ГЕНЕРИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЩИТЫ
§ 25. ГЕНЕРИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В составе СЭС имеется подсистема генерирования и распределения электроэнергии, предназначенная для производства, преобразования, распределения и передачи электроэнергии приемникам. В состав ПГРЭ включены источники тока, преобразовательные, распределительные устройства и линии передач, приемники электроэнергии.
Рассмотрим принципы построения схем ПГРЭ, основные требования, предъявляемые к ним, и необходимые исходные данные.
При разработке схем ПГРЭ используют следующие исходные данные: число и типы ГА, их мощность; число и мощность ответственных и малоответственных приемников электроэнергии; мощность, потребляемую приемниками в эксплуатационных режимах работы судна; расположение на судне ГА, распределительных щитов и приемников; число и мощность приемников, подключаемых к ГРЩ и вторичным распределительным щитам.
К схемам ПГРЭ предъявляют следующие основные требования: бесперебойное снабжение качественной электроэнергией в необходимом количестве во всех эксплуатационных режимах работы судна; быстрый ввод в действие и прием нагрузки ГА; резервирование мощности генераторов в соответствующих режимах; маневренное управление электроснабжением приемников в нормальных и аварийных режимах функционирования ЭС (минимальное число переключений при переходе с одного режима на другой); равномерное распределение нагрузки между ГА; визуальный или автоматический контроль за состоянием их параметров, работой сигнализации; защита элементов и участков судовой сети от коротких замыканий, перегрузок и недопустимого снижения напряжения; типизация схемных углов для создания конструктивно и функционально законченных унифицированных элементов, блоков и секций на единой элементной базе; применение скоростных (индустриальных) методов монтажа линии передач и аппаратуры; минимальные масса и размеры элементов электрооборудования.
В настоящее время на судах транспортного и промыслового флотов применяется множество вариантов схем ПГРЭ, различных по составу элементов и функциональным связям. Однако можно установить общие принципы построения узлов и взаимных связей между ними, которые могут быть обобщены в типовой схеме ПГРЭ.
Принципиальная схема ПГРЭ (рис. 48) для трех ГА состоит из унифицированных схемных узлов. При наличии множества ГА в схеме следует увеличить число унифицированных схемных узлов.
В типовой схеме ПГРЭ показаны построения схемных узлов цепей главного тока ГА, ГРЩ и отходящих фидеров электроснабжения ответственных 1 и малоответственных 2, 3 приемников.
Коммутация цепей главного тока осуществляется автоматическими выключателями, предназначенными для подключения к шинам ГРЩ генераторов (выключатели ВГ1—ВГЗ), фидеров питания с берега (выключатели электроснабжения с берега ВБ, приемники 4), щита 5 аварийной электростанции ВАЭ и фидеров электроснабжения приемников (выключатели ВФ).
Шины ГРЩ разделены на отдельные секции /—V, которые могут соединяться между собой секционными выключателями ВС1—ВСЗ. Секционирование шин обеспечивает электроснабжение ответственных приемников от разных секций шин ГРЩ и соответственно источников тока, а также отключение отдельных секций при коротких замыканиях и для текущего ремонта. Схема ГРЩ предусматривает автономную работу ГА на свои секции шин (выключатели ВГ1 — ВГЗ), параллельную работу всех генераторных агрегатов (выключатели ВГ1 — ВГЗ и ВС1 — ВСЗ).
Ответственные приемники 1 электроэнергии, обеспечивающие движение и безопасность плавания судна, распределяются равномерно между секциями шин ГРЩ по принципу ответственности. Малоответственные приемники группируют и подключают к блоку малоответственных приемников БМП, который через контакторы К1 — КЗ подключается к шинам ГРЩ. При недопустимых перегрузках ГА отключается БМП, чем достигается снижение нагрузки генераторного агрегата. Отдельные малоответственные мощные приемники 2 подключаются непосредственно к секциям шин ГРЩ посредством выключателей ВФ.
Рис. 48. Принципиальная схема ПГРЭ
Рис. 49. Принципиальные схемы генерирования и распределения электроэнергии
на судах
На ГРЩ предусматривают секции шин пониженного напряжения (400/127 или 400/220 В), предназначенные для электроснабжения светильников, нагревательных и бытовых приборов. Число секций пониженного напряжения на ГРЩ зависит от числа и мощности приемников.
ГРЩ состоит из отдельных конструктивно оформленных секций, назначение и состав аппаратуры каждой секции будут рассмотрены далее.
Для полного представления о схемах ПГРЭ приведем некоторые разработанные характерные схемы транспортных и промысловых судов. В отдельных схемах ПГРЭ вместо секционных автоматических выключателей применяют разъединители, и на одну секцию шин ГРЩ могут подключаться два генератора вместо одного по типовой схеме.
Схемы ПГРЭ промысловых (рис. 49, а) и транспортных (рис. 49, б) судов несколько различаются, что обусловлено сочетанием на электростанциях ВГ и автономных ДГ. В остальном они построены по рассмотренным принципам. В ходовых режимах приемники промыслового судна получают электроэнергию от ВГ, а в других режимах —от автономных дизельных генераторов.
Во всех ПГРЭ в основном принята радиальная схема распределения электроэнергии, при которой наиболее ответственные и мощные приемники получают питание непосредственно от ГРЩ, а остальные — от вторичных распределительных щитов (ВРЩ), питающихся по отдельным фидерам от ГРЩ. ВРЩ расположены в судовых помещениях, где сосредоточено наибольшее число мощных приемников электроэнергии для уменьшения длины линии передач и потерь электроэнергии в них.
Применяемые на схеме обозначения: ВВГ, ВГ — выключатели ВГ и ДГ; СПБ, П — станция и переключатель питания с берега; ФБ — фидер электроснабжения с берега. Приемники: 1 — промыслового и технологического оборудования; 2 — безопасности мореплавания; 3 — освещения, бытового и навигационного оборудования; 4, 5, 6 — ответственные, малоответственные, пониженного напряжения.
