Pemeliharaan pembangkit listrik kapal dan jaringan listrik. Soal Tes Mandiri Pembangkit Listrik Kapal

Konsumen listrik di kapal.

Stasiun listrik di kapal termal, mis. sumber energi mekanik adalah mesin kalor – mesin pembakaran dalam dan turbin uap (gas).

Di kapal, mesin pembakaran dalam, baik tambahan maupun utama, digunakan hampir secara eksklusif untuk menggerakkan generator listrik. Dalam kasus kedua, tenaga diambil dari mesin pembakaran internal utama langsung dari poros engkolnya atau dari roda gigi utama, lebih jarang dari saluran poros.

Berdasarkan komposisinya, SES dapat dibedakan menjadi otonom, campuran, dan sumber energi mekanik dan listrik tunggal.

Pembangkit listrik tenaga surya otonom hanya memiliki generator diesel atau turbo, biasanya dengan tipe dan daya yang sama.

Pembangkit listrik tenaga surya campuran mencakup unit dengan sumber berbeda, misalnya generator diesel dan generator poros atau generator diesel dan turbogenerator pemanas distrik. Pembangkit listrik tenaga surya campuran, yang terdiri dari generator diesel dan generator poros, banyak digunakan pada kapal pukat bertonase sedang dan besar. Pembangkit listrik tenaga surya campuran, termasuk generator diesel dan turbo dengan ekstraksi uap terkontrol, digunakan di kapal pengolah ikan.

Contoh pembangkit listrik tenaga surya dengan sumber energi mekanik dan listrik terpadu adalah pembangkit listrik kapal yang menggunakan generator poros sebagai sumber listrik utama (kapal pukat “Pulkovo Meridian”, “Antartika”, “Moonsund”, dll.) .

Mesin pembakaran dalam utama merupakan sumber energi mekanik tunggal untuk kebutuhan tenaga penggerak kapal dan untuk poros penggerak generator. Jenis pembangkit listrik tenaga surya yang dipertimbangkan juga mencakup pembangkit listrik kapal penangkap ikan dengan transmisi listrik utama. Pada kapal seperti itu, generator diesel utama menyediakan tenaga listrik ke motor penggerak listrik dan konsumen listrik kapal secara umum.

Jenis arus listrik. SES juga harus dibedakan berdasarkan jenis arusnya. Semua kapal modern dilengkapi dengan SES arus bolak-balik. Pembangkit listrik yang menggabungkan sumber arus bolak-balik dan arus searah relatif jarang, hanya pada kapal dengan transmisi listrik utama arus searah dan jaringan arus bolak-balik kapal umum. Jenis pembangkit listrik tenaga surya jenis ini antara lain pembangkit listrik dengan dua jenis generator diesel: arus searah untuk menggerakkan mesin baling-baling dan arus bolak-balik untuk menggerakkan jaringan kelistrikan umum kapal.

Frekuensi dan tegangan arus bolak-balik pada pembangkit listrik tenaga surya. SES armada penangkapan ikan domestik menggunakan frekuensi standar arus yang dihasilkan - 50 Hz. Pada kapal buatan luar negeri dapat ditemukan SES dengan frekuensi 60 Hz.

Frekuensi standar 50 Hz juga menentukan standar kecepatan putaran generator listrik. Tergantung pada jumlah pasangan kutub generator listrik, frekuensi putaran sinkronnya adalah:

Jumlah pasangan tiang 2 3 4 5 6

Kecepatan putaran, min" 1:

pada 50N z 1500 1000 750 600 500

pada 60 jam z 1800 1200 900 720 600

Yang paling luas di kapal adalah unit dengan kecepatan putaran P g = 500 dan P g = 750 menit" 1, dan unit kecepatan tinggi P g = 1000...1500 menit" 1 lebih jarang ditemukan dan, biasanya, di kapal penangkap ikan yang relatif kecil.

Tegangan pada jaringan listrik tenaga adalah 380 V dan lebih jarang 220 V, pada penerangan 220 atau 127 V. Pada kapal dengan transmisi listrik AC utama, tegangan yang lebih tinggi juga digunakan. Misalnya, pada kapal pukat “Natalya Kovshova” tegangan di terminal generator utama kamu= 2000 V. Tegangan ini juga disuplai ke motor utama. Untuk konsumen jaringan listrik lainnya, tegangan arus diubah menjadi kamu= 380 V, untuk penerangan hingga kamu=220V.

Penggunaan tegangan yang lebih tinggi dengan konsumsi daya yang sama menyebabkan penurunan kekuatan arus dan memungkinkan pengurangan penampang kabel, dan akibatnya, beratnya dan berat switchgear.

Berdasarkan fungsinya, konsumen energi listrik di kapal dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu konsumen kapal umum, konsumen pembangkit listrik, dan konsumen untuk keperluan niaga dan industri.

Pada pembangkit listrik kapal DC, tegangan dibatasi hingga 220V. Pengecualiannya adalah SES kapal yang dilengkapi dengan transmisi listrik utama arus searah, yang tegangannya bisa beberapa kali lebih tinggi.

Berdasarkan tujuan fungsionalnya, konsumen energi listrik di kapal dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

Kelompok pertama meliputi motor listrik untuk mekanisme dek, pompa dan kipas sistem kapal, konsumen untuk keperluan rumah tangga, peralatan navigasi dan komunikasi;

Kelompok konsumen kedua meliputi motor listrik pompa, kompresor, kipas yang melayani sistem SEU, konsumen sistem otomasi, pengendalian dan pemantauan pengoperasian SEU;

Kelompok ketiga meliputi: motor listrik mekanisme penangkapan ikan, unit pendingin: motor listrik dan peralatan otomasi mesin;

Waktu peralihan, durasi operasi berkelanjutan, jumlah arus yang dikonsumsi, dan sifat beban setiap konsumen ditentukan oleh banyak faktor acak. Oleh karena itu, beban listrik SES pada saat tertentu merupakan variabel acak, dan perubahannya terhadap waktu merupakan proses acak pembebanan pembangkit listrik. Sayangnya, informasi tentang proses pemuatan acak dalam mode operasi utama, bahkan untuk kapal yang paling umum sekalipun, sangat terbatas.

Generator poros untuk penggunaan umum muncul sebagai hasil dari pengembangan lebih lanjut gagasan penggunaan cadangan daya mesin pembakaran internal utama untuk produksi energi listrik. Saat bekerja dengan pukat dasar, pukat cincin, jaring apung, dan sistem rawai, mesin pembakaran internal utama memiliki cadangan daya yang signifikan untuk waktu yang lama.

Penggunaan cadangan daya alami dari mesin pembakaran internal utama saat memutar generator poros memungkinkan Anda menghemat sebagian masa pakai mesin pembakaran internal tambahan, meningkatkan beban pada mesin utama dan, karena efisiensi yang lebih tinggi daripada generator diesel, menghemat sejumlah bahan bakar atau setidaknya mengurangi biaya pengoperasian berdasarkan item "bahan bakar" karena pengoperasian mesin pembakaran internal utama dengan bahan bakar berat.

Tampaknya, durasi mode yang relatif lama memungkinkan kita mengandalkan efek yang sangat nyata dari penggunaan generator poros untuk keperluan kapal umum. Sayangnya, dalam kondisi pengoperasian kapal yang sebenarnya, sebagian besar hilang karena sifat acak dari spektrum beban mesin pembakaran internal utama, dan akibatnya, cadangan daya dan konsumsi listrik di kapal.

Efisiensi skema SES dengan power take-off tidak hanya bergantung pada jumlah cadangan daya mesin pembakaran internal utama, tetapi juga pada tingkat konsumsi listrik pada saat yang bersamaan. Mengingat sifat acak dari distribusi cadangan, situasi menjadi jelas ketika cadangan daya mesin pembakaran internal utama Np baik konsumsi listrik lebih banyak atau lebih sedikit . Kesetaraan hanya dapat dilihat sebagai peristiwa yang tidak terduga.

Mengesampingkan pertanyaan tentang bagaimana mendistribusikan beban antara generator poros dan unit otonom pembangkit listrik tenaga surya, kita dapat memperkirakan jumlah listrik maksimum yang dapat diperoleh dari generator poros dalam kondisi penangkapan ikan di kapal pukat dan bagiannya dalam keseimbangan energi pembangkit listrik tenaga surya.

Saat menggunakan generator poros sebagai sumber listrik utama di kapal, sejumlah persyaratan Register harus dipenuhi:

Jika ada sumber listrik yang mati, sumber listrik lainnya harus menyediakan listrik kepada konsumen yang bertanggung jawab dalam kondisi navigasi apa pun;

Apabila ada sumber listrik utama dengan penggerak independen yang keluar dan dibangun, maka SPP harus dapat diaktifkan.

Peralatan kelistrikan kapal terdiri dari sistem tenaga listrik kapal(MELIHAT) dan konsumen(penerima) listrik yang dihasilkannya. MELIHAT termasuk pembangkit listrik kapal(sumber listrik dan papan distribusi utama) dan jaringan listrik kapal, termasuk saluran listrik dengan papan distribusi.

Sebelum Perang Dunia Kedua, kapal terutama menggunakan arus searah, dan sekarang, berkat kemajuan dalam pengembangan teknik kelistrikan kapal dan penciptaan peralatan listrik yang andal menggunakan arus bolak-balik, penggunaan arus bolak-balik 220-380 V menjadi mungkin dengan frekuensi 50 Hz sebagai frekuensi utama.

Meskipun motor listrik DC memiliki sejumlah keunggulan (pengaturan yang lebih sederhana dan lancar pada rentang kecepatan putaran yang luas, perubahan arah putaran yang cepat, diperbolehkannya beban berlebih), namun lebih menguntungkan untuk memasang mesin AC di kapal, karena ukurannya lebih kecil. dalam ukuran dan berat, dan memiliki efisiensi yang lebih tinggi, desain yang lebih sederhana, lebih andal, dan lebih murah. Selain itu, massa kabel pada jaringan AC kapal lebih kecil dibandingkan dengan DC; Dengan arus bolak-balik, lebih mudah untuk menyuplai listrik dari pantai. Keuntungan penting lainnya adalah risiko kebakaran dan ledakan yang lebih rendah, karena mesin AC tidak memiliki komutator tempat terjadinya percikan api.

Yang paling penting adalah peralatan kelistrikan pada kapal dengan tenaga penggerak listrik, dimana baling-balingnya diputar oleh motor listrik yang menerima arus dari generator yang digerakkan oleh turbin (uap atau gas) atau mesin diesel. Pada kapal yang disebut kapal turbo-listrik atau kapal diesel-listrik ini, daya penggerak instalasi listriknya mencapai beberapa puluh ribu kilowatt. Saat membuat peralatan listrik dan memasangnya, perlu untuk mempertimbangkan kekhasan pengoperasiannya di kapal - dalam kondisi laut - getaran, pitching, guncangan lambung akibat dampak gelombang, kelembaban tinggi dan salinitas udara, keberadaan minyak dan uap minyak di ruang mesin dan beberapa ruangan lainnya, dll. Oleh karena itu, peralatan listrik untuk kapal diproduksi dalam desain kelautan, yang sangat berbeda dari industri biasa.

Peralatan kelistrikan kapal induk harus mempunyai keandalan pengoperasian yang tinggi pada kondisi kapal, ketahanan terhadap korosi, ketahanan getaran dan kemampuan berfungsi dengan roll jangka panjang hingga 15° dan trim hingga 5°, dengan roll hingga 22,5° dari kapal. vertikal dengan periode penggulungan 7-9 detik (peralatan listrik darurat harus tahan terhadap kemiringan jangka panjang hingga 22,5° dan kemiringan hingga 10°). Ini harus bekerja dengan andal pada kelembaban relatif hingga 98% pada suhu 23-27 ° C dan tahan terhadap fluktuasi suhu sekitar dari -30 ° hingga +45 0 C. Tuntutan yang sangat tinggi ditempatkan pada bahan isolasi: bahan tersebut harus tahan air dan minyak, tidak higroskopis dan tidak mudah terbakar.

Mekanisme kelistrikan kapal dan peralatan kelistrikan lainnya, tergantung pada lokasinya, diproduksi di terbuka tanpa pelindung, tertutup terlindung, tahan percikan, tahan air, kedap udara(di daerah banjir) atau desain tahan ledakan. Persyaratan yang sangat ketat dikenakan pada peralatan kelistrikan kapal yang berlayar di daerah tropis, yaitu. dalam kondisi suhu tinggi dan kelembaban tinggi.

Peralatan listrik kelautan, seperti peralatan lainnya di kapal, harus ringan dan murah.

Pembangkit listrik kapal. Kapal laut dilengkapi dengan pembangkit listrik yang menyediakan arus listrik ke motor listrik dari berbagai mekanisme bantu, mekanisme sistem dan perangkat, perangkat kontrol dan komunikasi, perangkat penerangan dan pemanas, dll. Ada pembangkit listrik kapal dengan daya rendah (200-500 kW) ), daya sedang (500-2000 kW) dan daya tinggi (lebih dari 2000 kW). Di kapal penumpang laut, kapal penelitian besar, dan pangkalan penangkapan ikan, kekuatan pembangkit listrik mencapai 6000 kW atau lebih.

Generator, baterai dan konverter listrik digunakan sebagai sumber listrik di kapal.

Sumber utama listrik di kapal adalah generator listrik (AC atau DC), yang digerakkan oleh turbin uap (atau gas) (generator turbin atau generator turbin gas) yang dipasang pada rangka yang sama, atau oleh mesin pembakaran dalam (generator diesel), atau dengan cara poros (shaft generator).

Generator turbo lebih andal dibandingkan generator diesel, memiliki bobot, dimensi, dan umur mesin yang lebih besar, namun terkait dengan pengoperasian boiler dan pengaktifannya membutuhkan waktu lebih lama. Dalam hal ini, generator diesel lebih disukai karena cepat menyala dan otonom, namun umur pemakaiannya jauh lebih pendek. Mesin diesel dengan kecepatan putaran 500-750 rpm biasanya digunakan untuk menggerakkan generator diesel (untuk generator diesel darurat - 1500 rpm).

Menurut tujuannya, generator listrik kapal dibagi menjadi generator listrik utama, cadangan, parkir dan darurat. Pembangkit listrik utama disengaja Untuk pasokan listrik untuk mengirimkan konsumen listrik selama berlayar dan mode pengoperasian kapal intensif lainnya - ketika tidak bergerak selama operasi kargo, tambatan, dan pelepasan jangkar. Pembangkit listrik cadangan diperlukan jika terjadi kegagalan generator utama saat kapal berlayar di daerah berbahaya - saat melewati kanal, kemacetan atau saat tambatan. Kecil dalam kekuasaan generator listrik parkir berfungsi untuk memberi daya pada konsumen kapal selama tambatan ketika kargo dan mekanisme lain yang menghabiskan banyak energi tidak berfungsi.

Pada kapal turbin uap, turbogenerator merupakan generator utama dan cadangan, pada kapal motor digunakan generator diesel. Terkadang pada kapal dengan sistem boiler yang menggunakan panas gas buang (recovery boiler), selain generator diesel, juga dipasang turbogenerator yang berfungsi. Generator diesel biasanya digunakan sebagai generator parkir.

Beras. 8.1. Pembagian busbar switchgear pembangkit listrik untuk operasi generator paralel dan terpisah

Generator utama, cadangan dan siaga membentuk pembangkit listrik utama kapal, biasanya terletak di kapal pengangkut di MKO dan, lebih jarang, di kompartemen terpisah. Di pembangkit listrik kapal, operasi paralel generator digunakan, tetapi untuk keandalan dan kemampuan manuver yang lebih baik, generator tersebut memberikan kemungkinan pembagian, itu. pengoperasian terpisah dari setiap generator kapal untuk kelompok konsumen tertentu. Operasi paralel dilakukan pada saat-saat paling kritis, misalnya, ketika melewati kanal, tambatan, dll., ketika gangguan pasokan listrik jangka pendek pun tidak dapat diterima; untuk memisahkan - jika terjadi malfungsi dan perbaikan preventif pada switchboard utama. Pembagian dilakukan dengan membagi busbar perangkat distribusi menjadi beberapa bagian menggunakan sakelar khusus (Gbr. 10.1).

Untuk menentukan kekuatan pembangkit listrik kapal adalah memuat meja. Dalam hal ini, jumlah dan daya generator dipilih sedemikian rupa sehingga dalam setiap mode beban generator terlengkap dipastikan, dan, jika perlu, cadangan. Mereka selalu berusaha mengurangi jumlah generator seminimal mungkin, namun menurut Aturan Daftar Uni Soviet, jumlah total generator di pembangkit listrik utama tidak boleh kurang dari dua (termasuk satu cadangan).

Pembangkit listrik darurat dipasang pada semua kapal self-propelled, kecuali kapal yang sumber listrik utamanya adalah baterai, dengan ketentuan paling sedikit salah satu baterai yang dipasang memenuhi persyaratan sumber darurat dalam hal kapasitas dan lokasi. Mereka diperlukan untuk memberi daya pada konsumen yang beroperasi dalam mode darurat (penerangan darurat, stasiun radio, lampu sorot, sistem alarm, peralatan pemadam kebakaran dan drainase, penggerak kemudi listrik, dll.), jika terjadi kegagalan pembangkit listrik utama. Oleh karena itu, generator darurat, yang biasanya merupakan generator diesel, dipasang di ruangan terpisah dengan akses ke dek terbuka - di atas dek sekat dan di luar poros MKO. Kekuatan generator diesel darurat biasanya tidak melebihi 100 kW, dan pasokan bahan bakar, menurut Peraturan Register, harus cukup untuk pengoperasian generator secara terus menerus selama 36 jam untuk kapal penumpang dan kapal sejenis, area navigasi tidak terbatas dan terbatas I dan 18 jam untuk kapal kargo bruto kapasitas 300 reg. t atau lebih area navigasi yang sama. Untuk kapal daerah navigasi terbatas II dan III, serta untuk kapal barang dengan tonase kotor kurang dari 300 tonase kotor. t periode waktu ini dikurangi.

Generator diesel darurat dihidupkan dan beban diterima secara otomatis (dari baterai) ketika tegangan pada bus pembangkit listrik utama hilang selama tidak lebih dari 45 detik. Pada beberapa kapal, sumber listrik daruratnya adalah baterai yang dapat diisi ulang, yang kapasitasnya harus cukup untuk mengoperasikan penerangan darurat dan lampu sinyal selama waktu tersebut di atas, serta semua jenis alarm kebakaran selama satu jam, pembukaan klinker tiga kali lipat. pintu dan konsumen lain yang ditunjuk oleh Register. Itu juga termasuk dalam jaringan darurat secara otomatis.

Selain generator diesel darurat, semua kapal laut dilengkapi dengan sumber listrik darurat jangka pendek - baterai berkapasitas kecil untuk memberi daya setidaknya selama 30 menit pada jaringan penerangan darurat, lampu “Saya tidak bisa mengendalikan”, dan alarm darurat yang beroperasi selama 10 menit, serta menggerakkan pintu klinket untuk satu kali pembukaan pada kapal penumpang dan kapal penangkap ikan.

Generator sinkron dengan mesin eksitasi(tipe MC) atau dengan eksitasi diri(seperti MSK, GMS, dll.) dengan daya 25 hingga 3000 kW dan tegangan 400 V. Belitan medan rotor generator eksitasi sendiri ditenagai oleh rangkaian stator, dan eksitasi awal dilakukan oleh a generator arus bolak-balik kecil dengan magnet permanen yang berputar bersama generator utama. Keuntungan dari generator sinkron eksitasi sendiri termasuk keandalannya (karena tidak memiliki eksitasi - mesin DC), kecepatan pengaturan tegangan otomatis dan stabilitas operasi dalam mode transien. Oleh karena itu, generator self-eksitasi paling banyak tersebar luas di kapal. Baru-baru ini, generator sinkron brushless mulai digunakan.

Yang patut diperhatikan adalah apa yang disebut generator poros, banyak digunakan baru-baru ini di kapal. Generator poros digerakkan ke dalam putaran dari garis poros menggunakan rantai bergigi atau penggerak sabuk V. Generator poros menggunakan cadangan daya 10-15% dari mesin utama yang tersedia di setiap kapal, sehingga memungkinkan untuk menyediakan tenaga ke konsumen utama. selama mode berjalan dan dengan demikian menjaga umur motor mesin bantu. Selain itu, mereka memungkinkan untuk meningkatkan efisiensi mesin utama dan, oleh karena itu, meningkatkan efisiensi seluruh instalasi.

Salah satu syarat utama untuk pengoperasian generator poros yang stabil adalah stabilitas kecepatan putaran poros baling-baling, yang hanya terjamin bila menggunakan baling-baling putar. Jika tidak, ketika kecepatan putaran poros baling-baling berkurang (misalnya, saat kapal bermanuver), tegangan dan frekuensi arus bolak-balik akan berkurang, dan perangkat kontrol yang rumit harus digunakan untuk menggunakan generator poros pada putaran poros baling-baling yang berubah. kecepatan. Untuk meningkatkan efisiensi pembangkit listrik di kapal sering digunakan daur ulang turbogenerator, ditenagai oleh uap yang dihasilkan oleh boiler pemulihan menggunakan panas dari gas buang mesin utama.

Baterai yang digunakan pada kapal adalah baterai asam atau basa. Baterai alkaline berukuran sedikit lebih besar daripada baterai asam, tetapi baterai ini lebih tahan terhadap getaran, tidak mengeluarkan zat berbahaya, dan tidak memerlukan pengisian ulang secara berkala. Selain itu, mereka lebih andal dan mudah dirawat. Di kapal, mereka terutama menggunakan baterai alkaline (kadmium-nikel atau besi-nikel dengan elektrolit - larutan kalium kaustik), dan baterai asam - hanya sebagai baterai starter. Baterai disimpan di kapal di ruangan khusus - ruang baterai, yang harus memiliki ventilasi yang baik dan akses ke dek terbuka. Baterai alkaline dan asam disimpan secara terpisah.

Konverter listrik digunakan untuk mensuplai arus kepada konsumen yang jenis atau tegangan arus yang dihasilkan oleh pembangkit listrik utama tidak sesuai. Membedakan berputar Dan statis konverter. Termasuk yang pertama dua mesin(mesin dan generator) dan mesin tunggal atau konverter jangkar tunggal(mesin arus searah dengan cincin selip yang terletak di poros, di mana keran memanjang dari titik-titik belitan jangkar yang terletak secara simetris). Konverter dua mesin lebih besar dan mahal, sehingga hanya digunakan untuk daya tinggi. Konverter statis termasuk penyearah semikonduktor - selenium, germanium, silikon. Penyearah merkuri tidak digunakan di kapal. Untuk mengubah nilai tegangan gunakan transformator.

Distribusi listrik. Tenaga listrik yang dihasilkan pembangkit listrik kapal disalurkan melalui jaringan kapal kepada konsumen. Jaringan listrik kapal berikut ini dibedakan: kekuatan- untuk memberi daya pada penggerak listrik mekanisme kapal MKO, mekanisme sistem kapal, dll.; Petir- untuk menyalakan penerangan utama tempat dan geladak terbuka, lampu sinyal dan lampu khas, penerangan telegraf, navigasi dan instrumen lainnya; lampu darurat - untuk menyalakan sirkuit penerangan yang harus beroperasi dalam mode darurat (menyalakan lampu sinyal, penerangan koridor, lorong, stasiun kendali, geladak kapal dan tempat pemberangkatan kapal); arus lemah- untuk menyalakan sirkuit telepon, telegraf, alarm kebakaran, dll.; pencahayaan portabel- untuk catu daya melalui sambungan steker lampu portabel; perangkat navigasi elektronik- untuk menyalakan kompas gyro, echo sounder, log elektromekanis, dll.

Dari sumber tenaga listrik – generator – arus mengalir menuju papan distribusi utama (MSB) yang merupakan titik pusat penyaluran tenaga listrik antar kelompok konsumen di kapal.

Switchboard utama (Gbr. 10.2) adalah struktur logam (rangka) tempat pemasangannya peralatan peralihan untuk menutup dan membuka rangkaian listrik (sakelar, saklar, saklar, tombol start), peluncur Dan peralatan kontrol(rheostat dan regulator), peralatan pelindung(sekering, arus balik dan relai daya balik, dll.), instrumen sinyal dan kontrol. Kapal dilengkapi dengan switchboard utama yang dilindungi. Di sisi depan terdapat instrumen sinyal dan kontrol serta pegangan kontrol untuk perangkat lain, yang bersama dengan bagian aktif, dipasang di sisi belakang switchboard. Biasanya, switchboard utama dipasang di ruang pembangkit listrik, meninggalkan jalur bebas di sekitarnya dengan lebar 0,6-1,0 m (tergantung pada panjang switchboard utama dan ukuran kapal). Pintu masuk ke switchboard ditutup dengan pintu dengan perangkat yang memungkinkannya diamankan dalam posisi terbuka.

Instrumen kontrol dan pengukuran yang terletak di switchboard utama memungkinkan pengawasan terus-menerus atas pengoperasian pembangkit listrik kapal. Selain kontrol manual atas pengoperasian pembangkit listrik dengan bantuan instrumen dan perangkat, switchboard utama di kapal menyediakan kendali otomatis dan jarak jauh - dari ruang kendali pusat atau dari anjungan.

Jalur suplai berangkat dari switchboard utama. Ada sistem distribusi listrik utama, pengumpan (radial) dan campuran (pengumpan utama).

Pada sistem bagasi(Gbr. 8.3, A) penyedia tenaga listrik (generator G 1 Dan G 2) dipasok dari switchboard utama ke konsumen melalui kotak utama (MK) dan papan distribusi (RShch), disatukan oleh satu jalan raya.

Gambar 8.2 Papan distribusi utama (MSB)

RShch U dipasang di bagian-bagian tertentu kapal - di haluan, di buritan, di bagian tengah - mereka memberi makan papan distribusi kelompok dan papan distribusi konsumen individu. Pada pengumpan (radial) sistem (Gbr. 8.3, b) catu daya ke setiap papan distribusi, serta beberapa konsumen yang bertanggung jawab dan berkuasa (D x dan H 2) dilakukan dari switchboard utama melalui feeder terpisah. Sistem ini lebih dapat diandalkan dibandingkan sistem utama, karena jika feeder rusak, hanya satu papan distribusi atau satu konsumen kritis yang dimatikan.

Beras. 8.3 Sistem distribusi tenaga listrik

a – utama, b – pengumpan, c – campuran

Jika saluran utama pada rangkaian pertama rusak, pasokan listrik ke seluruh kelompok papan distribusi terputus. Selain itu, dengan sistem feeder, konsumen dapat dinyalakan dan dimatikan langsung di switchboard utama. Aturan Register mengharuskan hanya pasokan listrik yang disediakan untuk beberapa konsumen.

Konsumen tersebut meliputi: penggerak listrik pada perangkat kemudi, perangkat jangkar, pompa kebakaran dan drainase, kompresor dan pompa sistem sprinkler; panel daya untuk stasiun radio, kompas gyro, instrumen navigasi, sinyal dan lampu khas dari stasiun alarm deteksi kebakaran otomatis, instalasi pendingin ruang kargo; penggerak listrik dari mekanisme yang memastikan pengoperasian pembangkit listrik utama; papan penggerak listrik untuk kargo, perahu, tambatan dan perangkat lainnya, ventilasi, dll. Konsumen yang sangat penting, seperti perangkat kemudi elektrik atau lampu sinyal, menerima daya melalui dua pengumpan, yang ditempatkan sejauh mungkin.

Sistem utama lebih sederhana dan menguntungkan dibandingkan sistem feeder, namun kurang dapat diandalkan dan tidak dapat digunakan untuk semua konsumen. Oleh karena itu, di kapal biasanya mereka gunakan sistem campuran(Gbr. 8.3, c), dicirikan bahwa sebagian konsumen diberi makan melalui sistem pengumpan, dan beberapa konsumen yang kurang bertanggung jawab disuplai oleh sistem utama. Untuk menyalurkan listrik dari sumber ke konsumen, digunakan sistem yang berbeda dalam jumlah kabel pembawa arus. Untuk arus searah biasanya digunakan dua kawat sistem, dengan arus tiga fase bolak-balik - tiga kawat.

Aturan Register melarang penggunaan sistem kabel tunggal yang menggunakan lambung kapal sebagai kabel balik, karena hal ini terkait dengan bahaya bagi kehidupan manusia (sistem seperti itu hanya diperbolehkan pada kapal dengan tegangan hingga 30 V). Kabel dan kabel kapal khusus dapat beroperasi dalam kondisi kelembaban dan salinitas tinggi dengan adanya uap dan getaran yang kuat.

Mereka terbuat dari beberapa kabel tembaga lunak yang dipilin, mengisolasi inti dengan selubung karet, di mana pita kain karet dililitkan. Untuk melindungi karet dari air, produk minyak, sinar matahari, dll. ditutupi dengan selubung pelindung - terbuat dari timah (kabel CPM) atau karet selang yang tidak mudah terbakar (kabel RRC); di atasnya, untuk melindungi dari kerusakan mekanis, dipasang jalinan logam yang terbuat dari baja galvanis (kabel KNRP) atau kawat tembaga kaleng (kabel KNRE), yang berfungsi sebagai pelindung dari gangguan radio. Kabel diletakkan di kapal di gantungan khusus dan di panel baja. Saat memasang kabel melalui sekat dan geladak kedap air, agar tidak merusak kedap airnya, kabel tersebut diletakkan di sekat atau kotak kabel dek, yang kemudian diisi dengan massa penyegel (bitumen, senyawa epoksi-tiokol).

Konsumen saat ini. Konsumen utama arus di kapal meliputi penggerak listrik dari mekanisme, perangkat dan sistem kapal, penerangan dan lampu sorot, perangkat navigasi elektronik dan peralatan komunikasi dan persinyalan listrik.

Penggerak listrik adalah suatu alat yang terdiri dari motor listrik, alat transmisi yang menghubungkan motor listrik dengan aktuator, dan alat kendali.

Motor listrik yang digunakan dalam penggerak kemudi, kargo, tambatan jangkar, dan perangkat lainnya mengalami kelebihan beban yang signifikan dan beroperasi dalam mode penyalaan yang sering dan perubahan arah gerakan. Fitur-fitur ini diperhitungkan saat merancang penggerak listrik yang sesuai.

Sebagai mekanisme transmisi pada penggerak listrik kelautan, biasanya digunakan transmisi kaku yang menggunakan kopling atau sambungan flensa.

Penghidupan, perubahan arah gerak, pengereman dan penghentian motor listrik dilakukan dengan menggunakan peralatan kendali, yang meliputi:

para kontraktor- perangkat elektromagnetik jarak jauh untuk menutup dan membuka rangkaian arus listrik;

relay elektromagnetik- perangkat yang mengontrol besarnya medan magnet dan dipicu ketika nilai tertentu tercapai (ada relai arus minimum dan maksimum, relai tegangan, dan relai waktu);

relay termal, dipicu ketika suhu menyimpang dari nilai tertentu;

relai untuk memantau besaran non-listrik, dipicu oleh perubahan tekanan, kecepatan putaran, ketinggian cairan, dll.;

starter magnetis- perangkat kompleks yang dirancang untuk mengendalikan motor listrik sangkar tupai asinkron dan melindunginya;

stasiun magnetik- perangkat yang terdiri dari perangkat magnetis dan perangkat lainnya yang dipasang di kabinet logam untuk kontrol otomatis penggerak listrik;

perangkat perintah(stasiun kendali tombol tekan, pengontrol perintah) - untuk kendali jarak jauh penggerak listrik, serta untuk mengatur, memulai dan mengendalikan resistansi, yang nilainya dapat diubah;

pengontrol- perangkat switching multi-tahap untuk kontrol manual penggerak listrik reversibel dari mode operasi jangka pendek dan intermiten;

elektromagnet rem- untuk melepaskan rem gesekan mekanis motor listrik yang beroperasi dalam mode jangka pendek dan intermiten.

Peralatan yang mengatur pengoperasian penggerak listrik kapal dikendalikan secara manual, semi-otomatis atau otomatis - tanpa campur tangan operator. Dengan kontrol semi-otomatis, hanya perintah awal yang diberikan secara manual, dan semua operasi selanjutnya dilakukan secara otomatis.

Salah satu jenis kendali otomatis adalah kendali program, di mana semua operasi terjadi dalam urutan dan durasi yang telah ditentukan.

Untuk penerangan kapal digunakan lampu pijar, neon, dan busur merkuri. lampu.

DI DALAM lampu radiasi cahaya pijar adalah hasil pemanasan benda bercahaya - filamen tungsten; dalam lampu neon, lapisan tipis zat khusus yang menutupi permukaan bagian dalam tabung bersinar - fosfor, yang, di bawah pengaruh pelepasan listrik dalam gas atau uap logam, menghasilkan radiasi cahaya; pada lampu busur merkuri, fluks cahaya dihasilkan oleh radiasi pelepasan busur dan pancaran fosfor yang menutupi dinding bagian dalam bola kaca lampu.

Lampu pijar laut berbeda dari yang konvensional dalam kekuatan mekaniknya yang tinggi, yang dicapai dengan menebalkan benang dan meningkatkan jumlah titik pemasangannya, dan dua kali durasi pembakaran rata-rata. Mereka biasanya digunakan untuk penerangan lokal dan umum suatu ruangan, untuk sinyal dan lampu khas dan Untuk lampu darurat.

Lampu neon, digunakan untuk penerangan laut berbeda-beda sifat cahayanya dan dapat berwarna putih polos atau putih hangat. Lampu neon sangat sensitif terhadap suhu sekitar dan hanya beroperasi secara stabil pada suhu sekitar 20°C. Kerugian lain dari lampu ini adalah efek stroboskopiknya (berkedip), oleh karena itu, jika terdapat struktur berputar yang terlihat di ruangan yang diteranginya, perlu dilakukan tindakan untuk menghilangkannya. Lampu busur merkuri yang kuat digunakan untuk menerangi dek terbuka atau ruangan besar. Mereka beroperasi secara stabil dalam berbagai suhu lingkungan: dari -30 hingga +60°C.

Untuk melindungi lampu dari pengaruh lingkungan luar, mendistribusikan kembali fluks cahaya dan melindungi mata dari paparan langsung cahaya, perlengkapan penerangan digunakan di kapal, dibuat dengan desain terbuka, terlindung, kedap air, kedap udara, dan tahan ledakan. Lampu dengan perlengkapan penerangan disebut lampu.

Lampu kapal bisa berada di bawah dek (below-deck), sekat, liontin, table-top atau portable.

Penerangan kapal harus menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi pekerjaan dan kehidupan awak kapal, dan penerangan harus konstan - tanpa fluktuasi karena ayunan lampu atau perubahan tegangan. Standar penerangan diatur dengan Peraturan Sanitasi.

Instalasi lampu sorot terdiri dari lampu sorot dan sistem kendali. Pada lampu sorot kapal, fluks cahaya dari sumber cahaya diubah oleh reflektor cermin parabola menjadi fluks cahaya yang sempit dan kuat. Sumber cahayanya adalah lampu pijar, dan lampu sorot sinyal paling kuat adalah lampu busur. Lampu sorot tabung tersedia dalam jenis lampu sorot jarak jauh dan lampu sorot. Yang pertama dipasang di jembatan atas atau platform Mars dan digunakan untuk tujuan navigasi dan persinyalan; mereka dapat diputar pada sumbu horizontal dan vertikal dengan mengontrol rotasi dari jarak jauh dari ruang kemudi. Lampu sorot kurang kuat; mereka digunakan untuk menerangi area kerja di dek, dermaga dan sisi kapal, serta untuk tujuan dekoratif.

Pertanyaan tes mandiri

Sebutkan sumber utama arus listrik yang digunakan pada kapal.

Sebutkan jenis, tegangan dan frekuensi arus jaringan kapal.

Bagaimana distribusi listrik di kapal?

Apa sistem distribusi tenaga listrik utama yang Anda ketahui?

Apa yang berlaku bagi konsumen saat ini?

Lampu apa yang digunakan untuk penerangan kapal?

Penerima energi listrik dibagi menjadi kelompok apa berdasarkan sifatnya?

konsumsi?

Apa pengaruh jumlah unit terhadap karakteristik operasional pembangkit listrik tenaga surya?

Apa yang menjelaskan meluasnya penggunaan generator poros?

Kuliah 2

Pembangkit listrik kapal. Peralatan untuk pembangkit listrik kapal.

Stasiun listrik dipahami sebagai kombinasi dari sejumlah mekanisme, mesin, perangkat dan perangkat. Stasiun listrik meliputi penggerak mula, generator, papan tombol utama dengan peralatan terpasang di atasnya dan berbagai perangkat tambahan. Biasanya stasiun listrik di kapal terletak di ruang mesin.

Sumber energi listrik pada kapal berasal dari generator arus bolak-balik dan searah yang digerakkan oleh penggerak mula (mesin pembakaran dalam, mesin uap atau turbin) dan baterai.

Generator bersama-sama dengan penggerak mula disebut unit dan berdasarkan jenis penggerak mulanya dibedakan menjadi pembangkit uap, generator turbo, dan generator diesel. Generator uap dan turbo dipasang di kapal dengan pembangkit listrik tenaga uap, generator diesel dipasang di semua kapal motor, dan terkadang di kapal uap.

Menurut tujuannya, pembangkit listrik kapal dibagi menjadi berikut ini.

1. Pembangkit listrik berdaya rendah yang dirancang terutama untuk penerangan kapal; Kekuatan pembangkit listrik ini, biasanya, tidak melebihi beberapa puluh kilowatt. Stasiun semacam itu dipasang di kapal yang mekanisme bantunya tidak dialiri listrik, tetapi memiliki penggerak uap (di kapal dengan mesin piston uap).

2. Pembangkit listrik yang dirancang untuk menjamin pengoperasian mekanisme dan perangkat bantu serta untuk penerangan kapal; Kekuatan pembangkit listrik ini bisa mencapai beberapa ratus bahkan ribuan kilowatt. Pembangkit listrik tersebut dipasang di kapal dengan unit turbin uap, diesel, dan turbin gas, di mana mekanisme bantunya dialiri listrik.

3. Stasiun listrik yang dirancang untuk menjamin pengoperasian sistem propulsi listrik kapal, menggerakkan mekanisme dan perangkat bantu, dan penerangan kapal; Kapasitas pembangkit listrik tersebut mencapai beberapa ribu kilowatt. Mereka dipasang di kapal listrik turbo dan diesel.

Pembangkit listrik kapal dipasang dengan arus searah dan bolak-balik sesuai dengan Peraturan Register. Saat menggunakan arus searah, kecepatan putaran motor listrik dapat diatur dengan lancar dalam rentang yang luas, kemampuannya untuk membebani secara berlebihan, dan torsi awal yang besar. Bila menggunakan arus bolak-balik, desain motor sederhana dan murah, bobot dan ukurannya kecil, serta sejumlah keunggulan lainnya. Selain itu, arus bolak-balik dapat diubah menjadi tegangan yang berbeda.

Di kapal angkatan laut yang mereka gunakan Tegangan DC 6, 12, 24, 110,220 V Dan tegangan arus bolak-balik 6, 12, 24, 127, 220, 380 V. Untuk rangkaian daya, tegangan hingga 380 V dengan arus bolak-balik dan hingga 220 V dengan arus searah diperbolehkan.Untuk rangkaian penerangan, apa pun jenis arusnya, digunakan tegangan 220 atau 110/127 V dan untuk rangkaian daya rendah. tegangan penerangan - 6, 12 dan 24 V. Dalam hal ini untuk kapal tanker, tegangan rangkaian penerangan yang digunakan tidak diatas 110 V pada arus searah dan 127 V pada arus bolak-balik.

Selain pembangkit listrik kapal utama, sebagian besar kapal laut dilengkapi dengan pembangkit listrik tenaga kapal pembangkit listrik darurat, mampu memberikan tenaga dan penerangan yang diperlukan untuk perangkat kendali kapal. Pembangkit listrik darurat, pada umumnya, memiliki switchboardnya sendiri, yang sumber tenaganya dapat berupa generator diesel dan, lebih jarang, baterai dengan kapasitas yang sesuai. Terlepas dari keberadaan pembangkit listrik darurat, kapal dari kategori tertentu (kapal tanker, kapal penumpang, serta kapal dengan mekanisme bantu berlistrik) harus dilengkapi dengan penerangan darurat kecil yang ditenagai oleh baterai khusus yang menyala secara otomatis ketika arus masuk. sirkuit penerangan kapal berhenti.

Energi listrik yang dihasilkan pembangkit listrik kapal disalurkan ke konsumen melalui alat distribusi yang berisi instrumen dan perlengkapan yang diperlukan untuk keperluan tersebut. Perangkat yang ada di kapal tersebut antara lain: papan distribusi utama, papan distribusi sekunder, kelompok, individu dan darurat.

Jika kapal mempunyai semua alat tersebut dari papan distribusi utama, maka energi listrik disalurkan ke papan sekunder, dari papan distribusi ke papan sekunder, dari papan distribusi utama, dari papan distribusi utama ke papan perseorangan, menyalurkan listrik ke konsumen tertentu. Di banyak kapal, switchboard grup dan individual disuplai langsung dari switchboard utama.

Semua papan distribusi terdiri dari rangka logam dan panel terpasang padanya. Secara desain, papan distribusi memiliki tipe terbuka dan tertutup. Pada switchboard tipe terbuka, semua instrumen dan peralatan terletak di sisi depan; Pada switchboard tipe tertutup, hanya alat ukur listrik yang ditempatkan di sisi depan, dan hanya pegangan (roda gila, pegangan) yang dibawa keluar dari instrumen dan peralatan lain ke sisi depan; instrumen, peralatan itu sendiri dan semua bagian pembawa arus adalah dipasang di sisi belakang perisai. Menurut Aturan Pendaftaran, hanya switchboard tipe tertutup yang boleh dipasang di kapal laut.

Jumlah panel pada papan distribusi utama ditentukan oleh jumlah pembangkit listrik pembangkit dan jumlah konsumen kapal saat ini. Biasanya, panel independen, yang disebut panel generator, disediakan untuk setiap generator dan untuk kelompok konsumen arus yang terpisah (sirkuit daya, sirkuit penerangan yang berfungsi, sirkuit perangkat pemanas, dll.).

Semua generator terhubung ke busbar umum di panel utama. Bus-bus ini dapat dibagi menjadi beberapa bagian dengan menggunakan perangkat khusus yang memungkinkan pemutusan dan perbaikan saat pembangkit listrik sedang berjalan.

Semua perangkat yang dipasang pada papan distribusi utama dan perangkat distribusi lainnya, sesuai dengan tujuannya, dapat dibagi menjadi beberapa kelompok berikut: peralihan, pelindung, pengukuran listrik, start dan kontrol, persinyalan.

Berpindah perangkat berfungsi untuk menghidupkan, mematikan dan menghidupkan. Ini termasuk: pemutus arus, sakelar dan sakelar. Dengan bantuan perangkat ini Anda dapat menutup dan membuka rangkaian listrik. Semua perangkat ini dirancang untuk kekuatan arus tertentu.

Perangkat pelindung berfungsi untuk melindungi mesin dan penghantar listrik dari beban lebih arus berlebih dan gangguan lain dalam pengoperasian normal instalasi listrik. Ini termasuk: sekering (gabus, pelat dan tabung), pemutus arus dan relai (arus maksimum, minimum dan balik).

Tindakan sekering(gabus, pelat dan tabung) adalah sekering dihubungkan secara seri ke sirkuit - konduktor dengan panjang dan penampang sedemikian rupa sehingga ketika arus melewatinya di atas norma yang diizinkan, ia meleleh dan sirkuit yang dilindunginya terbuka.

Praktek menunjukkan bahwa sekering memberikan perlindungan yang memuaskan terhadap arus pendek, tetapi tidak selalu terhadap beban lebih. Selain itu, setelah pengoperasian (pelelehan) sekering ini, memerlukan penggantian seluruhnya atau sebagian. Oleh karena itu, perangkat yang lebih canggih dipasang - pemutus sirkuit dan relai yang digunakan untuk melindungi generator dan motor listrik dari arus minimum, maksimum, dan arus balik.

Perangkat ini dapat diatur ke arus pengoperasian tertentu dan, setelah pengoperasian, dapat dihidupkan kembali tanpa mengganti komponen apa pun.

Alat ukur listrik berfungsi untuk mengukur nilai arus yang melewati rangkaian (kekuatan, tegangan, hambatan, dll). Alat ukur listrik yang utama antara lain: amperemeter, digunakan untuk mengukur arus; voltmeter yang mengukur tegangan; ohmmeter dan megohmmeter yang mengukur hambatan; wattmeter yang mengukur daya; meter yang mengukur jumlah energi yang dikonsumsi.

Rheostat (starting, starting, control, control), yaitu sebuah resistor atau sekumpulan resistor dengan perangkat switching, paling banyak digunakan sebagai perangkat start dan kontrol di kapal. Rheostat start digunakan untuk membatasi arus saat menstart motor listrik; kontrol start - untuk membatasi arus saat menghidupkan motor listrik dan mengatur kecepatan putarannya; pengatur - untuk mengatur tegangan generator DC dan AC, serta untuk mengatur kecepatan putaran motor listrik DC.

Selain kontrol rheostat, tergantung pada peralatannya, kontrol dapat berupa pengontrol, kontaktor dan menurut sistem mesin generator, dan menurut metode pengaruh peralatan - manual, semi-otomatis dan otomatis.

Peralatan persinyalan digunakan untuk memperingatkan personel pengoperasian tentang penyimpangan dari mode pengoperasian normal mesin listrik, penghentian darurat, atau malfungsi di bagian tertentu dari sirkuit. Perangkat sinyal yang paling sederhana dan umum adalah lampu sinyal listrik yang dipasang pada papan distribusi.

Sistem tenaga listrik kapal. Pembangkit listrik kapal.

Sistem tenaga listrik (EPS ) adalah seperangkat perangkat yang dirancang untuk menghasilkan listrik, mengubahnya, mentransmisikannya, dan mendistribusikannya ke konsumen.

Menurut tujuannya, EPS dapat dibagi menjadi yang utama, yang menyediakan listrik ke motor listrik penggerak utama kapal - HED (di pembangkit listrik dengan transmisi listrik utama), tambahan dan tujuan khusus. Tergantung pada jenis arusnya, semua sistem tenaga listrik kapal dibagi menjadi EPS AC dan DC. Pada gilirannya, AC EPS kapal dapat dibagi menjadi sistem frekuensi standar (industri) - 50 Hz, dan sistem tenaga listrik frekuensi tinggi (biasanya 400 Hz), serta nilai tegangan jaringan listrik utama.

Kapasitas daya kapal tergantung pada total daya terpasang konsumen listrik, tujuan kapal, serta cara utama konsumsi energi sesuai dengan tujuan khusus kapal.

Secara umum EPS suatu kapal meliputi komponen-komponen utama sebagai berikut:

− sumber listrik , yang mencakup segala cara menghasilkan listrik: penggerak mula, generator listrik, sumber arus kimia - baterai;

− perangkat konversi daya . Ini termasuk konverter daya statis dan mesin, transformator;

− perangkat distribusi , dimaksudkan untuk distribusi listrik yang dihasilkan dan dikonversi ke konsumen akhir. Ini termasuk papan distribusi utama - papan distribusi utama, yang, pada gilirannya, dapat terdiri dari bagian khusus yang terpisah; papan distribusi - РШ; switchboard konsumen individu, serta panel kontrol;

− jaringan listrik , mewakili jalur komunikasi kabel antara sumber tenaga listrik, alat distribusi dan konsumen tenaga listrik. Secara umum EPS suatu kapal dapat terdiri atas jaringan kelistrikan sebagai berikut: jaringan tenaga utama, jaringan arus searah dan bolak-balik, jaringan penerangan normal dan darurat, jaringan penerangan portabel dan jaringan lokal lainnya sesuai dengan karakteristik konsumen tenaga listrik ( misalnya, jaringan catu daya untuk sistem otomasi, jaringan khusus, dll.);

− konsumen listrik;

− kontrol, perlindungan listrik konsumen dan jaringan, sistem alarm.

Secara organisasi dan teknis, sumber tenaga dan alat distribusi utama disusun pembangkit listrik kapal - SES. Pembangkit listrik kapal biasanya meliputi: sumber listrik; switchgears – bagian dari switchboard utama dan switchgear dari konsumen individu yang paling penting; panel kontrol dan pemantauan mode operasi EPS; peralatan peralihan dan pelindung; pemutus sirkuit; peralatan untuk mengukur, memantau dan mengatur parameter ketenagalistrikan.

Menurut tujuan utamanya, semua pembangkit listrik kapal dapat dibagi menjadi tiga jenis: pembangkit listrik utama – motor penggerak listrik (PEM) yang menyediakan tenaga listrik pada kapal dengan penggerak listrik; pembangkit listrik kapal umum – menyediakan listrik kepada konsumen pembangkit listrik utama dan konsumen kapal umum dalam semua mode pengoperasian kapal; pembangkit listrik darurat – memastikan pengoperasian individu, konsumen terpenting jika terjadi kegagalan pembangkit listrik kapal umum.

Untuk memastikan kelangsungan hidup maksimum kapal jika terjadi kerusakan darurat, kapal umum dan pembangkit listrik utama terletak di bagian kapal yang paling terlindungi, biasanya di ruang mesin atau tepat di dekatnya. Pembangkit listrik darurat terletak di ruangan yang terletak di atas geladak kontinu paling atas di luar poros ruang mesin, dan mempunyai akses langsung ke geladak terbuka kapal.

Berdasarkan kapasitas terpasangnya, pembangkit listrik tenaga surya dapat dibedakan menjadi pembangkit listrik daya rendah–250 1500 kW ; pembangkit listrik kekuatan sedang– 1500 6000 kW ; dan pembangkit listrik kekuatan tinggi– lebih dari 6000 kW.

Berdasarkan metode pengendaliannya, pembangkit listrik dibagi menjadi otomatis dan otomatis dengan kendali jarak jauh.

Jumlah pembangkit listrik di sebuah kapal bergantung pada tujuan utama dan pasokan listriknya, dan jumlahnya bisa dari satu hingga tiga. Jika terdapat beberapa pembangkit listrik dalam satu kapal, biasanya diberi nama sesuai dengan lokasi sumber utama listriknya. Misalnya pada kapal dengan dua pembangkit listrik disebut sengau Dan buritan atau pembangkit listrik di sebelah kiri Dan sisi kanan ; jika ada tiga pembangkit listrik dalam satu kapal, maka disebut sengau, rata-rata Dan buritan atau pembangkit listrik kiri, sisi kanan Dan rata-rata.

Pembangkit listrik tenaga listrik kapal (SEPU) adalah suatu kompleks teknis kompleks yang terdiri dari berbagai jenis peralatan listrik yang menyediakan proses pembangkitan dan pendistribusian listrik antar penerima yang mengubah listrik menjadi jenis energi lain (mekanik, termal, cahaya, kimia, dll.) .

Pembangkit listrik kapal meliputi:

sistem tenaga listrik kapal (SEPS);

penerima tenaga kapal umum;

unit propulsi listrik (GEU),

Struktur SEEA ditunjukkan pada Gambar. 1.1.

SEEA memiliki semua properti sistem, tetapi selanjutnya terminologi yang diterima secara umum digunakan dalam kaitannya dengan kompleks, sistem, dan instalasi kelistrikan kapal.

SEPS mencakup satu atau lebih pembangkit listrik kapal (SPP) dan jaringan distribusi kapal.

SES disebut kompleks teknis yang terdiri dari sumber listrik dan papan distribusi utama (MSB), yang tujuan utamanya adalah menghasilkan listrik dengan kuantitas dan kualitas yang dibutuhkan dalam semua mode pengoperasian kapal.

Pembangkit listrik kapal dibagi menjadi menjadi dasar, darurat dan khusus. Utama SES menyediakan listrik ke penerima kapal umum di semua mode pengoperasian kapal, termasuk darurat (kebakaran, lubang). Keadaan darurat SES menyediakan daya hanya ke penerima kritis jika terjadi kegagalan utama.

Spesial SES dapat digunakan di kapal untuk menggerakkan kompleks teknologi (pabrik pengolahan ikan, rig pengeboran, dll.). Yang khusus termasuk pembangkit listrik tenaga surya yang menggerakkan unit propulsi listrik. Di dalamnya, sumber listrik dihubungkan ke electric propulsion switchboard (SMS).

Jika SES secara bersamaan menyuplai tenaga listrik kepada pembangkit listrik dan penerima umum, maka dalam hal ini sistem tenaga listrik kapal biasa disebut tunggal.

Jaringan distribusi listrik terdiri dari:

Papan Distribusi Listrik (PDB);

Kabel saluran listrik yang menyalurkan tenaga listrik dari sumber atau panel distribusi (DP) ke penerima;

Konverter tenaga listrik yang menyediakan daya ke jaringan lokal, seperti jaringan penerangan kerja portabel, jaringan siaran, dll.

Dalam kebanyakan kasus, pergerakan kapal disediakan oleh mesin utama (diesel, turbin) yang merupakan bagian dari pembangkit listrik utama kapal (GPP). Pada banyak kapal untuk berbagai keperluan, untuk menjamin penggerak kapal, digunakan unit propulsi listrik (GPU), yang merupakan bagian dari SEEU.

Pada kapal dengan pembangkit listrik, tenaga penggerak dipastikan melalui pengoperasian motor penggerak listrik (PEM), yang ditenagai baik dari pembangkit listrik khusus atau dari pembangkit listrik utama.

Berdasarkan jenis hubungannya dengan pembangkit listrik utama kapal, SEPS dibedakan menjadi:

SEPS otonom yang tidak mempunyai hubungan langsung dengan GPP;

SEPS dengan power take-off dari GPP;

MELIHAT Terpadu.

Klasifikasi SEES menurut jenis sambungan dengan pembangkit listrik utama kapal disajikan pada Gambar. 1.2.

Beras. 1.2. Klasifikasi SEPS berdasarkan jenis koneksi dengan GPP

Pada pembangkit listrik tenaga surya otonom, listrik ke penerima listrik dihasilkan oleh sumber daya otonom, biasanya generator turbo atau diesel.

Selain sumber listrik otonom, SEPS yang tenaganya diambil dari GPP juga mencakup genset yang menggunakan tenaga generator utama untuk menghasilkan listrik. Instalasi tersebut meliputi unit generator poros (VGU) dan unit daur ulang. Di VGU, listrik dihasilkan oleh generator poros (SG) yang digerakkan langsung oleh mesin induk. Dalam instalasi daur ulang, generator turbin uap atau gas daur ulang digunakan. Untuk menghasilkan steam pada recovery boiler, digunakan panas dari gas buang (limbah) mesin induk. Pemanfaatan generator turbin gas digerakkan di bawah pengaruh tekanan gas buang mesin utama.

Tidak seperti VGU, pemanfaatan turbogenerator hanya digunakan secara terbatas pada kapal modern. Hal ini terutama disebabkan oleh rendahnya daya pabrik daur ulang.

VGU menghasilkan pelepasan daya secara langsung dari GPP, sedangkan pembangkit listrik melakukan pelepasan daya secara tidak langsung.

Dalam SEPS terpadu, listrik yang dihasilkan digunakan untuk kebutuhan umum kapal dan menjamin pergerakan kapal.

Pembangkit listrik kapal menghasilkan listrik dengan parameter yang diperlukan dan mendistribusikannya ke konsumen kapal sesuai dengan mode operasi kapal. Ini harus memastikan pasokan listrik berkualitas tinggi yang tidak terputus ke semua konsumen penting di semua mode pengoperasian kapal dan memenuhi persyaratan kesederhanaan, kemudahan perawatan, keandalan yang tinggi dengan biaya awal, berat, dimensi dan biaya pengoperasian serendah mungkin.

Menurut tujuannya, pembangkit listrik kapal dibagi menjadi utama, umum dan darurat. Pembangkit listrik utama menyediakan tenaga listrik untuk motor penggerak kapal diesel-listrik dan merupakan bagian dari pembangkit listrik tenaga penggerak. Pada beberapa kapal dengan DUEP, power take off sebagian atau seluruhnya dari pembangkit listrik utama ke konsumen kapal lainnya dapat dilakukan.

Pembangkit listrik kapal (untuk keperluan kapal umum) menghasilkan listrik untuk memberi daya pada semua konsumen kapal di semua mode pengoperasian utama kapal.

Pembangkit listrik darurat memasok listrik ke sejumlah konsumen penting jika terjadi kegagalan pembangkit listrik kapal.

Berdasarkan jenis arusnya, pembangkit listrik kapal dibedakan menjadi pembangkit listrik AC dan DC.

Hampir semua mekanisme bantu kapal laut digerakkan secara elektrik. Biasanya, motor listrik menggerakkan pompa, kipas angin, kompresor, dll., baik yang melayani pembangkit listrik maupun sistem kapal serta kebutuhan lainnya. Mekanisme peralatan kapal yang dialiri listrik banyak digunakan di kapal laut: derek dan derek kargo, mesin kerek, penggulung tambatan, derek perahu, dll. Biasanya, motor roda kemudi bersifat elektrohidraulik. Dalam beberapa tahun terakhir, derek hidrolik, derek, mesin kerek, dll. semakin banyak digunakan. Perangkat hidrolik dari mekanisme ini, serta penutupan ruang kargo secara mekanis, dilayani oleh pompa oli yang digerakkan secara listrik.

Dengan demikian, baik pada kapal motor maupun pada kapal dengan instalasi jenis lain, hampir semua mekanisme bantu merupakan konsumen listrik. Hanya pompa umpan turbo pada kapal dengan mesin turbin uap yang digerakkan oleh turbin uap. Mekanisme uap lain yang digunakan pada kapal angkatan laut biasanya bersifat cadangan atau beroperasi untuk waktu yang relatif singkat. Oleh karena itu, kapal tanker sering kali menggunakan pompa kargo berpenggerak turbo dan pompa pengupasan uap piston yang hanya beroperasi selama periode pembongkaran, serta beberapa mekanisme uap yang beroperasi jangka pendek lainnya, misalnya mesin kerek dan derek selang.

Untuk memastikan pengoperasian semua perangkat dan sistem kelistrikan tambahan yang diperlukan untuk menjaga kondisi operasional kapal dan kondisi kehidupan normal di dalamnya, mesin bantu disediakan sebagai bagian dari pembangkit listrik kapal. Mereka menggerakkan generator arus listrik yang menyuplai beban ke pembangkit listrik kapal yang terletak di ruang mesin itu sendiri. Selain tujuan tersebut, listrik juga diperlukan untuk menjamin keselamatan kapal dan orang-orang dalam berbagai situasi darurat.

Sumber listrik utama minimal harus terdiri dari dua buah generator. Kekuatan generator harus sedemikian rupa sehingga ketika salah satu dari mereka berhenti, cukup untuk memberi daya pada perangkat dan sistem yang memastikan kondisi operasi normal untuk pergerakan dan keselamatan kapal, serta menjaga kenyamanan minimum bagi awak kapal dan penumpang. . Pengoperasian peralatan dan sistem untuk memasak, pemanas, lemari es rumah tangga dan ventilasi buatan, serta pasokan air bersih dan air untuk kebutuhan sanitasi harus dipastikan. Jika salah satu generator atau sumber energi utama mati, sisanya harus memastikan pengoperasian perangkat dan sistem listrik yang diperlukan untuk menghidupkan mekanisme utama ketika kapal tidak beroperasi.

Pada kapal turbin uap, generator pembangkit listrik kapal digerakkan oleh turbin uap bantu. Biasanya, turbogenerator tambahan menggunakan uap dengan parameter yang sama dengan unit roda gigi turbo utama. Turbin uap menggerakkan generator melalui gearbox satu tahap dan memiliki kondensor independen. Sebagai contoh, kita dapat menyebutkan parameter turbogenerator domestik dengan daya 600 kW. Kecepatan putaran turbin 8,5 ribu rpm, dan generator 1 ribu rpm. Turbin memiliki tujuh tahap tekanan aktif.

Uap dari boiler tambahan juga dapat digunakan untuk turbogenerator; konsumsi uapnya 7-9 kg/kWh. Pada kapal dengan unit turbin gas, beban pembangkit listrik dapat disuplai oleh generator turbin gas.

Pada kapal motor, mesin yang digunakan untuk menggerakkan generator sebagian besar adalah mesin diesel kecepatan sedang dan kecepatan tinggi dengan transmisi daya langsung ke generator dengan daya agregat hingga 1000 kW atau lebih.

Untuk menghasilkan listrik, tenaga seringkali diambil dari unit propulsi ke generator poros. Jika terdapat generator poros, generator diesel bantu tidak beroperasi dalam mode berjalan. Hal ini meningkatkan sumber daya generator diesel dan memungkinkan Anda menghemat bahan bakar dalam pengoperasiannya. Dianjurkan untuk menggunakan generator poros dalam kasus di mana mesin utama beroperasi untuk waktu yang lama pada mode konstan, mendekati nominal, sedikit perubahan (dengan persentase waktu pengoperasian yang tinggi). Saat memasang generator poros, ketika kecepatan putaran garis poros turun di bawah 80% dari nilai nominal, maka secara otomatis terputus dari switchboard, dan generator diesel cadangan dihidupkan untuk menyediakan listrik kepada konsumen selama berjalan. mode. Dibutuhkan waktu 10 - 15 detik untuk mematikan poros generator dan menghidupkan generator diesel cadangan, oleh karena itu, agar pasokan listrik tidak terputus ke konsumen yang tidak membiarkannya terputus (kemudi, alarm, otomatisasi, dll), sebaiknya memiliki baterai penyangga yang secara otomatis diaktifkan pada jaringan listrik.

Beban pembangkit listrik dalam mode running dapat disuplai listrik dari recovery turbogenerator pada kapal diesel dengan tenaga mesin utama di atas 10 ribu kW. Namun, kebutuhan kapal dalam mode tenaga uap dan listrik dapat sepenuhnya dipenuhi selama mode berjalan karena sistem pemanfaatan dengan daya mesin utama lebih dari 15 ribu kW (untuk mode setidaknya 90% dari nominal nilai). Untuk turbogenerator daur ulang kapal pada umumnya, parameter awal berikut diterima: tekanan uap di separator adalah 0,6 MPa, tekanan uap super panas 0,5 MPa, suhunya 255 - 285 ° C, tekanan di kondensor 0,005-0,006 MPa. Berdasarkan pengalaman pengoperasian turbogenerator daur ulang di kapal, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

- pengoperasian paralel turbogenerator dan generator diesel jauh lebih ekonomis dan andal daripada pengoperasian turbogenerator dari pemulihan dan boiler tambahan;
- Pengoperasian paralel turbogenerator dan generator poros lebih efisien karena yang terakhir dapat memberikan daya apa pun, kekuatan terkecil yang hilang;
- Pengoperasian paralel turbogenerator dari pemulihan dan boiler tambahan hanya nyaman selama pencucian tangki, saat membakar limbah bahan bakar dan menghasilkan gas inert saat bepergian.

Bagi sebagian besar kapal angkut, penggunaan turbogenerator pemanfaatan untuk menyuplai beban pembangkit listrik kapal dimungkinkan dimulai dengan daya sekitar 7 ribu kW untuk mesin diesel kecepatan sedang, sekitar 10 ribu kW untuk mesin diesel kecepatan rendah dengan tenaga langsung. pembersihan katup aliran (Burmeister dan Wein) dan 15 ribu kW untuk mesin diesel kecepatan rendah dengan pembersihan kontur (loop) (perusahaan MAN dan Sulzer).

Biasanya, pada kapal diesel pengangkut kargo baru dengan baling-baling pitch tetap, 3-4 generator diesel dipasang, dan jika daya memungkinkan, maka 2-3 generator diesel dan turbogenerator pemulihan. Jika ada baling-baling yang dapat disesuaikan, 2 (lebih jarang 3) generator diesel dan generator poros dipasang.

Pada kapal dengan instalasi turbin uap, pembangkit listrik sering kali dilengkapi dengan dua turbogenerator, salah satunya sebagai cadangan, dan generator diesel yang beroperasi selama tambatan kapal, ketika mesin kargo kapal tidak berjalan dan boiler dalam keadaan idle.

Sumber energi listrik pada kapal adalah generator listrik arus bolak-balik atau searah yang digerakkan oleh mesin primer (mesin uap dan turbin, mesin pembakaran dalam), dan baterai. Generator arus yang dipasang bersama dengan mesin primer pada satu rangka pondasi disebut unit listrik dan berdasarkan jenis mesin primernya dibagi menjadi generator uap, generator turbo, dan generator diesel.

Pembangkit listrik kapal, selain unit kelistrikan, mencakup papan tombol utama dan tambahan dengan peralatan, instrumen, dan berbagai perangkat tambahan yang ditempatkan di atasnya. Stasiun listrik biasanya terletak di ruang mesin kapal atau di kompartemen khusus dekat ruang mesin.

Menurut tujuannya, pembangkit listrik kapal dibagi menjadi pembangkit listrik utama, tambahan dan penerangan. Pembangkit listrik utama dipasang pada kapal yang mempunyai motor listrik baling-baling (kapal turbo dan diesel-listrik) sebagai mesin utamanya. Stasiun-stasiun tersebut berfungsi untuk memastikan pergerakan kapal, menggerakkan mekanisme dan perangkat bantu, menerangi kapal dan memberi daya pada peralatan listrik rumah tangga. Kekuatannya mencapai beberapa ribu kilowatt.

Pembangkit listrik bantu dipasang pada kapal dengan unit turbin uap, diesel dan turbin gas (kapal turbin, kapal motor, dll). Mereka dirancang untuk memastikan pengoperasian mekanisme dan perangkat tambahan, serta untuk menerangi kapal. Kekuatan pembangkit listrik tersebut mencapai beberapa ratus bahkan ribuan kilowatt.

Pembangkit listrik penerangan dipasang pada kapal kecil dengan mekanisme bantu yang digerakkan oleh uap dan berfungsi terutama untuk menerangi kapal. Kekuatan pembangkit listrik ini, biasanya, tidak melebihi beberapa puluh kilowatt.

Pembangkit listrik kapal, sesuai dengan Aturan Daftar Uni Soviet, dapat berupa arus searah dengan tegangan 6, 12,24, 110 dan 220 V, atau arus bolak-balik dengan tegangan 6, 12, 24, 127, 220 dan 380 V. Untuk jaringan listrik tenaga diperbolehkan menggunakan tegangan sampai dengan 220 V dengan arus searah dan sampai dengan 380 V dengan arus bolak-balik. Untuk jaringan penerangan, apa pun jenis arusnya, tegangan 220 atau 110/127 V digunakan, dan untuk penerangan tegangan rendah - 6, 12 dan 24 V. Pada kapal tanker dan kapal tanker minyak, tegangan penerangan tidak boleh melebihi 110 V untuk arus searah dan 127 V untuk arus bolak-balik.

Kapal menggunakan motor listrik DC dan AC. Penggunaan arus searah memungkinkan pengaturan kecepatan putaran motor listrik dengan lancar dalam rentang yang luas, sehingga memungkinkan beban berlebih dan memiliki torsi awal yang besar. Oleh karena itu, motor listrik DC digunakan pada kapal untuk menggerakkan mekanisme dek, roda kemudi dan beberapa mekanisme bantu di ruang mesin. Namun, motor listrik arus bolak-balik (terutama motor asinkron) memiliki keunggulan lebih besar, yang menjelaskan tren penerapannya secara luas di kapal laut saat ini (lihat § 24).

Misalnya, motor listrik asinkron dengan rotor sangkar tupai, diproduksi dalam versi tahan air dan tahan percikan untuk tegangan 380/220 V, dapat digunakan baik sebagai motor penggerak maupun untuk menggerakkan mekanisme dek.

Selain pembangkit listrik utama, sebagian besar kapal memiliki stasiun darurat independen, yang ditenagai oleh generator diesel darurat dan dirancang untuk menyediakan daya dan penerangan ke perangkat kendali kapal dan mekanisme kelistrikan tambahan utama jika terjadi kegagalan pada unit kelistrikan utama.

Pada beberapa jenis kapal (tanker minyak, kapal penumpang, dll), bersama dengan pembangkit listrik darurat, dipasang baterai khusus untuk penerangan darurat kecil, yang secara otomatis menyala ketika arus di jaringan penerangan kapal hilang.

Switchboard utama (MSB) pembangkit listrik kapal terdiri dari rangka logam dan satu atau lebih panel terpasang padanya, dirancang untuk mengakomodasi perangkat. Jumlah panel pada rangka perisai ditentukan oleh jumlah generator listrik dan jumlah konsumen arus kapal.

Menurut Aturan Daftar Uni Soviet, hanya papan distribusi tipe tertutup yang boleh dipasang di kapal laut. Switchboard semacam itu dibedakan oleh fakta bahwa di sisi depannya, hanya alat ukur listrik yang ditempatkan pada panel, serta pegangan kontrol untuk perangkat dan perangkat lain, yang, bersama dengan bagian aktif dan bus, dipasang di sisi belakang. papan tombol. Semua generator listrik terhubung ke switchboard utama umum, yang dibagi menjadi beberapa bagian terpisah untuk kemungkinan mematikan dan memperbaiki saat pembangkit listrik sedang berjalan. Switchgear juga mencakup switchboard sekunder, grup, dan individual, yang disusun serupa dengan switchboard utama.