Особенностью ЭЭС ледокола является то, что от главных турбогенераторов вместе с гребными электродвигателями через трансформаторы собственных нужд получает питание большая группа приемников, включенных на щит MS1. Поэтому ЭЭС ледокола можно считать частично единой системой, в отличие от ЭЭС а/л типа «Арктика» (рис. 1).

В состав системы электродвижения входят:

• два главных турбогенераторных агрегата (ГТГ), каждая турбина которого мощностью 19,6 МВт и частотой вращения 3000 об/мин приводит во вращение синхронный генератор типа 1ДТ-8ДЕ 01-Z фирмы Сименс (S_ном = 29 МВА; U_ном = 6,3 кВ; I_ном = 2658А; f_ном = 50Гц; cos  = 0,7);

• три вспомогательных дизель-генераторных агрегата (ВДГ), каждый из которых мощностью 2360 кВт и частотой вращения 1000 об/мин приводит во вращение синхронный генератор типа HSPTL 12/953 фирмы Стремберг (S_ном = 3200 кВА; U_ном = 400 В; I_ном = 4600А; f_ном = 50 Гц; cos  = 0,7);

• три трехфазных синхронных гребных электродвигателя типа HSSOL 38/1255 фирмы Стремберг каждый мощностью P_ном = 12 МВт, напряжением U_ном = 5100 В, ток I_ном = 807 А;

• четыре непосредственных преобразователя частоты (циклоконверторы) мощностью 12 МВт каждый; из них три основных и один резервный;

• два трансформатора мощностью 3200 кВА, напряжением 6300 В/400В;

• главный распределительный щит PS1;

• вспомогательный распределительный щит PS2;

• четыре щита возбуждения ГЭД, три основных и один резервный;

• четыре щита с системами управления ГЭУ;

• пульты управления в ЦПУ CD11, CD12;

• панели контроля CD21 и CD22;

• релейные щиты ACD11, ACD12;

• пульты управления в рулевой рубке ND21, ND5 и ND6;

• пульт управления в кормовой рулевой рубке ND10.

Электроэнергетическая система ледокола является самым крупным потребителем энергии, вырабатываемой ЯЭУ. Это наглядно показывает таблица распределения пара для а/л Таймыр».

Механизм	Расчетная мощность	Потребляемый пар, т/час	% Nном реактора
Два ГТГ	2 * 19,6 МВт	198	82,7
Эжекторы ГТГ (4 шт.)	номинальная	1,8	0,75
Два ВТГ	2 * 0,7 МВт	10	4,2
Эжекторы ВТГ (4 шт.)	Номинальная	0,36	0,15
Два ПТН	Q=240 т/ч; р=7,5 бар	13	5,4
Два ТЦН	600 об/мин	6	2,5
Д (добавка)	240 т/ч	3,4	1,4
Один ПГНД	Номинальная	5,5	2,3
Один ОУ	60 т/сут	3,6	1,5
Итого		241,7	100,9

Главный распределительный щит PS1 состоит из 12 панелей:

• PS14 и PS19 - генераторные панели, на которые главные генераторы ГТГ2 и ГТГ1, соответственно, подают напряжение 6300 В;

• PS13, PS16, PS17 и PS110 - панели питания преобразователей частоты (циклоконверторов) СС3, СС4, СС2 и СС1, соответственно;

• PS11 и PS112 - панели питания электродвигателей компрессоров пневмообмывающих устройств (ПОУ);

• PS12 и PS111 - панели питания высоковольтных трансформаторов T2 и Т1, соответственно;

• PS15 и PS18 - панели контроля и защиты шин.

На шинах ГРЩ PS1 параметры электроэнергии поддерживаются постоянными: частота 50 Гц – системой регулирования частоты вращения главных турбин, напряжение 6300 В – системой возбуждения главных генераторов, а в режиме резервного хода ледокола – соответствующими системами ВДГ. Данные системы регулирования не обеспечивают автоматического распределения активной и реактивной мощности между параллельно работающими турбогенераторными агрегатами (в режиме резервного хода – дизельгенераторными агрегатами).

Высоковольтные трансформаторы Т1 и Т2 от щита PS1 подают напряжение 400 В на распределительный щит MS1, на который включена большая группа мощных потребителей. Это электродвигатели грузоподъемных и якорношвартовных механизмов, креновых и дифферентного насосов, буксирная лебедка, преобразователи возбуждения ГЭД и т.д.

Ответственные потребители и потребители центрального энергетического отсека (ЦЭО) получают питание от двух независимых друг от друга щитов RS1 и RS2, на каждый из которых включены вспомогательные турбогенераторы ВТГ1 и ВТГ2 или вспомогательные дизель-генераторы ВДГ1 и ВДГ2, соответственно.

Вспомогательные дизель-генераторы служат также резервными источниками электроэнергии для ГЭУ.

Основным режимом для электроэнергетической системы ледоколов является работа ГЭД от ГТГ в любом сочетании. В зависимости от располагаемой мощности ГТГ система автоматического управления ГЭУ вводит ограничения на задание мощности по каждому гребному электродвигателю. При этом питание потребителей щита MS1 производится также от ГТГ через высоковольтные трансформаторы Т1 и (или) Т2. Чаще всего шины щита MS1 разделяются на две секции, и трансформаторы Т1 и Т2 работают одновременно.

В соответствии с требованием Регистра морского судоходства для однореакторных судов о необходимости независимого от РУ источника энергии для движения судна предусмотрен режим резервного хода, когда два ВДГ включены на средний ГЭД. При этом на полной мощности ВДГ ледокол развивает скорость до 8 узлов. Этот режим допускается только при полностью расхоложенной РУ, так как в противном случае нарушается требование об обеспечении питания потребителей ЦЭО от двух независимых источников электроэнергии.

При работающей РУ набор схемы ГЭУ в режиме резервного хода возможен по распоряжению главного механика и при специально организованной вахтенной службе.

При срабатывании аварийной защиты и расхолаживании РУ допускается по распоряжению главного механика набор схемы ГЭУ в режиме резервного хода при одном работающем независимом источнике электроэнергии и готовых к действию аварийных источников электроэнергии, если это обусловлено безопасностью судна, и только для режимов расхолаживания, не связанных с течью теплоносителя 1-го контура.

Кроме того, режим резервного хода имеет дополнительные ограничения:

• используется только при ходе в чистой воде;

• по запасам дизельного топлива рассчитан на 3 суток;

• из-за неудовлетворительных характеристик преобразователей частоты (циклоконверторов) при малой мощности режим возможен только при одновременной работе двух ВДГ;

• из-за плохой управляемости судна при скорости хода менее 5 узлов возможна работа ВДГ только на средний ГЭД.

Управление гэу

Состав и расположение оборудования системы управления ГЭУ

В состав системы управления ГЭУ входят:

• система автоматического регулирования гребного электропривода (шкафы регуляторов R12, R22, R32, R42), расположенные в верхней аппаратной ГЭУ;

• пульты управления

CD11, CD12, CD13- в ЦПУ

ND21, ND5, ND6 - в рулевой рубке

ND10 - в кормовой рубке;

• панель контроля CD21 - в ЦПУ;

• шкафы реле ACD11, ACD12 - в ЦПУ;

• щиты питания OB401, OB402 и NB1002 - в ЦПУ;

• устройства контроля и защиты в щитах PS1 и PS2 в нижней аппаратной ГЭУ.

9.2.Информационные функции системы управления гэу

Контроль переменных величин:

• индивидуальный контроль минимального числа наиболее важных величин с помощью постоянно включенных показывающих и регистрирующих приборов

пульт CD11: ГЭД - мощность P и частота вращения n;

пульт CD12: ГТГ - активная мощность P, частота вращения n, напряжение U и частота сети f, синхроноскоп;

пульт CD13: ВДГ: активная мощность P и частота вращения n;

панель контроля CD21:

PS1 - напряжение U и частота сети f, сопротивление изоляции R_из;

ГТГ - напряжение U и частота генератора f, реактивная мощность Q

ГЭД - напряжение U_s и ток статора I_s, напряжение U_в и ток I_в возбуждения, cos;

• избирательный контроль, а также множественный контроль с помощью информационно-управляющей системы Damatic

Сигнализация

Информация в виде световой и звуковой сигнализации о величинах, вышедших за пределы уставок, а также сигнализация о состоянии автоматических выключателей, работающем оборудовании: генераторах, ГЭД, электродвигателей насосов

Определение достоверности информации.

9.3. Диагностика состояния оборудования.

Управляющие функции системы управления ГЭУ

Управление ГЭД - посты управления

• задатчики мощности

• машинный телеграф

Переключения в схемах ГЭУ и дискретные операции

Защита источников

от понижения напряжения

от понижения частоты

от токов перегрузки

от токов короткого замыкания

от обратной мощности

от замыкания на землю

исправность генераторов (дифференциальная защита).

Посты управления ГЭД

В постах управления ГЭД, которые расположены в ЦПУ, рулевой рубке (только в среднем посту ND21) и кормовой рубке, установлены задатчики мощности ГЭД. Всего задатчиков мощности ГЭД - 18 штук (9 основных и 9 резервных).

Машинным телеграфом объединены посты управления в ЦПУ и рулевой рубке (только на ND21). Напряжение питания - 24 В постоянного тока (на ND21). Отсюда питается и зуммер несогласованного положения рукояток постов управления.

Расположенные в кормовой рубке посты управления машинным телеграфом не связаны ни с постами управления в рулевой рубкой, ни в ЦПУ. Они имеют только задатчики мощности ГЭД

Посты управления ND5, ND6 и ND21 в рулевой рубке связаны друг с другом системой связи "электрический вал". ND5, ND6 не имеют задатчиков мощности ГЭД. Система связи "электрический вал" питается напряжением 220 В переменного тока в пульте ND21.

Переключение управления ГЭД с ND21 (рулевая рубка) на ND10 (кормовая рубка) производится переключателем в рулевой рубке на ND21. Дополнительно подается сигнал в P-SELMA.

Переключение сигналов задатчиков мощности ГЭД в рулевую рубку или в ЦПУ происходит в регуляторе мощности P-SELMA по сигналу выбора поста управления ключем S11 на пульте CD11.