Глава XII
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
§ 80. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Источниками и основными потребителями электроэнергии на судах являются электрические машины, поэтому сравнение различных технико-экономических характеристик машин постоянного и, переменного тока является основным критерием выбора рода тока.
Короткозамкнутые асинхронные двигатели имеют много преимуществ перед двигателями постоянного тока, что объясняется отсутствием коллектора, щеточного аппарата и других скользящих контактов: при одинаковой мощности и частоте вращения они имеют меньшие массу, размеры и стоимость. Важнейшее же достоинство короткозамкнутых асинхронных двигателей заключается в их высокой надежности и до предела упрощенном уходе. В отдельных случаях важна и взрывобезопасность короткозамкнутых двигателей, чего нельзя сказать о двигателях постоянного тока.
Синхронные генераторы также превосходят генераторы постоянного тока с точки зрения надежности и простоты ухода, хотя требуют более сложных систем регулирования напряжения, синхронизации.
Недостаток короткозамкнутых асинхронных двигателей, как известно, заключается в сложном регулировании частоты вращения. До сих пор в практике распространен по существу один способ регулирования — переключение числа пар полюсов. Только разработка и широкое внедрение частотного регулирования скорости от статических преобразователей частоты позволят окончательно вытеснить двигатель постоянного тока. Вместе с тем современное состояние полупроводниковой выпрямительной техники позволяет шире использовать преимущества двbгателей постоянного тока на судах, электрофицированных на переменном токе. Двигатели постоянного тока, получающие питание через полупроводниковый управляемый выпрямитель, могут найти еще достаточно широкое применение в электроприводах палубных механизмов и в других электроприводах, требующих плавного регулирования скорости в большом диапазоне.
При сравнении пускорегулировочной аппаратуры постоянного и переменного тока следует помнить о том, что подавляющее большинство двигателей переменного тока имеют прямой пуск и схема управления ими элементарно проста, в то время как для пуска двигателей постоянного тока требуется значительно более сложная схема.
Очень важным преимуществом переменного тока является простая возможность получения различных напряжений, в частности низкого. Применение трансформаторов для питания осветительной сети позволяет исключить электрическую связь между сетью освещения и силовой. Практически это означает, что частые ухудшения изоляции, например в сети наружного освещения, не влияют на силовую сеть.
Существуют и другие показатели в пользу того или иного рода тока, но они не имеют решающего значения. В настоящее время вопрос о выборе рода тока окончательно решен в пользу переменного, хотя непрерывно расширяется и применение на судах полупроводниковых выпрямителей для различных целей.
Выбор напряжения для судового электрооборудования регламентирован Правилами Регистра СССР. Для силовых потребителей переменного тока допускается напряжение не более 380 В, а для силовых потребителей постоянного тока — не более 220 В. Для нормального освещения напряжение должно быть не более 220 В. Для переносного электроинструмента и ручных переносных пультов дистанционного управления, работающих на постоянном токе, допускается напряжение не более 24 В, а на переменном — не более 42 В. Переносные осветители в особо сырых помещениях должны иметь напряжение 12 В, а в помещениях с повышенной влажностью — 24 В. Правилами Регистра СССР допускается для силовых потребителей переменного тока применять напряжение 440 В при частоте 60 Гц.
Более сложен выбор оптимальной частоты. До последнего времени на всех судах отечественного флота применяют переменный ток при частоте 50 Гц. Однако эта частота не является оптимальной. Применение более высоких частот позволило бы существенно сократить массу и размеры оборудования. Например, турбогенератор мощностью 600 кВт, частотой вращения 1200 об/мин при частоте 60 Гц имеет массу 3315 кг, а турбогенератор такой же мощности при частоте вращения 12 тыс. об/мин и частоте 400 Гц весит всего 945 кг. Перевод судового электрооборудования на повышенную частоту связан с решением дополнительных задач, например выпуском специального электрооборудования и разработкой вспомогательных судовых механизмов (насосов, вентиляторов, компрессоров и т. д.) с высокой частотой вращения. В этом направлении проводится соответствующая работа.
Перспективным следует считать судно, все электрооборудование которого выполнено на повышенную частоту (200—400 Гц), а электроприводы палубных механизмов частотой 50 Гц получают питание через статические преобразователи частоты без промежуточного звена постоянного тока.
