Электроэнергетическая система речного судна состоит из источников электрической энергии, распределительных устройств, преобразователей, электрических сетей и систем управления и потребителей электроэнергии.
В качестве источников электроэнергии используют электромеханические агрегаты — генераторы постоянного и переменного тока, приводимые во вращение механическими двигателями, а также химические источники тока.
Основными источниками электроэнергии являются электрические генераторы.
Аккумуляторы чаще всего применяют в качестве аварийных источников электроэнергии, для стартерного пуска двигателей внутреннего сгорания, питания различных установок средств связи и сигнализации.
Судовые электрические генераторы выполняют с влаго- и маслостойкой изоляцией в брызгозащищенном и водозащищенном исполнении, в большинстве случаев с самовентиляцией. Для охлаждения генераторов применяют также систему независимой вентиляции, при которой вентилятор устанавливают вне машины и холодный воздух подается к генератору через патрубок, а затем выводится наружу. Охлаждение может осуществляться по замкнутому циклу с воздухоохладителем. Горячий воздух, выходящий из генератора, поступает в воздухоохладитель и, охладившись в нем, вновь направляется в генератор.
Наибольшее распространение при постоянном токе получили генераторы со смешанным возбуждением, у которых напряжение при изменении нагрузки в широких пределах остается практически постоянным.
На судах применяют генераторы постоянного тока единой серии П мощностью от 0,4 до 190 кВт с частотой вращения 2850 и 1450 об/мин и номинальным напряжением 115 и 230 В. С механическим двигателем генератор соединяется эластичной муфтой. Для общесудовых нужд и для заряда аккумуляторов на речных судах устанавливают также генераторы типов Г-732 и ГСК-1500, навешиваемые на дизели, мощностью 1 и 1,5 кВт, напряжением 24—28 В, с частотой вращения 1860—3000 и 3800—5900 об/мин. Они снабжаются реле-регуляторами типов РРТ-32 и РК-1500р.
При переменном токе на судах используют синхронные трехфазные генераторы серий МС, МСК, ЕССМ и других со схемой соединения обмоток в «звезду», реже — в «треугольник».
Синхронные генераторы серии МС с возбудителем на одном валу выпускают на напряжение 230 и 400 В при частоте переменного тока 50 Гц. Генераторы этой серии мощностью до 2000 кВт имеют частоту вращения 1500 об/мин, а мощностью от 250 до 1200 кВт—1000 об/мин при номинальном cos φ=0,8. Исполнение брызгозащищенное.
Генераторы серии МСК в морском исполнении имеют диапазон мощностей от 25 до 1500 кВт при напряжении 230 и 400 В и частоте вращения 1500 об/мин; частота тока 50 Гц. Они выполнены с самовозбуждением и системой амплитудно-фазового компаундирования (см. § 11). Элементы системы самовозбуждения расположены на корпусе генератора, что уменьшает общую длину машины. В сравнении с генераторами серии МС генераторы МСК имеют меньшую массу и габариты, отличаются быстродействием, надежностью и простотой обслуживания. Обмотки генераторов имеют изоляцию из стекловолокна на кремний-органической основе.
Синхронные генераторы серии ЕССМ мощностью от 5 до 75 кВт, на напряжение 230 и 400 В, с частотой вращения 1500 об/мин при номинальном cos φ=0,8 выпускают с самовозбуждением от встроенного выпрямителя. Генераторы поставляют с распределительным устройством, в котором смонтировано стабилизирующее устройство, поддерживающее номинальное напряжение генератора в пределах ±2,5% при любой нагрузке от холостого хода до номинальной и коэффициенте мощности от 0,6 до 1.
Электрические аккумуляторы на судах предназначены в основном в качестве вспомогательных и аварийных источников тока. Применяют как кислотные, так и щелочные аккумуляторы.
Достоинством кислотных аккумуляторов является то, что э.д.с. одного элемента составляет 2,1 В, а внутреннее сопротивление не превышает тысячных долей ома, в результате внутренние потери энергии в них сравнительно невелики. Способность кислотных аккумуляторов выдерживать большие разрядные токи позволяет использовать их для питания мощных потребителей, работающих в кратковременном режиме, например стартеров, служащих для пуска дизелей.
На речных судах используют различные типы стартерных аккумуляторов (6-СТ-128,. 6-СТМ-128, 6-СТК-135МС и др.), а также тяговые аккумуляторы (32-ТН-450).
В марке аккумуляторов первая цифра обозначает число последовательно соединенных элементов в моноблоке, буквы — назначение аккумуляторов и материал сосуда (СТЭ — стартерный в эбонитовом сосуде, СТМ — стартерный в эбонитовом моноблоке, СТК — катерный), цифры после них — емкость батареи в ампер- часах.
Кислотные аккумуляторы требуют квалифицированного обслуживания. Они весьма чувствительны к режимам заряда и разряда. При чрезмерных разрядах, систематических недозарядах, применении электролита повышенной плотности, хранении аккумуляторов некоторое время в разряженном состоянии и т. д. может начаться явление сульфатации, образование крупных кристаллов сернокислого свинца (сульфата), не растворимых в процессе заряда. Аккумуляторы теряют емкость и быстро выходят из строя.
На судах используют также железо-никелевые (ЖН) и кадмиево-никелевые (КН) аккумуляторы.
В марке щелочных аккумуляторов первая цифра обозначает количество последовательно соединенных аккумуляторов, буквы — тип аккумулятора, число после них — номинальную емкость батареи. В отдельных случаях первая буква указывает назначение аккумулятора. Например, условное обозначение аккумуляторов 32АКН-2,25 расшифровывается так: кадмиево-никелевая батарея из тридцати двух элементов для питания анодных цепей емкостью 2,25 А-ч; 4МКН-60 — кадмиево-никелевая батарея из четырех элементов для питания цепей накала емкостью 60 А-ч; 2ФКН-8— кадмиево-никелевая батарея из двух элементов для переносных фонарей емкостью 8 А-ч.
Щелочные аккумуляторы менее чувствительны к внешним механическим воздействиям (тряске, толчкам, ударам), не боятся перезарядов, недозарядов и глубоких разрядов, а также случайных коротких замыканий, не имеют вредных и взрывоопасных выделений, просты в эксплуатации.
Недостатками щелочных КН и ЖН аккумуляторов являются: небольшая э.д.с. одного элемента (Е=1,2 В), значительное внутреннее падение напряжения при разряде, малая отдача.
Применяют также серебряно-цинковые аккумуляторы, у которых э.д.с. одного элемента равна 1,6 В. Положительным электродом у них является окись серебра, отрицательным — пористый цинк, электролитом — раствор гидрата калия плотностью 1,4.
Серебряно-цинковые аккумуляторы позволяют получить кратковременные весьма значительные импульсы тока, умеют малый саморазряд и устойчиво работают в диапазоне температур от —20 до +60°С. Существенный их недостаток — относительно высокая стоимость.
