Вопрос 2

Основні параметри СЕЕС - вид струму, частота, напруга. Економічне обґрунтування вибору параметрів.

К основным параметрам СЭЭС относят род тока, частоту и напряжение.

Род тока оказывает значительное влияние на особенности и свойства СЭЭС. На современных судах применяют 3-фазный переменный ток и только в отдельных случаях для питания специальных приемниковиспользуют постоянный ток. Это объясняется тем, что электрооборудование переменного тока лучше обеспечивает выполнение основных требований, предъявляемых к судовым электроустановкам.

Основными приемниками электроэнергии на судах являются электродвигатели, потребляющие до 80 % вырабатываемой электроэнергии. Асинхронные трехфазные электродвигатели по сравнению с двигателями постоянного тока имеют меньшие массу (на 30—40 %), габаритные размеры (на 20-30 %) и стоимость (в 2-4 раза), более надежны, требуют меньших эксплуатационных расходов. Двигатели постоянного тока имеют хорошие регулировочные свойства, однако на большинстве судов 70- 80 % механизмов не требуют плавного регулирования частоты вращения. В ЭП, где необходимо регулирование частоты вращения (грузовые лебедки, краны, якорно-швартовные устройства), применяют двух- и трехскоростные АД с короткозамкнутым, реже - с фазным роторами. Внедрение на судах тиристорных преобразователей частоты позволило обеспечить плавное и экономичное регулирование частоты вращения ЭП переменного тока.

Распределительные устройства постоянного и переменного тока по массе, размерам и стоимости примерно одинаковы. Линии электропередачи переменного тока несколько больше по суммарной массе, объему и стоимости, чем постоянного тока, так как на переменном они выполняются в основном 3-жильными кабелями, а на постоянном - двухжильными. Внедряемая на судах аппаратура автоматического управления электроприводами с бестоковой и бесконтактной коммутацией на базе полупроводниковых приборов проще, надежней по сравнению с аппаратурой на постоянном токе и требует минимальных затрат на уход и обслуживание.

Частотапеременного тока на большинстве судов составляет 50 Гц, а на некоторых судах иностранной постройки - 60 Гц. Переход на повышенную частоту позволяет снизить массу и размеры СЭО. Так, при частоте 400 Гц суммарная масса и размеры всех элементов СЭЭС вместе с приемниками электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц. Поэтому СЭЭС повышенной частоты (400 Гц) используют на судах, где массогабаритные показатели являются решающими, - это суда на подводных крыльях и воздушной подушке.

Повышение частоты СЭЭС транспортных судов проблематично по ряду причин. Электрические машины, трансформаторы и электромагнитные аппараты при частоте 400 Гц по сравнению с частотой 50 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех, имеют большую стоимость и меньшую надежность.

Напряжение СЭЭСбольшинства транспортных судов составляет 380 В. Увеличение напряжения существенно уменьшает массу кабелей и кабельных трасс вследствие уменьшения площади поперечного сечения, так как с ростом напряжения уменьшается ток, передаваемый по кабелю. Вместе с тем с увеличением напряжения увеличиваются токи КЗ, растут масса и размеры РУ, повышается опасность поражения обслуживающего персонала электрическим током

В настоящее время разрабатывается коммутационно-защитная аппаратура с повышенной коммутационной способностью и устойчивостью к токам КЗ. Это в сочетании с токоограничивающими фидерными и секционными реакторами позволит увеличить напряжение до 6,3 кВ и мощность СЭЭС до 36 МВт.

Требования Регистра к величине напряжения

Правила Регистра устанавливают следующие значения напряжений переменного и постоянного тока: для источников электроэнергии- 400 и 230 В при частоте 50 Гц, 460 и 270 В при частоте 60 Гц, 230 В на постоянном токе; для приемников электроэнергии - 380, 220, 42, 24 и 12 В при частоте 50 Гц, 250 В при частоте 60 Гц, 220, 24 и 12 В на постоянном токе.

Уровень применяемого напряжения зависит от назначения приемника электроэнергии. Для силовых приемников, цепей управления, нагревательных и отопительных приборов служебных помещений используют напряжение 380 В. Напряжение 220 В переменного и постоянного тока применяют для отопительных приборов в каютах, освещения, сигнализации, розеток в сухих помещениях. Переносные инструменты и ручные пульты управления выполняют на напряжение 42 В переменного и 24 В постоянного тока. В помещениях с повышенной влажностью применяют переносные светильники напряжением 24 В, а в особо сырых - напряжением 12 В переменного и постоянного тока. В специальных электрических установках (гребные и др.) Правила Регистра допускают применение напряжения до 11 кВ переменного и до 1,2 кВ постоянного тока.