооборудованию

Основные параметры СЭЭС, которые определяют ее технико-экономическую эффективность, – это род тока, значение напряжения, частота тока. Важную роль приобретает сегодня и качество электрической энергии.

Род тока.На судах речного флота Российским Речным Регистром (РРР) [17, 18] разрешается применять постоянный и переменный ток. Однако опыт эксплуатации СЭЭС показал преимущества переменного тока, особенно при больших мощностях энергетических систем.

Сравнивая составные элементы СЭЭС постоянного и переменного тока, необходимо отметить, что при использовании постоянного тока судовые электроприводы отличаются хорошими регулировочными и пусковыми характеристиками; электрораспределительные устройства – меньшими массой, габаритными размерами, стоимостью и объемом.

При использовании в СЭЭС переменного тока для электроприводов в основном применяются асинхронные короткозамкнутые двигатели, реже – асинхронные двигатели с фазным ротором и синхронные двигатели.

Асинхронные короткозамкнутые двигатели (благодаря отсутствию коллектора) обладают большей надежностью, меньшими на 30–40% массой и на 20–30% габаритными размерами, в 2–3 раза меньшей стоимостью, имеют более высокий КПД по сравнению с коллекторными двигателями и более низкий уровень шума.

Система управления асинхронным двигателем проще, а следовательно, он имеет большую надежность, меньшие габаритные размеры, массу и стоимость. Следует отметить сложность регулирования частоты вращения в широких пределах и значительные провалы напряжения при пуске мощных асинхронных короткозамкнутых двигателей.

Следует отметить, что СЭЭС переменного тока дают возможность:

– преобразовать напряжение с помощью трансформаторов;

– разделять на отдельные, электрически не связанные друг с другом части (силовую и осветительную сети);

– получать электроэнергию с берега без преобразователей;

– применять более высокое напряжение;

– повысить уровень унификации судового электрооборудования с электрооборудованием общего (берегового) применения.

Если приемники электроэнергии постоянного и переменного тока на судне сравнительно одинаковы и по важности, и по количеству (например, суда технического флота), вопрос о выборе рода тока решается рассмотрением вариантов с определением экономической эффективности, которая ожидается от их внедрения.

На некоторых судах (ледокол типа «Капитан Чечкин») применяются два рода тока, когда гребные электродвигатели питаются постоянным током, а остальные приемники – переменным.

Структурная схема судовой электростанции приведена на рис. 1.

Размещение СЭС может быть различным. При небольших мощностях СЭС источники, преобразователи и распределительные

Рис. 1. Структурная схема судовой электростанции

устройства станции размещают в машинном отделении. Иногда источники электрической энергии устанавливают в помещении, смежном с машинным отделением, а распределительное устройство – вблизи с постом управления главными двигателями. Конечно, наиболее удач-

ным является размещение источников электроэнергии в отдельном помещении, а распределительного устройства – в центральном посту управления энергетической установкой, как это сделано на теплоходах проектов № 301, 092-16 и др.

Так как условия работы судового электрооборудования в целом отличаются от общепромышленных условий, то это определяет следующие к нему требования: судовое оборудование должно надежно работать при длительном крене до 15° и дифференте до 5°, бортовой качке с амплитудой до 22,5° с периодом 7–9 с и килевой – до 10° от вертикали, повышенной влажности и температуре; при кренах, качках и дифферентах аппаратура не должна самопроизвольно включаться; подвижные контакты электрооборудования не должны изменять коммутационного положения при бортовой качке с амплитудой до 45°.

Вращающие источники электроэнергии с целью уменьшения нагрузок на подшипники при качке судна располагают параллельно его диаметральной плоскости, а распределительные устройства для удобства работы устанавливают, когда это позволяют размерения судна, перпендикулярно этой плоскости.

Судовое электрооборудование должно иметь минимальные массу и габаритные размеры, возможность взаимозаменяемости его элементов, высокий КПД, малые шумность и стоимость, быть удобным в обслуживании и ремонте.

Выполнение этих требований позволило увеличить рентабельность работы судна. Так, уменьшение массы электрооборудования привело к увеличению грузоподъемности судна, а увеличение КПД – к снижению запасов топлива при той же длительности плавания.

При этом судовые электрические станции должны обеспечивать возможность:

– раздельной и параллельной работы генераторных агрегатов, электрической защиты генераторов, ГРЩ и подсоединенных к ним кабельных линий при возникновении аварийных ситуаций;

– связи с береговыми электрическими системами и СЭЭС других судов;

– управления качеством распределения генерируемой электроэнергии;

– выполнения эксплуатационного наблюдения за элементами СЭС и проведения ремонтных работ.

Выбор значения напряжения.Согласно Правилам Регистра номинальные напряжения на выводах источников электроэнергии не должны превышать следующих значений: 0,4 кВ (400 В) – при трехфазной системе переменного тока; 0,230 кВ (230 В) – при однофазной системе переменного тока; 0,23 кВ (230 В) – при постоянном токе.

Для судов технического флота, а также для специальных судов допускается применение трехфазной системы напряжением до 10 кВ включительно.

Следует отметить, что напряжение до 1000 В практически не оказывает влияния на массу, габаритные размеры и стоимость электрических машин и трансформаторов. Масса, габаритные размеры и стоимость электрических аппаратов и кабельных линий электропередачи зависят от напряжения и тока, протекающего по ним, а следовательно, и электрораспределительные щиты, в которых устанавливаются электрические аппараты, будут иметь массу, габаритные размеры и стоимость, зависящие от напряжения и тока. (Особенно это заметно при сравнении аппаратуры, выпускаемой на напряжение 24 В и до 400 В.)

Масса, габаритные размеры и стоимость кабельных линий при данной мощности, например, с повышением напряжения, уменьшаются, так как повышение напряжения приводит к уменьшению тока, а это потребует меньшую площадь поперечного сечения токопроводящих жил. Поэтому стремление сохранить в определенных пределах массу и габаритные размеры электрооборудования по мере увеличения мощности СЭЭС должно сопровождаться ростом ее номинального напряжения.

Однако следует помнить, что при малой мощности СЭЭС существенную роль начинают играть такие факторы, как механическая прочность жилы кабеля, дискретность стандартных значений площадей сечений жил кабелей и т.д.

Важную роль при выборе значения напряжения судна имеет и напряжение береговых установок, особенно при постоянном питании с берега. Следует также помнить, что повышение напряжения СЭЭС всегда связано с увеличением вероятности поражения электрическим током, поэтому по мере роста напряжения СЭЭС должна повышаться эффективность мероприятий по обеспечению безопасности обслуживания.

Исходя из вышеизложенного для СЭЭС речных судов приняты следующие значения напряжения, В:

силовые приемники при источниках мощностью:

свыше 50 кВт 380

то же 50 кВт и менее 220

переменного тока 220

постоянного тока 24

переменного тока 220

постоянного тока 24

переменного тока 12

постоянного тока 24

Сети освещения необходимо отделять от силовых сетей.

Выбор частоты тока. Основной частотой переменного тока как на судах, так и в береговых электроустановках принята частота 50 Гц.

На современных судах имеется группа приемников, частота тока которых равна 400–500 Гц (радиолокационное, навигационное и другое оборудование). Их питание осуществляется от судовой сети с частотой 50 Гц через преобразователи, вращающиеся и статические, количество которых на крупных судах может быть значительным. Для таких приемников иногда целесообразно иметь систему централизованного снабжения электроэнергией переменного тока частотой 400–500 Гц.

Исследования показали, что увеличение частоты питающего тока приводит к снижению массы и габаритных размеров у вращающихся машин, трансформаторов, магнитных усилителей, конденсаторов, элементов электроавтоматики. Однако масса и габаритные размеры коммутационных аппаратов при повышении частоты тока увеличиваются из-за ухудшения условий дугогашения, а в связи с этим из-за повышения тепловыделений в шинопроводах увеличиваются масса и габаритные размеры электрораспределительных устройств.

Повышение частоты отрицательно сказывается на массе и габаритных размерах электрических кабелей, так как увеличение частоты приводит к увеличению потерь энергии и электрического сопротивления кабелей.

Габаритные размеры и масса электрораспределительных устройств (ЭРУ) и кабельных линий электропередачи при повышении частоты питающего тока резко увеличиваются по мере роста мощностей СЭЭС.

В судовых установках электрооборудование повышенной частоты применяется на судах на подводных крыльях и воздушной подушке, на экранопланах, где мощности СЭЭС небольшие, а снижение массы и габаритных размеров электрооборудования является особенно необходимым.

В связи с резким увеличением степени электрификации судов размещение оборудования и кабельных трасс становится крайне затруднительным, а масса электрооборудования – весьма большой. Особенно это ощущается в помещениях электростанций, постов управления СЭЭС. Большое внимание уделяется показателям качества электроэнергии, что необходимо для обеспечения работы средств автоматизации и вычислительной техники.

Качеством электрической энергии называется совокупность свойств электрической энергии, определяющих ее пригодность для судовых электроприемникову. К показателям качества в установившихся режимах относят:

– длительное отклонение напряжения в данной точке системы по отношению к номинальному значению, %:

;

(1)

– длительное отклонение частоты тока по отношению к номинальному значению, %:

;

(2)

– коэффициент несимметрии напряжения основной частоты в трехфазной системе, %:

,

(3)

где U_max, U_min – максимальное и минимальное значения линейного напряжения;

– коэффициент амплитудной низкочастотной модуляции напряжения переменного тока, %:

,

(4)

где ΔU_мод – амплитуда огибающей модулированного напряжения;

– модуляцию напряжения, которая может характеризоваться частотой модуляции,

,

(5)

где Т_мод – период огибающей модулированного напряжения;

– коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, %:

,

(6)

где – сумма квадратов действующих значений высших гармонических составляющих U_ν данной периодической кривой;

U₁– действующее значение основной гармонической составляющей данной гармонической кривой, В;

– коэффициенты пульсации напряжения постоянного тока, %:

,

(7)

где U_µ – амплитуда низшей гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения;

U_ср – среднее значение выпрямленного напряжения;

,

(8)

где U_max, U_min – максимальное и минимальное мгновенные значения выпрямленного напряжения;

.

(9)

Для единообразия оценки пульсации напряжения при различных его средних значениях допускается величину U_ср заменять U_ном, а величину U_max+ U_min – на величину 2U_ном.

К показателям качества электроэнергии в переходных процессах СЭЭС относят:

– кратковременные отклонения напряжения, %,

;

(10)

;

(11)

– кратковременные отклонения частоты, %:

;

(12)

.

(13)

Правилами Речного Регистра регламентируются значения показателей электроэнергии.

В качестве источников электроэнергии на судах используются генераторы постоянного и переменного тока, аккумуляторные батареи.

Генераторы судовой электроэнергетической системы классифицируются: по типу приводных двигателей (на дизель-генераторы, турбогенераторы и валогенераторы); по назначению (на основные, резервные, стояночные и аварийные); по роду тока (на источники постоянного тока и источники переменного тока).

В зависимости от типа турбины (паровая, газовая) турбогенераторы подразделяют на паротурбогенераторы и газотурбогенераторы. Валогенератором называется генератор, привод которого осуществляется от валопровода судового движителя с помощью зубчатой, цепной или клиноременной передачи.

Основные электрогенераторы предназначены для питания судовых потребителей электроэнергией в ходовом и других напряженных режимах работы судна — при стоянке во время грузовых операций, швартовке, снятии с якоря.

Стояночные электрогенераторы (небольшие по мощности) обеспечивают потребителей электроэнергией во время стоянки при неработающих грузовых и других механизмах, потребляющих много энергии.

Резервные электрогенераторы необходимы на случай отказа или профилактики основного генератора.

На паротурбинных судах в качестве основных и резервных генераторов устанавливают турбогенераторы, на теплоходах — дизель-генераторы. Если на теплоходе установлен утилизационный котел, то в дополнение к дизель-генераторам может быть установлен ходовой турбогенератор. В качестве стояночных генераторов используют обычно дизель-генераторы.

Аварийные электрогенераторы обеспечивают снабжение потребителей, работающих в аварийном для судна режиме (аварийного освещения трапов, проходов, шлюпочных палуб, рубок; аварийного рулевого электропривода, сигнально-отличительных огней и др.). Их устанавливают на каждом самоходном судне выше палубы переборок и вне шахты МКО. Мощность аварийного дизель-генератора обычно составляет 100 кВт. Согласно Правилам Регистра СССР время работы аварийных электрогенераторов зависит от назначения и размеров судна. Они должны быть оборудованы системой автоматического пуска при исчезновении напряжения на шинах ГРШ. На некоторых судах аварийным источником могут быть аккумуляторные батареи, включение которых в аварийную сеть производится также автоматически. Если аварийным источником электроэнергии является дизель-генератор, то предусматривается аварийная аккумуляторная батарея (как кратковременный источник электроэнергии), питающая те же потребители в течение времени, указанного в Правилах Регистра СССР.

Из существующих видов аккумуляторов наибольшее распространение получили щелочные (кадмиево-никелевые, железоникелевые), имеющие больший срок службы по сравнению с кислотными. Аккумуляторы хранят на судне в специальных помещениях— аккумуляторных, которые должны иметь хорошую вентиляцию и выход на открытую палубу.

Преобразователи электрической энергии применяются в случаях, когда для питания одного или нескольких потребителей необходимы род тока, напряжение или частота, отличные от тех, которые имеют основные источники электроэнергии, установленные на судне. Преобразователи переменного тока в постоянный называются выпрямителями. Преобразователи постоянного тока в переменный называются инверторами.

Все преобразователи можно разделить на электромашинные (вращающиеся) и статические. Электромашинные преобразователи, применяемые в судовых электроэнергетических системах, имеют конструктивное исполнение в виде одно-, двух или трехмашинных агрегатов. Наиболее часто применяются двухмашинные агрегаты, состоящие из двигателя и двух генераторов на общей фундаментной раме. Статические преобразователи электрической энергии изготовляются на базе полупроводниковых элементов. К ним относятся диоды, транзисторы, тиристоры и другие элементы. Статические преобразователи имеют значительный КПД, большое быстродействие, высокие механическую прочность и надежность. К статическим преобразователям относятся полупроводниковые выпрямители — селеновые, германиевые, кремниевые, купроксные.

Для изменения величины напряжения применяют трансформаторы.

Судовая электростанция размещается в МКО и реже в отдельном отсеке. При расчете мощности судовой электростанции очень важно определить число и мощность генераторов, которые должны обеспечивать во всех режимах работы судна бесперебойное снабжение электроэнергией потребителей с учетом максимальной загрузки генераторов. Для этого составляют таблицу нагрузки. По Правилам Регистра СССР общее количество генераторов основной электростанции не может быть меньше двух (в том числе один резервный).

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

• главная
• инфо
• блог
• словарь электромеханика
• электроника
• крюинговые компании
  • Одесса/Odessa
  • Николаев/Nikolaev

• Обучение
  • Предметы по специальности
    • АГЭУ
    • АСЭЭС
    • Диагностика и обслуживание судовых технических средств
    • Мехатронные системы
    • Микропроцессоры
    • Моделирование электромеханических систем
    • МПСУ
    • САЭП
    • САЭЭС
    • СДВС
    • СИВС
    • Силовая электроника
    • Судовые компьютерные ceти
    • СУЭ и ОСУ
    • ТАУ
    • Технология судоремонта
    • ТЭП
    • ТЭЭО и АС
  • Общие предметы
    • Безопасность жизнедеятельности
    • Высшая математика
    • Ділова українська мова
    • Интеллектуальная собственность
    • Культурология
    • Материаловедение
    • Охрана труда
    • Политология
    • Системы технологий
    • Судовые вспомогательные механизмы
    • Судовые холодильные установки
  • I курс
    • конспекты
    • ргр
    • контрольные
    • лабораторные
    • курсовые
    • зачёты
    • экзамены
  • II курс
    • конспекты
    • ргр
    • контрольные
    • лабораторные
    • курсовые
    • зачёты
    • экзамены
  • III курс
    • конспекты
    • ргр
    • контрольные
    • лабораторные
    • курсовые
    • зачёты
    • экзамены
  • IV курс
    • конспекты
    • ргр
    • контрольные
    • лабораторные
    • курсовые
    • зачёты
    • экзамены
  • V курс
    • конспекты
    • ргр
    • контрольные
    • лабораторные
    • курсовые
    • зачёты
    • экзамены
• Теория
  • английский
  • интернет-ресурсы
  • литература
  • тематические статьи
• Практика
  • типы судов
  • пиратство
  • видеоуроки
• мануалы
• морской словарь
• технический словарь
• история
• новости науки и техники
  • авиация
  • автомобили
  • военная техника
  • робототехника

26.09.2014

Применение электричества на судах

Электрическая энергия, вырабатываемая судовыми электрическими станциями, применяется для электродвижения судна (здесь не рассматривается), освещения, привода вспомогательных механизмов, питания отопительных, нагревательных и бытовых устройств, питания установок связи, сигнализации и навигационных устройств.

Электрическое освещение имеется в грузовых трюмах, на палубах, в котельном и машинном отделениях, служебных и жилых помещениях судового экипажа и пассажиров. Кроме того, на судах устанавливаются отличительные и сигнальные огни, прожекторы и т. п.

К вспомогательным судовым механизмам, приводимым в движение электричеством, относятся:

а) вспомогательные механизмы судовых систем — пожарные, трюмные (осушительные), балластные, санитарные и другие насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п.;

б) вспомогательные механизмы для обслуживания главных двигателей — топливные, масляные, охлаждающие и другие насосы, валоповоротные механизмы и т. п.;

в) палубные вспомогательные механизмы — брашпили, шпили, грузовые лебедки, рулевые приводы и т. п.

Под отопительными, нагревательными и бытовыми устройствами подразумеваются различного рода грелки, служащие для отопления жилых и служебных помещений, камбузные плиты, хлебопекарные печи, сковороды, кипятильники и т. п.

К камбузному и бытовому оборудованию относятся также картофелечистки, хлеборезки, мясорубки, кофеварки, стиральные машины, центрифуги, холодильные шкафы, настольные и стенные каютные вентиляторы и т. п.

К судовым устройствам связи и сигнализации, потребляющим электрическую энергию, относятся телефон, электрический телеграф, электрические указатели (например, указатели положения руля — аксиометры, указатели числа оборотов главных двигателей — электрические тахометры и т. п.), звонковая и световая сигнализации (авральная, пожарная, трюмная, температурная и т. п.).

Навигационными устройствами, потребляющими электрическую энергию, являются эхолоты, электрические лаги, гидрофоны, гирокомпасы, одографы и другие приборы.

Источники электроэнергии судовой ЭЭС (Электроэнергетическая система)

Содержание

1. Первичные двигатели
2. Электрогенератор
3. Аккумуляторные батареи

Источники электроэнергии на судне принято делить на основные (первичные), вторичные, вспомогательные, резервные, стояночные и аварийные. Основными источниками электроэнергии обычно являются электромашинные генераторы, включающие в свой состав первичный двигатель и приводимый им в действие электрогенератор. В качестве вторичных источников электроэнергии используются различного рода преобразователи. Роль аварийных и вспомогательных источников электроэнергии в основном исполняют аккумуляторные батареи (как независимый источник электроэнергии) и аварийные (или резервные) дизельгенераторы.

Первичные двигатели предназначены для выработки механической энергии и передачи ее генератору с целью преобразования этой энергии в электрическую. В качестве первичных двигателей в судовых ЭЭС могут использоваться: дизельные двигатели (дизельгенераторы), паровые турбины (турбогенераторы), газовые турбины (газотурбогенераторы). Вместе с тем, роль первичного двигателя для электрогенератора может исполнять и основной двигатель судна, который передает энергию на валогенератор через главную линию вала и редуктор.

Дизельгенераторы – ДГ являются одними из самых распространенных типов электрогенераторов в судовых ЭЭС. Дизельгенераторы могут использоваться в функции основных, вспомогательных, резервных, стояночных, и даже аварийных источников электроэнергии на судах с дизельной и газотурбинной ЭУ, а также в качестве аварийных и резервных источников электроэнергии на судах с котлотурбинными и ядерными энергетическими установками. Дизельгенераторы обладают сравнительно высокими значениями КПД – до 40 %, высокой степенью автоматизации, быстрым запуском, надежностью и простотой эксплуатации, автономностью работы. К недостаткам дизельгенераторов можно отнести малую перегрузочную способность – около 10 – 15 % от номинальной мощности в течение не более 1 часа. Так как обеспечить равномерную загрузку одного мощного дизельгенератора в различных режимах работы судна практически невозможно, в составе ЭЭС обычно применяют несколько дизельгенераторов меньшей мощности, работающих параллельно. В качестве первичных двигателей дизельгенераторов используют средне- или высокооборотные дизели, имеющие частоту вращения от 500 до 1500 об/мин.

Турбогенераторы – ТГ широко применяются в качестве основного источника электроэнергии на судах с котлотурбинными, турбоэлектрическими и ядерными энергетическими установками. На некоторых типах судов могут устанавливаться стояночные турбогенераторы, потребляющие пар от вспомогательной котельной установки. Судовые турбогенераторы обладают следующими достоинствами: равномерностью вращения, большой быстроходностью, высокой надежностью и долговечностью (ресурс до 100000 часов), повышенной перегрузочной способностью (до 20 % от номинальной мощности) и устойчивой параллельной работой. К недостаткам турбогенераторов можно отнести относительно невысокий КПД турбопривода и достаточно большой промежуток времени для готовности к приему нагрузки. Частоты вращения роторов турбин турбогенераторов составляют обчно от 1500 до 6000 об/мин.

Газотурбогенераторы – ГТГ применяются в основном в качестве основного источника электроэнергии на судах с ГТУ. ГТГ сочетают в себе достоинства паровой турбины и дизельного двигателя: надежность в работе, высокую маневренность при переходе с режима на режим, быстрый запуск (от 30 до 50 с), быстрый прием нагрузки, небольшие массу и габариты. К недостаткам ГТГ можно отнести: сравнительно высокий удельный расход топлива, повышенную шумность, большие размеры воздухоприемных и газовыхлопных трактов, невысокие ресурсные показатели.

Валогенераторы – ВГ представляют собой электрогенераторы, приводимые в действие от главной линии вала судна. Использование на судах в составе ЭЭС валогенераторов представляется целесообразным по нескольким причинам:

• из-за более высоких значений КПД главных двигателей по сравнению со вспомогательными;
• меньшего расхода топлива;
• возможности стабилизации нагрузки двигателей (особенно для главных двигателей некоторых типов судов, работающих с недогрузкой – рыболовных траулеров, буксиров, судов ледового плавания);
• продления ресурса вспомогательных двигателей;
• снижения трудозатрат на обслуживание энергетической установки.

Валогенераторы имеют высокий КПД (всего на 5 – 8 % ниже КПД главного двигателя). Кроме того, валогенераторы могут работать в качестве гребного электродвигателя, работающего на главную или вспомогательную линию вала судна от ГРЩ или вспомогательного дизельгенератора. Основным недостатком валогенераторов является возможность обесточивания судна при внезапной остановке главного двигателя.

Выбор типа первичных двигателей для электрогенераторов в основном зависит от типа главных двигателей судна. Так, на судах с дизельными энергетическими установками в качестве первичных двигателей в основном используют дизельные двигатели. На судах с газотурбинными установками в качестве первичных двигателей могут использоваться как дизельные двигатели, так и газовые турбины. На судах с котлотурбинными и ядерными энергетическими установками в качестве первичных двигателей электрогенераторов используют паровые турбины. Кроме того, дизели часто используют в качестве первичных двигателей резервных или аварийных источников электроэнергии.

В качестве судовых электрогенераторов могут использоваться генераторы постоянного тока, синхронные генераторы переменного тока с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

В основе работы электромашинных генераторов (как постоянного, так и переменного тока) лежат законы электромагнитной индукции и взаимодействия движущегося проводника с магнитным полем. При пересечении силовых линий магнитного поля в движущемся проводнике индуцируется электродвижущая сила – ЭДС. Под воздействием возникшей ЭДС в замкнутой цепи начинает протекать ток, снимаемый с клемм генератора.

Генераторы должны обладать высокой надежностью в работе, обеспечивать устойчивую параллельную работу при изменениях нагрузки и требуемое качество электроэнергии, иметь высокий КПД, обеспечивать защиту от попадания внутрь капель воды, паров масла и пыли.

Генераторы переменного тока – являются основными источниками электроэнергии для сетей переменного тока. В настоящее время в судовых ЭЭС широко применяются генераторы переменного тока с самовозбуждением серий МСС, ГМС, МСК, и генераторы переменного тока с независимым возбуждением типа ТК. Буквы в обозначении марки генераторов означают: Г – генератор; С – синхронный; М – морской; вторая буква С – с самовозбуждением; К – с кремнийорганической изоляцией.

Синхронные генераторы серии МСК изготавливают с самовентиляцией по замкнутому циклу и с водяными воздухоохладителями. Система самовозбуждения генераторов МСК включает в себя выпрямители и другие устройства, выполняется в виде единого блока, устанавливаемого непосредственно на корпусе генератора. Генераторы серии МСС отличаются от генераторов серии МСК меньшей частотой вращения и наличием небольшого генератора начального подмагничивания. Генераторы серии ГМС имеют брызгозащищенное исполнение с самовентиляцией по разомкнутому циклу.

Основным преимуществом генераторов переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока является меньшие массогабаритные характеристики электрических машин.

Генераторы постоянного тока – являются источниками электроэнергии для сетей постоянного тока, а также применяются в качестве автономных источников питания отдельных электроприводов и устройств, работающих на постоянном токе. В судовых ЭЭС используются генераторы постоянного тока независимого, параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Аккумуляторные батареи являются химическими источниками тока и широко применяются в судовых ЭЭС в качестве резервных и аварийных источников электроэнергии, а также могут применяться в качестве основных источников электроэнергии для отдельных устройств и систем судна. В основе принципа действия аккумуляторов лежат три электрохимических явления: электролитическая диссоциация, электролиз и возникновение потенциала на электроде, помещенном в раствор электролита.

Аккумуляторы являются независимыми автономными источниками питания, вырабатывающими постоянный ток без пульсаций. Но в силу физических и химических особенностей протекающих в них процессов аккумуляторы имеют ряд существенных недостатков: необходимость систематического ухода и контроля за их состоянием, частых подзарядов, контроля состояния и замены электролита; низкий КПД; большие стоимость и массу. В судовых условиях обычно применяются следующие типы аккумуляторов: кислотные, щелочные (железо-никелевые, кадмиево-никелевые) и серебряно-цинковые.

Для получения требуемого напряжения в сети постоянного тока, производится последовательное соединение между собой аккумуляторов в группы. Напряжение группы аккумуляторов равно напряжению одного аккумулятора умноженному на число соединенных последовательно аккумуляторов. Для увеличения емкости, группы аккумуляторов соединяют параллельно в аккумуляторные батареи – АБ. Размещаются аккумуляторные батареи в специальных газо- и водонепроницаемых помещениях – аккумуляторных ямах или выгородках, снабженных обслуживающими системами: вентиляции, охлаждения, механического перемешивания электролита, контроля содержания водорода в воздухе помещения, нейтрализации (дожигания) водорода и др.

Литература

Судовые энергетические установки. Комбинированные и ядерные установки. Болдырев О.Н. [2007]

Общая характеристика электрооборудования судна

Использование электроэнергии многократно повысило возможности судна как транспортного средства. Сейчас немыслимо представить себе судно любого класса без приборов, комплексов средств связи, бытовых устройств и т.д., использующих электроэнергию. Даже плавание на парусном судне в XXI веке без использования электроэнергии — потенциально опасная вещь. Но с другой стороны, элементы судовой электроэнергетической системы любого судна при их неграмотном использовании несут опасность и людям, и самому судну.

На современных судах используется несколько родов тока: постоянный, переменный двухфазный и переменный трехфазный .

Выбор рода тока зависит от требований потребителей, из которых основными являются двигатели.

Известно, что двигатели постоянного тока характеризуются неоспоримыми преимуществами: простотой управления электроприводом; быстрым изменением направления вращения и плавным регулированием оборотов.

Но есть у них и крупный недостаток, не устраивающий кон­структоров при проектировании судна, — большие весогабаритные характеристики, сложность. К тому же у двигателей постоянного тока довольно низкий КПД.

Двигатели переменного тока с пусковой аппаратурой выгодно отличаются тем, что они проще по конструкции и, естественно, надежнее в эксплуатации.

Очень важная характеристика судовой электроэнергетической системы — напряжение используемого электрического тока.

Применяется напряжение тока 12, 24, 127 и 220 В. Предпочтительно использование тока напряжением 12 В (переменного тока) И 12, 24 В (постоянного тока) как безопасных для человека. Частота переменного тока в судовых электросетях составляет 50 Гц при 220 В.

Очень большое значение имеет сопротивление изоляции двигателей, электрических приборов, кабелей. Если рассматривать судовую электроэнергетическую систему (см. рис. 32) в целом, то ню, что она главным образом складывается из генераторов постоянного или переменного тока; аккумуляторных батарей; распределительных устройств (главный распределительный щит, групповые распределительные щиты). Для повышения живучести энергосистемы может быть несколько распределительных щитов (ГРЩ-1, ГРЩ-2 и т.д.); К распределительным устройствам относятся приборы для управления работой электроустановок; электрических сетей — кабели, провода, передающие электроэнергию к потребителям; потребителей электроэнергии — электроприборы, преобразующие электроэнергию в другой вид — механическую, электромагнитную, тепловую, световую; элементов защиты от перегрузок и коротких замыканий (КЗ) – автоматические предохранители.

На судне генератор и аккумуляторная батарея «завязаны» в эл. схему как взаимозаменяющие друг друга источники электроэнергии, генераторы могут быть дизельные, паровые, навесные или валогенераторы (то есть вал генератора вращается от главного двигателя или гребного вала). Наиболее «живучи» дизель-генераторы, незаменимые при авариях. По назначению генераторы делятся на основные, стояночные, аварийные и резервные.

Необходимо кратко охарактеризовать электроаккумуляторы, как аварийный источник постоянного электрического тока. Прежде всего, это источник питания сети малого аварийного освещения, средств радиосвязи, ходовых и специальных огней, средств сигнализации внутри судна.

Применяются они в вынужденных ситуациях. По сравнению с судовыми генераторами аккумуляторные батареи обладают двумя основными недостатками — недолговечностью и низким КПД. Они также опасны из-за выделяемого из электролита водорода, что требует постоянного контроля.

Руль, аксиометр руля.

Рулевой привод — служит для передачи усилия рулевой машины баллеру. Существуют два вида приводов — электрогидравлический и секторно-румпельный.

Электрогидравлический рулевой привод представляет собой электрогидравлическую рулевую машину (рис. 8). На судах обычно устанавливают двух- или четырехцилиндровые машины с плунжерными или поршневыми гидроцилиндрами, с электро­приводными регулируемыми аксиально-поршневыми насосами, которые снабжены устройствами, обеспечивающими возможность регулирования их управляющими элементами малой мощности.

Рис. 8. Двухцилиндровая рулевая машина: 1- баллер руля; 2 — румпель; 3 — ползун; 4 — шток; 5 — плунжер; 6 — гидроцилиндр; 7- трубопровод; 8 — перепускной клапан; 9 — насос; 10 — электродвигатель; 11 — пульт управления

В двухцилиндровой рулевой машине с плунжерными гидроцилиндрами на головку баллера руля / (см. рис. 8) жестко насажен румпель 2, на котором установлен ползун 5, имеющий с боков сферические углубления. В них входят и свободно упираются| штоки 4 от плунжеров 5 двух гидроцилиндров 6. Цилиндры соединены трубопроводами 7 с насосом 9, приводимым в действие электродвигателем 10, который управляется с пульта управляется вахтенным рулевым. Вся система заполняется маслом.

Дата добавления: 2016-09-26 ; просмотров: 5847 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источники:

http://helpiks.org/6-77742.html

http://vrogacheve.ru/11787-istochniki-elektroenergii-na-sudah.html

http://www.electroengineer.ru/2014/09/use-of-electricity-for-ships.html

http://mirmarine.net/elektromekhanik/813-istochniki-elektroenergii-sudovoj-ees

http://poznayka.org/s62298t1.html