Údržba lodných elektrární a elektrických sietí. Lodná elektráreň Samotestovacie otázky

Spotrebitelia elektriny na lodiach.

Elektrické stanice na lodi termické, t.j. zdrojom mechanickej energie sú tepelné motory - spaľovacie motory a parné (plynové) turbíny.

Na lodiach sa na pohon elektrických generátorov používajú takmer výlučne spaľovacie motory, pomocné aj hlavné. V druhom prípade sa výkon odoberá z hlavného spaľovacieho motora priamo z jeho kľukového hriadeľa alebo z hlavného ozubeného kolesa, menej často z vedenia hriadeľa.

Podľa ich zloženia možno SES rozdeliť na autonómne, zmiešané a s jednotlivými zdrojmi mechanickej a elektrickej energie.

Autonómne solárne elektrárne majú len dieselové alebo turbogenerátory, zvyčajne rovnakého typu a rovnakého výkonu.

Zmiešané solárne elektrárne zahŕňajú jednotky s rôznymi zdrojmi, napríklad dieselové generátory a šachtové generátory alebo dieselové generátory a turbogenerátory diaľkového vykurovania. Zmiešané solárne elektrárne, ktoré pozostávajú z dieselových generátorov a hriadeľových generátorov, sú široko používané na stredno- a veľkotonážnych plavidlách s vlečnými sieťami. Na plavidlách na spracovanie rýb sa používajú zmiešané solárne elektrárne vrátane dieselových a turbogenerátorov s riadeným odsávaním pary.

Príkladom solárnej elektrárne s jednotnými zdrojmi mechanickej a elektrickej energie môžu byť elektrárne lodí, na ktorých sú hlavným zdrojom elektriny šachtové generátory (trawlery „Pulkovo Meridian“, „Antarctica“, „Moonsund“ atď.) .

Hlavné spaľovacie motory sú jediným zdrojom mechanickej energie pre potreby pohonu lodí a pre pohon generátorov hriadeľa. Uvažovaný typ solárnej elektrárne zahŕňa aj elektrárne rybárskych plavidiel s hlavnými elektrickými prevodmi. Na takýchto lodiach dodávajú hlavné dieselové generátory elektrickú energiu hnacím elektromotorom a všeobecným lodným elektrickým spotrebičom.

Druh elektrického prúdu. SES by sa mal rozlišovať aj podľa typu prúdu. Všetky moderné lode sú vybavené striedavým prúdom SES. Elektrárne so zdrojmi striedavého aj jednosmerného prúdu sú relatívne zriedkavé, iba na lodiach s hlavným jednosmerným elektrickým prenosom a všeobecnou lodnou sieťou striedavého prúdu. Rôzne solárne elektrárne tohto typu zahŕňajú elektrárne s dvoma typmi dieselových generátorov: jednosmerný prúd na napájanie vrtuľových motorov a striedavý prúd na napájanie všeobecnej elektrickej siete lode.

Frekvencia a napätie striedavého prúdu v solárnych elektrárňach. SES domácej rybárskej flotily používa štandardnú frekvenciu generovaného prúdu - 50 Hz. Na lodiach vyrobených v zahraničí nájdete SES s frekvenciou 60 Hz.

Štandardná frekvencia 50 Hz tiež určuje štandardnú rýchlosť otáčania elektrických generátorov. V závislosti od počtu pólových párov elektrických generátorov je ich frekvencia synchrónneho otáčania:

Počet párov pólov 2 3 4 5 6

Rýchlosť otáčania, min" 1:

pri 50 N z 1500 1000 750 600 500

pri 60 h z 1800 1200 900 720 600

Najrozšírenejšie na lodiach sú jednotky s rýchlosťou otáčania P g = 500 a P g = 750 min" 1 a vysokorýchlostné jednotky P g = 1000 ... 1500 min“ 1 sa vyskytujú oveľa menej často a spravidla na relatívne malých rybárskych plavidlách.

Napätie v silových elektrických sieťach je 380 V a oveľa menej často 220 V, v osvetlení 220 alebo 127 V. Na lodiach s hlavnými striedavými elektrickými prenosmi sa používajú aj vyššie napätia. Napríklad na trawleri „Natalya Kovshova“ napätie na svorkách hlavných generátorov U= 2000 V. Toto napätie sa privádza aj do hlavného motora. Pre ostatných spotrebiteľov elektrickej siete sa prúdové napätie transformuje na U= 380 V, pre osvetlenie až U= 220 V.

Použitie vyššieho napätia pri rovnakom príkone spôsobuje zníženie prúdovej sily a umožňuje zmenšiť prierez káblov a tým aj ich hmotnosť a hmotnosť rozvádzača.

Spotrebitelia elektrickej energie na lodiach možno podľa funkčného účelu rozdeliť do troch skupín: všeobecní spotrebitelia lodí, spotrebitelia elektrární a spotrebitelia na obchodné a priemyselné účely.

V jednosmerných lodných elektrárňach je napätie obmedzené na 220V. Výnimkou sú SES lodí vybavených hlavným elektrickým prenosom jednosmerného prúdu, kde môže byť napätie niekoľkonásobne vyššie.

Podľa funkčného účelu spotrebitelia elektrickej energie na lodiach možno rozdeliť do troch skupín:

Prvá skupina zahŕňa elektromotory pre palubné mechanizmy, čerpadlá a ventilátory lodných systémov, spotrebiče pre domácnosť, navigačné zariadenia a komunikácie;

Do druhej skupiny spotrebiteľov patria elektromotory čerpadiel, kompresory, ventilátory obsluhujúce systémy SEU, spotrebiče automatizačných systémov, riadenie a monitorovanie prevádzky SEU;

Do tretej skupiny patria: elektromotory rybárskych mechanizmov, chladiace jednotky: elektromotory a zariadenia na automatizáciu strojov;

Čas spínania, trvanie nepretržitej prevádzky, množstvo spotrebovaného prúdu a charakter zaťaženia každého spotrebiča sú určené mnohými náhodnými faktormi. Preto je elektrické zaťaženie SES v každom danom momente náhodnou veličinou a jej zmeny v čase sú náhodným procesom zaťaženia elektrárne. Bohužiaľ, informácie o náhodných procesoch nakladania v hlavných prevádzkových režimoch, a to aj pre najbežnejšie plavidlá, sú veľmi obmedzené.

Hriadeľové generátory na všeobecné použitie vznikol ako výsledok ďalšieho rozvoja myšlienky využitia výkonovej rezervy hlavných spaľovacích motorov na výrobu elektrickej energie. Pri práci s vlečnými sieťami na lov pri dne, vakovými sieťami, unášanými sieťami a systémami lovných šnúr majú hlavné spaľovacie motory značnú rezervu výkonu na dlhú dobu.

Využitie prirodzenej výkonovej rezervy hlavných spaľovacích motorov pri otáčaní hriadeľových generátorov umožňuje ušetriť časť životnosti pomocných spaľovacích motorov, zvýšiť zaťaženie hlavných motorov a vďaka vyššej účinnosti ako dieselové generátory ušetriť nejaké množstvo paliva alebo aspoň zníženie prevádzkových nákladov v položke „palivo“ z dôvodu prevádzky hlavných spaľovacích motorov na ťažké palivo.

Zdá sa, že relatívne dlhé trvanie režimov nám umožňuje počítať s veľmi výrazným efektom použitia hriadeľových generátorov na všeobecné lodné účely. Žiaľ, v reálnych prevádzkových podmienkach lodí sa do značnej miery stráca v dôsledku náhodného charakteru záťažových spektier hlavných spaľovacích motorov a následne ich výkonovej rezervy a spotreby elektrickej energie na lodi.

Účinnosť schémy SES s odberom výkonu závisí nielen od veľkosti rezervy výkonu hlavného spaľovacieho motora, ale aj od úrovne spotreby elektrickej energie v rovnakom okamihu. Vzhľadom na náhodný charakter rozloženia rezervy sú zrejmé situácie, kedy je výkonová rezerva hlavného spaľovacieho motora Np buď väčšia alebo menšia spotreba elektriny . Rovnosť možno považovať len za náhodnú udalosť.

Ak ponecháme bokom otázku, ako rozložiť záťaž medzi šachtový generátor a autonómne jednotky solárnej elektrárne, môžeme odhadnúť maximálne množstvo elektriny, ktoré je možné získať z šachtového generátora v podmienkach rybolovu trawleru a jeho podiel na energetická bilancia solárnej elektrárne.

Pri použití hriadeľových generátorov ako hlavného zdroja elektrickej energie na lodiach je potrebné splniť niekoľko požiadaviek registra:

Ak niektorý zdroj elektriny zlyhá, zvyšné musia dodávať energiu zodpovedným spotrebiteľom za akýchkoľvek podmienok plavby;

Keď vyjde a postaví sa akýkoľvek hlavný zdroj elektriny s nezávislým pohonom, musí byť možné aktivovať SPP.

Elektrické vybavenie plavidla zahŕňa lodný elektrický energetický systém(SEES) a spotrebiteľov(prijímače) elektriny, ktorú vyrába. SEES zahŕňa lodná elektráreň(zdroje elektriny a hlavný rozvodný panel) a lodná elektrická sieť, vrátane elektrického vedenia s rozvodnicami.

Pred druhou svetovou vojnou lode používali hlavne jednosmerný prúd a teraz, vďaka pokroku vo vývoji lodnej elektrotechniky a vytvoreniu spoľahlivého elektrického zariadenia pomocou striedavého prúdu, je možné používať striedavý prúd 220-380 V s frekvencia 50 Hz ako hlavná.

Aj keď jednosmerné elektromotory majú množstvo výhod (jednoduchšia a plynulejšia regulácia v širokom rozsahu otáčok, rýchla zmena smeru otáčania, prípustnosť veľkých preťažení), je výhodnejšie inštalovať striedavé stroje na lode, pretože sú menšie. vo veľkosti a hmotnosti a majú vyššiu účinnosť, jednoduchší dizajn, spoľahlivejšie a lacnejšie. Okrem toho je hmotnosť káblov v lodnej AC sieti menšia ako pri DC; So striedavým prúdom je jednoduchšie dodávať energiu z brehu. Dôležitou výhodou je aj nižšie riziko požiaru a výbuchu, keďže stroje na striedavý prúd nemajú komutátor, kde zvyčajne dochádza k iskreniu.

Osobitný význam majú elektrické zariadenia na lodiach s elektrickým pohonom, v ktorých vrtuľu roztáča elektromotor prijímajúci prúd z generátora poháňaného turbínou (parnou alebo plynovou) alebo dieselovým motorom. Na týchto lodiach, nazývaných turboelektrické lode alebo dieselelektrické lode, dosahuje výkon pohonných elektrických inštalácií niekoľko desiatok tisíc kilowattov. Pri výrobe elektrického zariadenia a jeho inštalácii je potrebné vziať do úvahy zvláštnosti jeho prevádzky na lodi - v podmienkach na mori - vibrácie, nakláňanie, otrasy trupu v dôsledku nárazov vĺn, vysoká vlhkosť a slanosť vzduchu, prítomnosť ropy. a olejové výpary v strojovniach a niektorých ďalších miestnostiach atď. Preto sa vyrábajú elektrické zariadenia pre lode v námornom dizajne, ktorý sa výrazne líši od bežného priemyselného.

Elektrické vybavenie hlavnej lode musí mať vysokú prevádzkovú spoľahlivosť v podmienkach lode, odolnosť proti korózii, odolnosť proti vibráciám a schopnosť fungovať s dlhodobým nakláňaním do 15° a trimovaním do 5°, s nakláňaním do 22,5° od vertikálne s dobou rolovania 7-9 s (núdzové elektrické zariadenie musí dlhodobo odolávať náklonu do 22,5° a trimu do 10°). Musí spoľahlivo pracovať pri relatívnej vlhkosti do 98% pri teplote 23-27°C a odolávať kolísaniu teploty okolia od -30° do +45 0 C. Na izolačné materiály sú kladené veľmi vysoké nároky: musia byť vode a olejom odolný, nehygroskopický a nehorľavý.

Lodné elektrické mechanizmy a iné elektrické zariadenia v závislosti od ich umiestnenia sa vyrábajú v otvorené nechránené, zatvorené chránené, odolné voči striekajúcej vode, vodotesné, hermetické(v záplavových oblastiach) príp prevedenie odolné voči výbuchu. Zvlášť prísne požiadavky sú kladené na elektrické vybavenie lodí plaviacich sa v trópoch, t.j. v podmienkach vysokej teploty a vysokej vlhkosti.

Námorné elektrické vybavenie, rovnako ako akékoľvek iné vybavenie na lodiach, musí byť ľahké a lacné.

Lodná elektráreň. Námorné plavidlá sú vybavené elektrárňami, ktoré dodávajú elektrický prúd elektromotorom rôznych pomocných mechanizmov, mechanizmov systémov a zariadení, riadiacich a komunikačných zariadení, osvetľovacích a vykurovacích zariadení atď. Existujú lodné elektrárne s nízkym výkonom (200-500 kW ), stredný výkon (500-2000 kW) a vysoký výkon (nad 2000 kW). Na zaoceánskych osobných lodiach, veľkých výskumných plavidlách a rybárskych základniach dosahuje výkon elektrární 6000 kW alebo viac.

Ako zdroje elektriny na lodiach sa používajú generátory, batérie a meniče elektriny.

Hlavnými zdrojmi elektrickej energie na lodiach sú elektrické generátory (AC alebo DC), ktoré sú poháňané parnými (alebo plynovými) turbínami (turbínové generátory alebo plynové turbínové generátory) namontovanými na rovnakom ráme, alebo spaľovacími motormi (dieselové generátory), alebo hriadeľovým prevodom (generátory hriadeľov).

Turbogenerátory sú spoľahlivejšie ako dieselové generátory, majú väčšiu hmotnosť, rozmery a životnosť motora, ale sú spojené s prevádzkou kotlov a ich spúšťanie trvá dlhšie. V tomto ohľade sú preferované dieselové generátory, pretože sa rýchlo spúšťajú a sú autonómne, ale majú výrazne kratšiu životnosť. Na pohon dieselových generátorov sa zvyčajne používajú dieselové motory s rýchlosťou otáčania 500 - 750 ot / min (pre núdzové dieselové generátory - 1500 ot / min).

Lodné elektrické generátory sa podľa účelu delia na hlavné, záložné, parkovacie a núdzové. Hlavné generátory energie zamýšľané Pre napájanie elektrických spotrebičov lode počas plavby a iných intenzívnych prevádzkových režimov plavidla - keď je v pokoji počas nákladných operácií, kotvenia a odkotvenia. Záložné generátory energie sú potrebné v prípade poruchy hlavného generátora, keď sa loď plaví v nebezpečnej oblasti - pri prechode cez kanály, úzke miesta alebo pri kotvení. Malý v sile parkovacie elektrické generátory slúžia na napájanie spotrebiteľov lodí počas kotvenia, keď náklad a iné mechanizmy, ktoré spotrebúvajú veľa energie, nefungujú.

Na lodiach s parnými turbínami sú turbogenerátory hlavnými aj záložnými generátormi, na motorových lodiach sa používajú dieselové generátory. Niekedy na lodiach s kotlovým systémom, ktorý beží na teplo výfukových plynov (rekuperačný kotol), je okrem dieselových generátorov inštalovaný aj bežiaci turbogenerátor. Ako parkovacie generátory sa zvyčajne používajú dieselové generátory.

Ryža. 8.1. Delenie prípojníc elektrárenských rozvádzačov pre paralelnú a oddelenú prevádzku generátorov

Hlavné, záložné a záložné generátory tvoria hlavnú elektráreň lode, zvyčajne umiestnenú na dopravných lodiach v MKO a menej často v samostatnom oddelení. V lodných elektrárňach sa používa paralelná prevádzka generátorov, ale pre väčšiu spoľahlivosť a manévrovateľnosť poskytujú možnosť delenie, tie. samostatná prevádzka každého lodného generátora pre špecifickú skupinu spotrebiteľov. Paralelná prevádzka sa uchyľuje v najkritickejších momentoch, napríklad pri prechádzaní kanálov, kotvení atď., keď sú neprijateľné aj krátkodobé prerušenia dodávky energie; oddeliť - pri poruchách a preventívnych opravách hlavného rozvádzača. Delenie sa vykonáva rozdelením prípojníc rozvodných zariadení na sekcie pomocou špeciálnych spínačov (obr. 10.1).

Na určenie výkonu lodnej elektrárne sú záťažová tabuľka. V tomto prípade sa počet a výkon generátorov volí tak, aby bolo v každom režime zaistené čo najúplnejšie zaťaženie generátorov a v prípade potreby aj rezerva. Vždy sa snažia znížiť počet generátorov na minimum, podľa Pravidiel registra ZSSR však celkový počet generátorov na hlavnej elektrárni nemôže byť menší ako dva (vrátane jedného záložného).

Núdzové generátory elektrickej energie inštalované na všetkých lodiach s vlastným pohonom, s výnimkou lodí, ktorých hlavným zdrojom elektriny sú batérie, za predpokladu, že aspoň jedna z nainštalovaných batérií svojou kapacitou a umiestnením spĺňa požiadavky na núdzový zdroj. Sú potrebné na napájanie spotrebičov pracujúcich v núdzovom režime (núdzové osvetlenie, rádiostanica, svetlomety, poplašný systém, protipožiarne a odvodňovacie zariadenia, elektrický pohon riadenia atď.), V prípade zlyhania hlavnej elektrárne. Preto sú núdzové generátory, ktorými sú spravidla dieselagregáty, inštalované v samostatnej miestnosti s prístupom na voľnú palubu – nad predelovou palubou a mimo šachty MKO. Výkon núdzového dieselagregátu zvyčajne nepresahuje 100 kW a zásoba paliva podľa Registrového poriadku musí postačovať na nepretržitú prevádzku generátora po dobu 36 hodín pre osobné lode a podobné lode, neobmedzená a obmedzená plavebná oblasť I. a 18 hodín pre hrubé nákladné lode s kapacitou 300 reg. t alebo viac rovnakých navigačných oblastí. Pre lode s obmedzenou plavebnou oblasťou II a III, ako aj pre nákladné lode s hrubou priestornosťou menšou ako 300 BRT. t toto časové obdobie sa skráti.

Núdzový dieselový generátor sa spustí a záťaž sa prevezme automaticky (z batérie), keď napätie na autobusoch hlavnej elektrárne zmizne na dobu nie dlhšiu ako 45 s. Núdzovým zdrojom energie na niektorých lodiach je dobíjacia batéria, ktorej kapacita musí postačovať na prevádzku núdzového osvetlenia a signálnych svetiel po uvedenú dobu, ako aj všetkých druhov požiarnych hlásičov na hodinu, trojité otvorenie slinku dverí a iných spotrebiteľov určených registrom. Do núdzovej siete je zaradený aj automaticky.

Všetky námorné plavidlá sú okrem núdzového dieselagregátu vybavené aj krátkodobým núdzovým zdrojom elektriny - malokapacitnou batériou na napájanie siete núdzového osvetlenia aspoň na 30 minút, svetlami „neovládam“, a núdzový alarm, ktorý funguje 10 minút, ako aj poháňa clinketové dvere na jednorazové otvorenie na osobných a rybárskych lodiach.

Synchrónne generátory s budiče strojov(typ MC) alebo s seba-excitácia(ako MSK, GMS a pod.) s výkonom od 25 do 3000 kW a napätím 400 V. Budiace vinutie rotora generátorov s vlastným budením je napájané obvodom statora a počiatočné budenie sa vykonáva pomocou malý generátor striedavého prúdu s permanentnými magnetmi otáčajúcimi sa s hlavným generátorom. Medzi výhody synchrónnych generátorov s vlastným budením patrí ich spoľahlivosť (keďže nemajú budič - jednosmerný stroj), rýchlosť automatickej regulácie napätia a stabilita prevádzky v prechodových režimoch. Preto sú na lodiach najrozšírenejšie generátory s vlastným budením. Nedávno sa začali používať bezkefkové synchrónne generátory.

Za pozornosť stoja tzv hriadeľové generátory, v poslednej dobe široko používaný na lodiach. Hriadeľové generátory sú poháňané do rotácie z hriadeľa pomocou ozubenej reťaze alebo klinového remeňového pohonu. Hriadeľové generátory využívajú 10-15% výkonovú rezervu hlavného motora, ktorá je k dispozícii na každom plavidle, čo umožňuje dodávať energiu hlavným spotrebičom počas chodu, a tým zachovať životnosť motora pomocných motorov. Okrem toho umožňujú zvýšiť účinnosť hlavného motora a tým zvýšiť účinnosť celej inštalácie.

Jednou z hlavných podmienok stabilnej prevádzky hriadeľového generátora je stabilita otáčok hriadeľa vrtule, ktorá je zabezpečená iba pri použití rotačnej vrtule. V opačnom prípade, keď sa rýchlosť otáčania hriadeľa vrtule zníži (napríklad pri manévrovaní s loďou), zníži sa napätie a frekvencia striedavého prúdu a na použitie generátora hriadeľa pri zmene otáčania hriadeľa sa budú musieť použiť zložité ovládacie zariadenia. rýchlosť. Na zvýšenie účinnosti elektrárne na lodiach často používajú recyklácia turbogenerátorov, poháňaná parou generovanou regeneračnými kotlami využívajúcimi teplo z výfukových plynov hlavného motora.

Batérie používané na lodiach sú kyselinové alebo alkalické batérie. Alkalické batérie sú o niečo väčšie ako kyselinové batérie, ale lepšie znášajú vibrácie, nevyžarujú škodlivé látky a nevyžadujú pravidelné dobíjanie. Okrem toho sú spoľahlivejšie a ľahšie sa udržiavajú. Na lodiach používajú hlavne alkalické batérie (kadmium-nikel alebo železo-nikel s elektrolytom - roztok žieravého draslíka) a kyslé - len ako štartovacie batérie. Batérie sú na lodi skladované v špeciálnych miestnostiach – batériových miestnostiach, ktoré musia mať dobré vetranie a prístup na otvorenú palubu. Alkalické a kyselinové batérie sa skladujú oddelene.

Elektrické meniče sa používajú na dodávanie prúdu spotrebiteľom, pre ktorých nie je vhodný typ alebo napätie prúdu generovaného hlavnou elektrárňou. Rozlišovať otáčanie A statické prevodníky. Medzi prvé patria dvojstrojový(motor a generátor) a jednostroj alebo meniče s jednou kotvou(stroj na jednosmerný prúd so zbernými krúžkami umiestnenými na hriadeli, ku ktorým vybiehajú kohútiky zo symetricky umiestnených bodov vinutia kotvy). Dvojstrojové meniče sú objemnejšie a drahšie, preto sa používajú len pri vysokých výkonoch. Medzi statické meniče patria polovodičové usmerňovače – selén, germánium, kremík. Ortuťové usmerňovače sa na lodiach nepoužívajú. Na zmenu hodnoty napätia použite transformátory.

Rozvod elektriny. Elektrina vyrobená lodnou elektrárňou sa distribuuje cez lodné siete k spotrebiteľom. Rozlišujú sa tieto elektrické siete lodí: moc- na napájanie elektrických pohonov lodných mechanizmov MKO, mechanizmov lodných systémov atď.; osvetlenie- na napájanie hlavného osvetlenia priestorov a otvorených palúb, signálnych a rozlišovacích svetiel, osvetlenia telegrafov, navigácie a iných prístrojov; núdzové osvetlenie - na napájanie osvetľovacích obvodov, ktoré musia fungovať v núdzovom režime (napájanie signálnych svetiel, osvetlenie chodieb, priechodov, riadiacich staníc, paluby lodí a priestorov na nalodenie lodí); nízky prúd- na napájanie obvodov telefónov, telegrafov, požiarnych hlásičov a pod.; prenosné osvetlenie- na napájanie cez zástrčkové spojenia prenosných svietidiel; elektronické navigačné zariadenia- na napájanie gyrokompasu, echolotu, elektromechanického denníka atď.

Zo zdrojov elektriny - generátorov - prúd tečie do hlavného rozvodného panelu (MSB), ktorý je centrálnym bodom distribúcie elektriny medzi skupinami spotrebiteľov na lodi.

Hlavný rozvádzač (obr. 10.2) je kovová konštrukcia (rám), na ktorú sa inštaluje spínacie zariadenie na zatváranie a otváranie elektrických obvodov (spínače, spínače, spínače, štartovacie tlačidlá), spúšťač A ovládacie zariadenie(reostaty a regulátory), ochranné vybavenie(poistky, relé spätného prúdu a spätného napájania atď.), signalizačné a riadiace prístroje. Lode sú vybavené chráneným hlavným rozvádzačom. Na prednej strane sú signálne a ovládacie prístroje a ovládacie rukoväte pre ostatné zariadenia, ktoré sú spolu so živými časťami namontované na zadnej strane rozvádzača. Typicky je hlavný rozvádzač inštalovaný v miestnosti elektrárne, pričom je okolo neho ponechaný voľný priechod široký 0,6-1,0 m (v závislosti od dĺžky hlavného rozvádzača a veľkosti nádoby) Vstup do rozvádzača je uzavretý dverami. so zariadením, ktoré umožňuje ich zaistenie v otvorenej polohe.

Riadiace a meracie prístroje umiestnené na hlavnom rozvádzači umožňujú nepretržitý dohľad nad prevádzkou lodnej elektrárne. Popri ručnom riadení chodu elektrárne pomocou prístrojov a zariadení zabezpečujú hlavné rozvádzače na lodiach automatické a diaľkové ovládanie – z centrálneho dispečingu alebo z mostíka.

Napájacie vedenia vychádzajú z hlavného rozvádzača. Existujú hlavné, napájacie (radiálne) a zmiešané (hlavno-napájacie) rozvody elektriny.

O kmeňový systém(Obr. 8.3, A) napájanie (generátory G 1 A G 2) dodávané z hlavného rozvádzača k spotrebiteľom cez hlavné boxy (MK) a rozvodné dosky (RShch), spojené jednou diaľnicou.

Obr 8.2 Hlavná rozvodná doska (MSB)

RShch U inštalované v určitých častiach plavidla - v prove, v korme, v strednej časti - napájajú skupinové rozvodnice a rozvodnice jednotlivých spotrebiteľov. O podávač (radiálny) systém (obr. 8.3, b) napájanie každej rozvodnej dosky, ako aj niektorých zodpovedných a výkonných spotrebiteľov (D x a D 2) vykonávané z hlavného rozvádzača cez samostatné napájače. Tento systém je spoľahlivejší ako hlavný, pretože pri poškodení podávača sa vypne iba jedna rozvodná doska alebo jeden kritický spotrebič.

Ryža. 8.3 Systémy distribúcie energie

a – hlavný, b – podávač, c – zmiešaný

Pri poškodení hlavného vedenia v prvom okruhu sa preruší napájanie celej skupiny rozvádzačov. S napájacím systémom je navyše možné zapínať a vypínať spotrebiče priamo na hlavnom rozvádzači. Pravidlá registra vyžadujú, aby sa niektorým spotrebiteľom poskytovalo iba napájacie napájanie.

Medzi takýchto spotrebiteľov patria: elektrické pohony kormidlového zariadenia, kotviace zariadenie, požiarne a drenážne čerpadlá, kompresory a čerpadlá postrekovacích systémov; elektrické panely pre rádiostanicu, gyrokompas, navigačné prístroje, signálne a rozlišovacie svetlá poplachovej stanice s automatickým zisťovaním požiaru, chladiace zariadenia nákladných priestorov; elektrické pohony mechanizmov zabezpečujúcich prevádzku hlavnej elektrárne; elektrické dosky pohonu pre náklad, čln, kotviace a iné zariadenia, vetranie atď. Obzvlášť dôležité spotrebiče, ako je elektrický prevod riadenia alebo signálne svetlá, dostávajú energiu cez dva napájače umiestnené čo najďalej od seba.

Hlavný systém je jednoduchší a výnosnejší ako podávač, ale je menej spoľahlivý a nemôže byť použitý pre všetkých spotrebiteľov. Preto na lodiach, ktoré zvyčajne používajú zmiešaný systém(obr. 8.3, c), vyznačujúci sa tým, že niektorí spotrebitelia sú napájaní cez napájací systém a niektorí menej zodpovední spotrebitelia sú zásobovaní hlavným systémom. Na prenos elektriny zo zdrojov k spotrebiteľom sa používajú systémy, ktoré sa líšia počtom vodičov s prúdom. Pre jednosmerný prúd sa zvyčajne používa dvojvodičový systém so striedavým trojfázovým prúdom - trojvodičový.

Pravidlá registra zakazujú používanie jednovodičového systému s použitím trupu lode ako spätného kábla, pretože je to spojené s nebezpečenstvom pre ľudský život (takýto systém je povolený len na lodiach s napätím do 30 V). Špeciálne lodné káble a vodiče môžu pracovať v podmienkach vysokej vlhkosti a slanosti v prítomnosti pár a silných vibrácií.

Sú vyrobené z niekoľkých točených mäkkých medených drôtov, ktoré izolujú jadro gumovým plášťom, cez ktorý je navinutá pogumovaná textilná páska. Na ochranu gumy pred vodou, ropnými produktmi, slnečným žiarením atď. je pokrytá ochranným plášťom - vyrobeným z olova (kábel CPM) alebo nehorľavej hadicovej gumy (kábel PRC); na jeho vrchu je na ochranu pred mechanickým poškodením navlečený kovový oplet z pozinkovanej ocele (kábel KNRP) alebo pocínovaného medeného drôtu (kábel KNRE), ktorý slúži ako clona pred rádiovým rušením. Kábel je na lodi uložený v špeciálnych závesoch a na oceľových paneloch. Pri ukladaní káblov cez vodotesné prepážky a paluby, aby nebola ohrozená ich vodotesnosť, sa ukladá do predelových alebo palubných káblových boxov, ktoré sa potom vypĺňajú tesniacou hmotou (bitúmen, epoxid-tiokolová zmes).

Súčasní spotrebitelia. Medzi hlavných spotrebiteľov prúdu na lodi patria elektrické pohony lodných mechanizmov, zariadení a systémov, osvetlenia a svetlometov, elektronických navigačných zariadení a elektrických komunikačných a signalizačných zariadení.

Elektrický pohon je zariadenie pozostávajúce z elektromotora, prevodového zariadenia spájajúceho elektromotor s pohonom a ovládacích zariadení.

Elektromotory používané v pohonoch riadenia, nákladu, kotvenia a iných zariadení sú značne preťažené a pracujú v režime častého zapínania a zmeny smeru pohybu. Tieto vlastnosti sa berú do úvahy pri navrhovaní vhodných elektrických pohonov.

Ako prevodový mechanizmus v námorných elektrických pohonoch sa zvyčajne používa tuhý prevod pomocou spojok alebo prírubových spojov.

Štartovanie, zmena smeru pohybu, brzdenie a zastavenie elektromotorov sa vykonáva pomocou ovládacieho zariadenia, ktoré zahŕňa:

stykače- elektromagnetické zariadenia diaľkového ovládania na uzatváranie a otváranie elektrických obvodov;

elektromagnetické relé- zariadenia, ktoré riadia veľkosť magnetického poľa a spúšťajú sa pri dosiahnutí danej hodnoty (existujú minimálne a maximálne prúdové relé, napäťové relé a časové relé);

tepelné relé, spúšťa sa, keď sa teplota odchyľuje od určitej hodnoty;

relé na monitorovanie neelektrických veličín, spúšťané zmenami tlaku, rýchlosti otáčania, hladiny kvapaliny atď.;

magnetické štartéry- komplexné zariadenia určené na riadenie asynchrónnych elektromotorov s klietkou nakrátko a ich ochranu;

magnetické stanice- zariadenia pozostávajúce z magnetických a iných zariadení namontovaných v kovovej skrini na automatické ovládanie elektrického pohonu;

príkazové zariadenia(tlačidlové ovládacie stanice, príkazové ovládače) - na diaľkové ovládanie elektrických pohonov, ako aj nastavovacie, spúšťacie a ovládacie odpory, ktorých hodnotu je možné meniť;

ovládače- viacstupňové spínacie zariadenia na ručné ovládanie reverzibilných elektrických pohonov krátkodobých a prerušovaných prevádzkových režimov;

brzdové elektromagnety- na odbrzdenie mechanických trecích bŕzd elektromotorov pracujúcich v krátkodobom a prerušovanom režime.

Zariadenia, ktoré regulujú činnosť lodných elektrických pohonov, sú ovládané ručne, poloautomaticky alebo automaticky – bez účasti operátora. Pri poloautomatickom riadení sa manuálne zadáva iba počiatočný príkaz a všetky ďalšie operácie sa vykonávajú automaticky.

Typ automatického riadenia je programové riadenie, v ktorom všetky operácie prebiehajú vo vopred určenom poradí a trvaní.

Na osvetlenie lodí sa používajú žiarovky, žiarivky a ortuťové oblúkové výbojky. lampy.

IN lampyžiarenie žiarovky je výsledkom zahrievania svietiaceho telesa - volfrámového vlákna; v žiarivkách žiari tenká vrstva špeciálnej látky pokrývajúcej vnútorný povrch trubice - fosforu, ktorý pod vplyvom elektrického výboja v plynoch alebo kovových parách vytvára svetelné žiarenie; v ortuťových oblúkových výbojkách vzniká svetelný tok žiarením oblúkového výboja a žiarou fosforu pokrývajúceho vnútorné steny sklenenej banky výbojky.

Námorné žiarovky sa od konvenčných líšia svojou vysokou mechanickou pevnosťou, ktorá sa dosahuje zhrubnutím nite a zvýšením počtu bodov jej uchytenia a dvojnásobnou priemernou dobou horenia. Zvyčajne sa používajú na miestne a celkové osvetlenie priestorov, na signálne a rozlišovacie svetlá a Pre núdzové osvetlenie.

Žiarivky, používané na námorné osvetlenie sa líšia povahou svetla a môžu byť obyčajné biele alebo teplé biele. Žiarivky sú veľmi citlivé na okolitú teplotu a stabilne fungujú len pri teplote okolo 20°C. Ďalšou nevýhodou týchto svietidiel je ich vlastný stroboskopický efekt (blikanie), preto ak sú v miestnostiach, ktoré osvetľujú, viditeľné rotujúce konštrukcie, je potrebné prijať opatrenia na jeho elimináciu. Výkonné ortuťové oblúkové lampy sa používajú na osvetlenie otvorených palúb alebo veľkých miestností. Pracujú stabilne v širokom rozsahu okolitých teplôt: od -30 do +60°C.

Na ochranu svietidiel pred vplyvom vonkajšieho prostredia, prerozdelenie svetelného toku a ochranu zraku pred priamym pôsobením svetla sa na lodiach používajú svietidlá vyrobené v otvorenom, chránenom, vodotesnom, hermetickom a nevýbušnom prevedení. Lampa s osvetľovacími zariadeniami sa nazýva lampa.

Lodné lampy môžu byť podpalubí (pod palubou), prepážkové, závesné, stolové alebo prenosné.

Osvetlenie lode musí vytvárať priaznivé podmienky pre prácu a život posádky a osvetlenie musí byť konštantné - bez výkyvov v dôsledku kolísania svetiel alebo zmien napätia. Normy osvetlenia sa riadia hygienickými predpismi.

Inštalácie svetlometov pozostávajú z svetlometov a riadiaceho systému. V lodných svetlometoch sa svetelný tok zo svetelného zdroja premieňa parabolickým zrkadlovým reflektorom na úzky, silný svetelný tok. Svetelnými zdrojmi sú žiarovky a v najvýkonnejších signálnych reflektoroch oblúkové lampy. Tubusové reflektory sa dodávajú v typoch s dlhým dosahom a reflektormi. Prvé sú inštalované na hornom moste alebo marťanskej platforme a slúžia na navigačné a signalizačné účely; možno ich otáčať okolo horizontálnej a vertikálnej osi ovládaním otáčania na diaľku z kormidlovne. Svetlomety sú menej výkonné; používajú sa na osvetlenie pracovných plôch na palube, móle a boku lode, ako aj na dekoratívne účely.

Samotestovacie otázky

Uveďte hlavné zdroje elektrického prúdu používaného na lodiach.

Uveďte typ, napätie a frekvenciu sieťového prúdu lode.

Ako sa distribuuje elektrina na lodi?

Aké sú hlavné systémy distribúcie energie, ktoré poznáte?

Čo platí pre súčasných spotrebiteľov?

Aké lampy sa používajú na osvetlenie lode?

Do akých skupín sa rozdeľujú prijímače elektrickej energie podľa charakteru?

spotreba?

Aký vplyv má počet jednotiek na prevádzkové vlastnosti solárnych elektrární?

Čo vysvetľuje rozšírené používanie hriadeľových generátorov?

Prednáška 2

Lodné elektrárne. Zariadenia pre lodné elektrárne.

Elektrická stanica je chápaná ako kombinácia množstva mechanizmov, strojov, zariadení a zariadení. Elektrická stanica obsahuje hnacie stroje, generátory, hlavný rozvádzač s namontovaným zariadením a rôzne pomocné zariadenia. Elektrické stanice na lodiach sú zvyčajne umiestnené v strojovniach.

Zdrojmi elektrickej energie na lodiach sú generátory striedavého aj jednosmerného prúdu poháňané hnacími strojmi (spaľovacími motormi, parnými strojmi alebo turbínami) a batériami.

Generátory spolu s hnanými strojmi sa nazývajú agregáty a podľa typu hnacieho stroja sa delia na parogenerátory, turbogenerátory a dieselgenerátory. Parné a turbogenerátory sú inštalované na lodiach s parnými elektrárňami, dieselové generátory sú inštalované na všetkých motorových lodiach a niekedy aj na parných lodiach.

Podľa účelu sú lodné elektrárne rozdelené na nasledujúce.

1. Elektrické stanice s nízkym výkonom určené predovšetkým na osvetlenie lodí; Výkon týchto elektrární spravidla nepresahuje niekoľko desiatok kilowattov. Takéto stanice sú inštalované na lodiach, kde pomocné mechanizmy nie sú elektrifikované, ale majú parný pohon (na lodiach s parnými piestovými motormi).

2. elektrické stanice určené na zabezpečenie činnosti pomocných mechanizmov a zariadení a na osvetlenie lode; Výkon týchto elektrární môže dosiahnuť niekoľko stoviek a dokonca tisícok kilowattov. Takéto elektrárne sú inštalované na lodiach s parnými turbínami, dieselovými a plynovými turbínovými jednotkami, kde sú pomocné mechanizmy elektrifikované.

3. elektrické stanice určené na zabezpečenie prevádzky elektrického pohonného systému lode, pohonu pomocných mechanizmov a zariadení a osvetlenia lode; Kapacita takýchto elektrární dosahuje niekoľko tisíc kilowattov. Inštalujú sa na turbo a dieselové elektrické lode.

Lodné elektrárne sú inštalované na jednosmerný aj striedavý prúd v súlade s Registrovým poriadkom. Pri použití jednosmerného prúdu je možné plynulo regulovať rýchlosť otáčania elektromotorov v širokom rozsahu, ich schopnosť preťaženia a veľký rozbehový moment. Pri použití striedavého prúdu je konštrukcia motorov jednoduchá a lacná, ich hmotnosť a veľkosť sú malé, ako aj množstvo ďalších výhod. Okrem toho môže byť striedavý prúd transformovaný na rôzne napätia.

Na námorných plavidlách, ktoré používajú Jednosmerné napätie 6, 12, 24, 110 220 V A napätie striedavého prúdu 6, 12, 24, 127, 220, 380 V. Pre silové obvody sú povolené napätia do 380 V so striedavým prúdom a do 220 V s jednosmerným prúdom. napätie osvetlenia - 6, 12 a 24 V. V tomto prípade pre cisterny sa napätie osvetľovacieho okruhu nepoužíva nad 110 V pri jednosmernom prúde a 127 V pri striedavom prúde.

Okrem hlavnej lodnej elektrárne je vybavená veľká väčšina námorných plavidiel núdzová elektráreň, schopné dodávať energiu a potrebné osvetlenie ovládacím zariadeniam lode. Núdzová elektráreň má spravidla svoj vlastný rozvádzač, ktorého zdrojom energie môže byť dieselový generátor a menej často batéria vhodnej kapacity. Bez ohľadu na prítomnosť núdzovej elektrárne musia byť lode určitej kategórie (tankery, osobné lode, ako aj lode s elektrifikovanými pomocnými mechanizmami) vybavené malým núdzovým osvetlením napájaným špeciálnou batériou, ktorá sa automaticky zapne, keď prúd v svetelný okruh lode sa zastaví.

Elektrická energia vyrobená lodnými elektrárňami sa distribuuje spotrebiteľom prostredníctvom distribučných zariadení, ktoré obsahujú nástroje a prístroje potrebné na tento účel. Medzi takéto zariadenia na lodiach patria: hlavný rozvodný panel, sekundárny, skupinový, individuálny a núdzový rozvodný panel.

Ak má loď všetky tieto zariadenia z hlavnej rozvodnej dosky, elektrická energia sa distribuuje na sekundárne dosky, z nich na skupinové, od skupinových k individuálnym, čím sa dodáva elektrina určitým spotrebiteľom. Na mnohých lodiach sú skupinové a individuálne rozvádzače napájané priamo z hlavného rozvádzača.

Všetky rozvodné dosky pozostávajú z kovového rámu a panelu, ktorý je k nemu pripevnený. Podľa návrhu sú rozvodnice otvoreného a uzavretého typu. Na otvorených rozvádzačoch sú všetky prístroje a prístroje umiestnené na prednej strane; Na uzavretých rozvádzačoch sú na prednej strane umiestnené iba elektrické meracie prístroje a z ostatných prístrojov a prístrojov sú na prednú stranu vyvedené iba rukoväte (zotrvačníky, rukoväte), samotné prístroje, prístroje a všetky časti vedúce prúd namontované na zadnej strane štítu. Podľa pravidiel registra sa na námorné plavidlá môžu inštalovať iba rozvádzače uzavretého typu.

Počet panelov na hlavnej rozvodnej doske je určený počtom generátorov elektrárne a počtom súčasných spotrebiteľov lode. Zvyčajne je pre každý generátor a pre samostatné skupiny súčasných spotrebiteľov (napájací obvod, pracovný osvetľovací obvod, obvod vykurovacieho zariadenia atď.) k dispozícii nezávislý panel, nazývaný panel generátora.

Všetky generátory sú pripojené na spoločné prípojnice hlavného panelu. Tieto autobusy je možné pomocou špeciálnych zariadení rozdeliť na časti, aby bolo možné ich odpojiť a opraviť počas chodu elektrárne.

Všetky zariadenia inštalované na hlavnom rozvádzači a ostatné rozvodné zariadenia možno podľa účelu rozdeliť do skupín: spínacie, ochranné, elektrické meracie, spúšťacie a riadiace, signalizačné.

Spínacie zariadenia slúži na zapnutie, vypnutie a prepnutie. Patria sem: ističe, vypínače a vypínače. Pomocou týchto zariadení môžete zatvárať a otvárať elektrické obvody. Všetky tieto zariadenia sú navrhnuté pre určitú silu prúdu.

Ochranné zariadenia slúžia na ochranu elektrických strojov a vodičov pred nadmerným prúdovým preťažením a inými poruchami pri bežnej prevádzke elektrických inštalácií. Patria sem: poistky (korkové, tanierové a rúrkové), ističe a relé (maximálny, minimálny a spätný prúd).

Akcia poistky(korkový, tanierový a rúrkový) je, že do obvodu je sériovo zapojená poistka - vodič takej dĺžky a prierezu, že keď ním prechádza prúd nad prípustné normy, roztaví sa a obvod, ktorý chráni, sa otvorí.

Prax ukazuje, že poistky poskytujú uspokojivú ochranu proti skratu, ale nie vždy proti preťaženiu. Okrem toho po prevádzke (tavení) týchto poistiek vyžadujú úplnú alebo čiastočnú výmenu. Preto sú inštalované pokročilejšie zariadenia - ističe a relé používané na ochranu generátorov a elektromotorov pred minimálnym, maximálnym a spätným prúdom.

Tieto zariadenia je možné nastaviť na určitý prevádzkový prúd a po prevádzke ich možno znova zapnúť bez výmeny akýchkoľvek dielov.

Elektrické meracie prístroje slúžia na meranie hodnoty prúdu prechádzajúceho obvodom (jeho sily, napätia, odporu a pod.). Medzi hlavné elektrické meracie prístroje patria: ampérmetre, používané na meranie prúdu; voltmetre na meranie napätia; ohmmetre a megaohmmetre, ktoré merajú odpor; wattmetre, ktoré merajú výkon; merače, ktoré merajú množstvo spotrebovanej energie.

Ako štartovacie a riadiace zariadenia na lodiach sa najviac používajú reostaty (štartovacie, štartovacie, riadiace, riadiace), ktoré sú rezistorom alebo súpravou odporov so spínacím zariadením. Štartovacie reostaty sa používajú na obmedzenie prúdu pri štartovaní elektromotorov; ovládanie štartovania - na obmedzenie prúdu pri štartovaní elektromotora a reguláciu jeho rýchlosti otáčania; regulácia - na reguláciu napätia jednosmerných a striedavých generátorov, ako aj na reguláciu rýchlosti otáčania jednosmerných elektromotorov.

Okrem regulácie reostatu, v závislosti od vybavenia, môže byť ovládanie regulátorom, stykačom a podľa systému generátor - motor a podľa spôsobu ovplyvňovania zariadenia - manuálne, poloautomatické a automatické.

Signalizačné zariadenie slúži na upozorňovanie obsluhujúceho personálu na odchýlky od bežného prevádzkového režimu elektrických strojov, núdzové odstávky alebo poruchy v určitých úsekoch okruhu. Najjednoduchším a najbežnejším signalizačným zariadením sú elektrické signálne svietidlá inštalované na rozvodných doskách.

Elektrické energetické systémy lode. Lodné elektrárne.

Systém elektrickej energie (EPS ) je súbor zariadení určených na výrobu elektriny, jej premenu, prenos a distribúciu medzi spotrebiteľov.

Podľa účelu možno EPS rozdeliť na hlavné, ktoré dodávajú elektrinu hlavným hnacím elektromotorom plavidla - HED (v elektrárňach s hlavným elektrickým prevodom), pomocné a špeciálne. V závislosti od typu prúdu sú všetky lodné elektrické napájacie systémy rozdelené na AC a DC EPS. Na druhej strane je možné palubný AC EPS rozdeliť na štandardné (priemyselné) frekvenčné systémy - 50 Hz a vysokofrekvenčné elektrické energetické systémy (zvyčajne 400 Hz), ako aj hodnotou napätia hlavnej elektrickej siete.

Výkonová kapacita plavidla závisí od celkového inštalovaného výkonu spotrebiteľov elektrickej energie, účelu plavidla, ako aj hlavných režimov spotreby energie v súlade s konkrétnym účelom plavidla.

Vo všeobecnosti EPS lode obsahuje tieto hlavné komponenty:

− zdrojov elektriny , medzi ktoré patria všetky prostriedky na výrobu elektriny: hnacie stroje, elektrické generátory, chemické zdroje prúdu – batérie;

− zariadenia na premenu energie . Patria sem statické a strojové meniče výkonu, transformátory;

− distribučné zariadenia , určený na distribúciu vyrobenej a premenenej elektriny konečným spotrebiteľom. Patria sem hlavné rozvádzače - hlavné rozvádzače, ktoré zase môžu pozostávať zo samostatných špecializovaných sekcií; rozvodné dosky - РШ; rozvádzače jednotlivých spotrebiteľov, ako aj ovládacie panely;

− energetické siete , predstavujúce káblové komunikačné linky medzi zdrojmi elektriny, distribučnými zariadeniami a spotrebiteľmi elektriny. Vo všeobecnosti môže EPS lode pozostávať z nasledujúcich elektrických sietí: hlavná elektrická sieť, sieť jednosmerného a striedavého prúdu, sieť normálneho a núdzového osvetlenia, prenosná sieť osvetlenia a iné miestne siete v súlade s charakteristikami spotrebiteľov elektriny ( napríklad napájacie siete pre automatizačné systémy, špeciálne siete atď.);

− spotrebiteľov elektriny;

− ovládacie prvky, elektrická ochrana spotrebiteľov a sietí, poplašné systémy.

Organizačne a technicky sú usporiadané zdroje energie a hlavné rozvodné zariadenia lodné elektrárne - SES. Lodná elektráreň zvyčajne zahŕňa: zdroje elektrickej energie; rozvádzače – úseky hlavných rozvádzačov a rozvádzačov jednotlivých, najvýznamnejších spotrebiteľov; ovládacie panely a monitorovanie prevádzkových režimov EPS; spínacie a ochranné zariadenia; istič; zariadenia na meranie, monitorovanie a reguláciu parametrov elektriny.

Podľa ich hlavného účelu možno všetky lodné elektrárne rozdeliť do troch typov: hlavné elektrárne – elektrické hnacie motory (PEM) poskytujúce elektrickú energiu na lodiach s elektrickým pohonom; všeobecné lodné elektrárne – poskytovanie elektriny spotrebiteľom hlavnej elektrárne a všeobecným spotrebiteľom lodí vo všetkých režimoch prevádzky plavidla; núdzové elektrárne – zabezpečenie prevádzky jednotlivých, najdôležitejších spotrebiteľov v prípade výpadku všeobecných lodných elektrární.

Aby sa zabezpečila maximálna životnosť lode v prípade havarijného poškodenia, všeobecné lode a hlavné elektrárne sú umiestnené v najviac chránených častiach lode, spravidla v strojovniach alebo priamo v ich blízkosti. Núdzové elektrárne sú umiestnené v miestnostiach umiestnených nad najvyššou súvislou palubou mimo šácht strojovne a majú priamy prístup na otvorené paluby lode.

Na základe inštalovaného výkonu možno solárne elektrárne rozdeliť na elektrárne slaby prud-250 ÷ 1500 kW ; elektrárne stredný výkon– 1500 ÷ 6000 kW ; a elektrárne veľká sila- vyše 6000 kW.

Na základe spôsobu riadenia sa elektrárne delia na automatické a automatizované s diaľkovým ovládaním.

Počet elektrární na lodi závisí od jej hlavného účelu a napájania a ich počet môže byť od jednej do troch. Ak je na lodi niekoľko elektrární, zvyčajne sú pomenované podľa umiestnenia hlavných zdrojov elektriny. Napríklad na lodi s dvoma elektrárňami sú tzv nosové A zadný alebo elektrárne ľavice A pravobok ; ak sú na lodi tri elektrárne, volajú sa nosové, priemer A zadný alebo elektrárne ľavá, pravá strana A priemer.

Lodná elektrická elektráreň (SEPU) je komplexný technický komplex pozostávajúci z rôznych typov elektrických zariadení, ktoré zabezpečujú procesy na výrobu a distribúciu elektriny medzi prijímačmi, ktoré premieňajú elektrinu na iné druhy energie (mechanickú, tepelnú, svetelnú, chemickú atď.) .

Elektráreň lode zahŕňa:

lodný elektrický energetický systém (SEPS);

všeobecné lodné energetické prijímače;

elektrická pohonná jednotka (GEU),

Štruktúra SEEA je znázornená na obr. 1.1.

SEEA má všetky vlastnosti systému, ale ďalej sa všeobecne používaná terminológia používa vo vzťahu k lodným elektrickým komplexom, systémom a inštaláciám.

SEPS zahŕňa jednu alebo viacero lodných elektrární (SPP) a lodné distribučné siete.

SES sa nazýva technický komplex pozostávajúci zo zdrojov elektriny a hlavného rozvodného panelu (MSB), ktorého hlavným účelom je výroba elektriny v požadovanom množstve a kvalite vo všetkých režimoch prevádzky plavidla.

Lodné elektrárne sa delia na na základné, núdzové a špeciálne. Hlavná SES poskytuje elektrinu všeobecným lodným prijímačom vo všetkých prevádzkových režimoch plavidla vrátane núdzových (požiar, diera). Pohotovosť SES poskytuje energiu iba kritickým prijímačom v prípade hlavného zlyhania.

Špeciálne SES je možné použiť na lodiach na napájanie technologických komplexov (zariadenie na spracovanie rýb, vrtná súprava atď.). Medzi špeciálne patria solárne elektrárne, ktoré poháňajú elektrické pohonné jednotky. V nich sú napájacie zdroje napojené na rozvádzač elektrického pohonu (SMS).

Ak SES súčasne napája elektrický generátor a všeobecné prijímače elektrinou, potom sa v tomto prípade elektrický energetický systém lode zvyčajne nazýva jediný.

Elektrické rozvodné siete skladá sa z:

Elektrické rozvodné dosky (PDB);

Káblové elektrické vedenia, ktoré prenášajú elektrinu zo zdrojov alebo distribučných panelov (DP) do prijímačov;

Meniče elektrickej energie, ktoré poskytujú energiu miestnym sieťam, ako je prenosná sieť pracovného osvetlenia, vysielacia sieť atď.

Vo väčšine prípadov pohyb lode zabezpečujú hlavné motory (diesely, turbíny), ktoré sú súčasťou hlavnej elektrárne lode (GPP). Na mnohých plavidlách na rôzne účely sa na zabezpečenie pohonu plavidla používa elektrická pohonná jednotka (GPU), ktorá je súčasťou SEEU.

Na lodiach s elektrocentrálami je pohon zabezpečený chodom elektrických pohonných motorov (PEM), ktoré sú napájané buď zo špeciálnej alebo z hlavnej elektrocentrály.

Na základe typu vzťahu s hlavnou elektrárňou plavidla možno SEPS rozdeliť na:

autonómne SEPS, ktoré nemajú priame spojenie s GPP;

SEPS s vývodovým hriadeľom z GPP;

Zjednotený SEES.

Klasifikácia SEES podľa typu spojenia s hlavnou elektrárňou plavidla je uvedená na obr. 1.2.

Ryža. 1.2. Klasifikácia SEPS podľa typu spojenia s GPP

V autonómnych solárnych elektrárňach elektrinu na napájanie prijímačov vyrábajú autonómne zdroje energie, zvyčajne turbo alebo dieselové generátory.

SEPS s výkonom odoberaným z GPP okrem autonómnych zdrojov elektriny zahŕňa generátorové agregáty, ktoré na výrobu elektriny využívajú výkon hlavného generátora. Takéto zariadenia zahŕňajú šachtové generátorové jednotky (VGU) a recyklačné jednotky. Vo VGU sa elektrina vyrába v hriadeľových generátoroch (SG), poháňaných priamo hlavným motorom. V recyklačných zariadeniach sa používajú recyklačné parné alebo plynové turbínové generátory. Na výrobu pary v regeneračných kotloch sa využíva teplo výfukových (odpadových) plynov hlavného motora. Využitie plynových turbínových generátorov je poháňané pod vplyvom tlaku výfukových plynov hlavného motora.

Na rozdiel od VGU nachádzajú turbogenerátory s využitím na moderných lodiach obmedzené využitie. Je to spôsobené predovšetkým nízkym výkonom recyklačného zariadenia.

VGU vyrábajú priamy odber výkonu z GPP, zatiaľ čo prevádzkové zariadenia vykonávajú nepriamy odber výkonu.

V jednotnom SEPS sa vyrobená elektrina vynakladá na všeobecné potreby lode a zabezpečenie pohybu plavidla.

Lodná elektráreň vyrába elektrinu požadovaných parametrov a distribuuje ju medzi lodných spotrebiteľov v súlade s prevádzkovými režimami lode. Musí zabezpečiť nepretržitú dodávku kvalitnej elektriny všetkým kritickým spotrebiteľom vo všetkých režimoch prevádzky plavidla a spĺňať požiadavky na jednoduchosť, nenáročnosť na údržbu, vysokú spoľahlivosť pri čo najnižších počiatočných nákladoch, hmotnosti, rozmeroch a prevádzkových nákladoch.

Lodné elektrárne sú podľa účelu rozdelené na hlavné, všeobecné a núdzové. Hlavné elektrárne poskytujú elektrickú energiu hnacím motorom dieselelektrických lodí a sú súčasťou pohonných elektrární. Na niektorých lodiach s DUEP môže byť zabezpečený čiastočný alebo úplný odber výkonu z hlavnej elektrárne na iné lodné spotrebiče.

Lodná elektráreň (na všeobecné lodné účely) vyrába elektrickú energiu na napájanie všetkých spotrebiteľov lode vo všetkých hlavných režimoch prevádzky lode.

Núdzová elektráreň dodáva elektrinu obmedzenému počtu životne dôležitých spotrebiteľov v prípade poruchy lodnej elektrárne.

Podľa typu prúdu sa lodné elektrárne delia na striedavé a jednosmerné elektrárne.

Takmer všetky pomocné mechanizmy námorných plavidiel sú poháňané elektricky. Elektromotory spravidla poháňajú čerpadlá, ventilátory, kompresory atď., čím slúžia elektrárňam a lodným systémom a iným potrebám. Elektrifikované mechanizmy lodného vybavenia sú široko používané na námorných plavidlách: nákladné navijaky a žeriavy, navijaky, kotviace navijaky, lodné navijaky atď. Motory prevodovky riadenia sú spravidla elektrohydraulické. V posledných rokoch sa čoraz viac využívajú hydraulické navijaky, žeriavy, navijaky atď. Hydraulické zariadenia týchto mechanizmov, ako aj mechanizované uzávery nákladových priestorov, sú obsluhované elektricky poháňanými olejovými čerpadlami.

Tak na motorových lodiach, ako aj na lodiach s inými typmi zariadení sú takmer všetky pomocné mechanizmy spotrebiteľmi elektriny. Parnou turbínou sú poháňané iba napájacie čerpadlá turba na lodiach s motormi s parnými turbínami. Ostatné parné mechanizmy používané na námorných plavidlách sú spravidla buď záložné, alebo fungujú relatívne krátko. Cisternové lode teda často používajú nákladné čerpadlá poháňané turbodúchadlom a piestové čerpadlá na stripovanie pary, ktoré fungujú len počas doby vykládky, ako aj niektoré ďalšie krátkodobo fungujúce parné mechanizmy, napríklad navijaky a hadicové navijaky.

Na zabezpečenie prevádzky všetkých pomocných elektrických zariadení a systémov potrebných na udržanie prevádzkového stavu plavidla a bežných životných podmienok na ňom sú súčasťou lodnej elektrárne pomocné motory. Poháňajú generátory elektrického prúdu, ktoré dodávajú záťaž lodnej elektrárni umiestnenej v samotnej strojovni. Okrem týchto účelov je elektrina nevyhnutná na zaistenie bezpečnosti lode a ľudí v rôznych núdzových situáciách.

Hlavný zdroj elektriny musí pozostávať aspoň z dvoch generátorov. Výkon generátorov musí byť taký, že keď sa jeden z nich zastaví, postačuje na napájanie zariadení a systémov, ktoré zabezpečujú normálne prevádzkové podmienky pre pohyb a bezpečnosť lode, ako aj zachovanie minimálneho pohodlia pre posádku a cestujúcich. . Musí byť zabezpečená prevádzka zariadení a systémov na varenie, kúrenie, domáce chladničky a umelé vetranie, ako aj dodávka čerstvej vody a vody pre hygienické potreby. Ak zlyhá jeden z generátorov alebo primárny zdroj energie, zostávajúce musia zabezpečiť prevádzku elektrických zariadení a systémov potrebných na spustenie hlavných mechanizmov, keď loď nie je v prevádzke.

Na lodiach s parnými turbínami sú generátory lodnej elektrárne poháňané pomocnými parnými turbínami. Pomocné turbogenerátory využívajú spravidla paru rovnakých parametrov ako hlavná turboprevodovka. Parná turbína poháňa generátor cez jednostupňovú prevodovku a má nezávislý kondenzátor. Ako príklad môžeme uviesť parametre domáceho turbogenerátora s výkonom 600 kW. Rýchlosť otáčania turbíny je 8,5 tisíc otáčok za minútu a generátor 1 tisíc otáčok za minútu. Turbína má sedem aktívnych tlakových stupňov.

Para z pomocných kotlov sa dá použiť aj pre turbogenerátory, spotreba pary je 7-9 kg/kWh. Na lodiach s jednotkami s plynovou turbínou môže byť zaťaženie elektrárne zabezpečené generátormi s plynovou turbínou.

Na motorových lodiach sa na pohon generátorov používajú najmä stredne otáčkové a vysokorýchlostné dieselové motory s priamym prenosom výkonu na generátor s celkovým výkonom do 1000 kW alebo viac.

Na výrobu elektriny sa energia často odoberá z pohonnej jednotky do hriadeľového generátora. Ak je k dispozícii hriadeľový generátor, pomocné dieselové generátory nepracujú v prevádzkovom režime. To zvyšuje zdroj dieselových generátorov a umožňuje vám šetriť palivo v prevádzke. Hriadeľové generátory sa odporúča použiť v prípadoch, keď hlavný motor pracuje dlhú dobu v konštantnom, takmer nominálnom, málo sa meniacom režime (s vysokým percentom doby chodu v prevádzke). Pri inštalácii hriadeľového generátora je potrebné, aby pri poklese otáčok hriadeľového vedenia pod 80 % menovitej hodnoty došlo k jeho automatickému odpojeniu od rozvádzača a zapnutiu záložného dieselového generátora, ktorý počas chodu dodáva elektrinu spotrebiteľom. režim. Vypnutie generátorov hriadeľa a zapnutie záložného dieselového generátora trvá 10 - 15 s, preto pre neprerušenú dodávku elektriny spotrebiteľom, ktorí nedovoľujú jej prerušenie (riadenie, alarm, automatizácia atď.), by ste mali majú vyrovnávaciu batériu, ktorá sa automaticky zapína napájacou sieťou.

Zaťaženie elektrárne počas chodu je možné zabezpečiť elektrinou z rekuperačného turbogenerátora na dieselových lodiach s výkonom hlavného motora nad 10 tisíc kW. Potreby plavidla v parnom a elektrickom režime je však možné úplne uspokojiť aj za chodu vďaka systémom využitia s výkonom hlavného motora nad 15 tis. kW (pre režim min. 90 % nominálnej hodnota). Pre typické lodné turbogenerátory sú akceptované tieto počiatočné parametre: tlak pary v separátore 0,6 MPa, tlak prehriatej pary 0,5 MPa, jej teplota 255 - 285 °C, tlak v kondenzátore 0,005-0,006 MPa. Na základe skúseností s prevádzkou recyklačných turbogenerátorov na lodiach možno vyvodiť tieto závery:

- paralelná prevádzka turbogenerátora a dieselgenerátora je oveľa ekonomickejšia a spoľahlivejšia ako prevádzka turbogenerátora z regeneračných a pomocných kotlov;
- paralelná prevádzka turbogenerátora a hriadeľového generátora je efektívnejšia, pretože ten môže poskytnúť akúkoľvek najmenšiu chýbajúcu energiu;
- paralelná prevádzka turbogenerátora z regeneračného a pomocného kotla je vhodná len pri umývaní nádrže, pri spaľovaní palivového odpadu a produkcii inertných plynov za pohybu.

Pre väčšinu dopravných lodí je použitie turbogenerátorov na napájanie záťaže lodnej elektrárne možné počínajúc výkonom cca 7 tis. kW pre stredne otáčkové dieselové motory, cca 10 tis. kW pre nízkootáčkové naftové motory s priamym preplachovanie prietokového ventilu (Burmeister a Wein) a 15 tis. kW pre nízkootáčkové dieselové motory s obrysovým (slučkovým) preplachovaním (firmy MAN a Sulzer).

Na nových dieselových lodiach na prepravu nákladu s pevnou vrtuľou sa spravidla inštalujú 3 až 4 dieselové generátory, a ak to výkon dovolí, potom 2 až 3 dieselové generátory a regeneračný turbogenerátor. Ak sú k dispozícii vrtule s nastaviteľným stúpaním, sú nainštalované 2 (menej často 3) dieselové generátory a hriadeľový generátor.

Na lodiach s parnými turbínami sú v elektrárni často dva turbogenerátory, z ktorých jeden je záložný, a dieselový generátor, ktorý pracuje počas kotvenia lode, keď nie sú v prevádzke lodné nákladné stroje a kotly sú nečinné.

Zdrojmi elektrickej energie na lodiach sú striedavé alebo jednosmerné elektrické generátory poháňané primárnymi motormi (parné motory a turbíny, spaľovacie motory) a batériami. Súčasné generátory namontované spolu s primárnymi motormi na tom istom základovom ráme sa nazývajú elektrické jednotky a podľa typu primárneho motora sa delia na parogenerátory, turbogenerátory a dieselgenerátory.

Elektrická stanica lode okrem elektrických jednotiek obsahuje hlavné a pomocné rozvádzače s vybavením, prístrojmi a rôznymi pomocnými zariadeniami, ktoré sú na nich umiestnené. Elektrická stanica sa zvyčajne nachádza v strojovni lode alebo v špeciálnom priestore v blízkosti strojovne.

Lodné elektrárne sa podľa účelu delia na hlavné, pomocné a osvetľovacie. Hlavné elektrárne sú inštalované na lodiach, ktoré majú ako hlavné motory vrtuľové elektromotory (turbo- a dieselelektrické lode). Takéto stanice slúžia na zabezpečenie pohybu plavidla, pohon pomocných mechanizmov a zariadení, osvetlenie plavidla a napájanie domácich elektrospotrebičov. Dosahujú výkon niekoľko tisíc kilowattov.

Pomocné elektrárne sú inštalované na lodiach s parnými turbínami, dieselovými a plynovými turbínovými jednotkami (lode s turbínami, motorové lode atď.). Sú určené na zabezpečenie prevádzky pomocných mechanizmov a zariadení, ako aj na osvetlenie plavidla. Výkon takýchto elektrární dosahuje niekoľko stoviek a dokonca tisícok kilowattov.

Osvetľovacie elektrárne sú inštalované na malých lodiach s pomocnými mechanizmami poháňanými parou a slúžia hlavne na osvetlenie lode. Výkon týchto elektrární spravidla nepresahuje niekoľko desiatok kilowattov.

Lodné elektrárne môžu byť v súlade s pravidlami registra ZSSR buď jednosmerný prúd s napätím 6, 12,24, 110 a 220 V, alebo striedavý prúd s napätím 6, 12, 24, 127, 220 a 380 V. Pre silové elektrické siete je povolené používať napätie do 220 V s jednosmerným prúdom a do 380 V so striedavým prúdom. Pre osvetľovacie siete sa bez ohľadu na typ prúdu používa napätie 220 alebo 110/127 V a pre nízkonapäťové osvetlenie - 6, 12 a 24 V. Na tankeroch a ropných tankeroch by napätie osvetlenia nemalo presiahnuť 110 V pre jednosmerný prúd a 127 V pre striedavý prúd.

Lode používajú jednosmerné a striedavé elektromotory. Použitie jednosmerného prúdu umožňuje plynule regulovať rýchlosť otáčania elektromotorov v širokom rozsahu, čo umožňuje ich preťaženie a veľký rozbehový moment. Preto sa na lodiach používajú jednosmerné elektromotory na pohon palubných mechanizmov, kormidlových zariadení a niektorých pomocných mechanizmov v strojovni. Väčšiu výhodu však majú elektromotory na striedavý prúd (najmä asynchrónne), čo vysvetľuje súčasný trend ich plošného zavádzania na námorných plavidlách (pozri § 24).

Napríklad asynchrónne elektromotory s rotorom nakrátko, vyrábané vo vodotesnom a vodotesnom prevedení pre napätie 380/220 V, možno použiť ako hnacie motory, tak aj na pohon palubných mechanizmov.

Okrem hlavnej elektrárne má väčšina lodí nezávislú núdzovú stanicu poháňanú núdzovým dieselovým generátorom a navrhnutú tak, aby poskytovala energiu a osvetlenie riadiacim zariadeniam lode a hlavným pomocným elektrickým mechanizmom v prípade poruchy hlavnej elektrickej jednotky.

Na niektorých typoch lodí (ropné tankery, osobné lode atď.) sú spolu s núdzovou elektrárňou nainštalované špeciálne batérie pre malé núdzové osvetlenie, ktoré sa automaticky zapne, keď zmizne prúd v osvetľovacej sieti lode.

Hlavný rozvádzač (MSB) lodnej elektrárne pozostáva z kovového rámu a jedného alebo viacerých panelov k nemu pripevnených, určených na umiestnenie zariadení. Počet panelov na ráme štítu je určený počtom elektrických generátorov a počtom spotrebiteľov prúdu lode.

Podľa pravidiel registra ZSSR sa na námorné plavidlá môžu inštalovať iba rozvádzače uzavretého typu. Takéto rozvádzače sa vyznačujú tým, že na ich čelnej strane sú na paneloch umiestnené iba elektrické meracie prístroje, ako aj ovládacie rukoväte pre ostatné prístroje a zariadenia, ktoré sú spolu so živými časťami a zbernicami namontované na zadnej strane. rozvádzač. Všetky elektrocentrály sú napojené na spoločné hlavné rozvádzače, ktoré sú rozdelené do samostatných sekcií pre možnosť odstavenia a opravy za chodu elektrocentrály. Súčasťou rozvádzačov sú aj podružné, skupinové a individuálne rozvádzače, usporiadané podobne ako hlavný rozvádzač.