Структурная схема СЭС

Структурные схемы электростанций современных судов проектируются в соответствии с рядом требований, выполнение которых обеспечивает:

- параллельную или раздельную работу генераторов, установленных на электростанции;

- передачу электроэнергии и генераторов к потребителям (непосредственно или через распределительные щиты);

- прием электроэнергии от береговой электросистемы (или других судов);

- параллельную или раздельную работу генераторов электростанции с береговой электросистемой;

- передачу электроэнергии к другим электростанциям СЭС (основной или аварийной);

- возможность выполнения профилактических осмотров и ремонтов при отсутствии напряжения на составных частях электростанции.

На рис. 3.1 представлена структурная схема электростанции, удовлетворяющая вышеперечисленным требованиям.

Рис. 3.1 Схема электрическая структурная судовой электростанции с тремя генераторами

Данная схема обеспечивает параллельную или раздельную работу трех генераторов Г1, Г2 и Г3. Параллельная работа всех генераторов осуществляется при включении секционирующих выключателей ВС1, ВС2 и генераторных выключателей ВГ1, ВГ2, ВГ3. Генераторы передают электроэнергию на общие шины электростанции, от которых далее передается электроэнергия потребителям П через выключатель В.

Для обеспечения раздельной работы генераторов аппараты ВС1, ВС2 выключаются. При этом общие шины электростанции делятся на три независимые секции СШ1, СШ2 и СШ3 (СШ4), а генераторы оказываются подключенными к различным секциям шин и передают электроэнергию независимо (раздельно) друг от друга только тем потребителям, которые подключены к каждой из секций. Если выключить только аппарат ВС1, то будет обеспечиваться параллельная работа генераторов Г2, Г3 и раздельная работа генератора Г1. Если выключить аппарат ВС2, то будет обеспечиваться параллельная работа генераторов Г1, Г2 и раздельная работа генератора Г3. Параллельная работа генераторов Г1, Г3 обеспечивается при включенном положении аппаратов ВС1, ВС2 и выключенном положении аппарата ВГ2.

Прием электроэнергии от береговой электросистемы осуществляется через щит питания с берега ЩПБ и аппарат ВБ.

Параллельная или раздельная работа береговой электросистемы с генераторами электростанции осуществляется с помощью аппарата ВС3. При параллельной работе он включен, при раздельной – выключен. Электроэнергия с берега (обычно при неработающих генераторах) может передаваться потребителями секции шин СШ4, а также через аппараты ВП1, ВП2 и перемычку ПЕ1 потребителям секции шин СШ2, через аппарат ВС1 - потребителям СШ1, через аппарат ВС3 (ВС4) – потребителям СШ3. Передача электроэнергии от генераторов данной электростанции или от береговой электросистемы на другие электростанции производится через аппараты ВП2, ВП3 и перемычки ПЕ2, ПЕ3.

Осмотр и ремонт секции шин СШ1 осуществляются при стоянке генератора Г1 и отключенных аппаратах ВС1 и ВП3; осмотр и ремонт секции СШ2 – при стоянке генератора Г2 и отключенных аппаратах ВС1, ВС2 и ВП; осмотр и ремонт секции СШ3 – при стоянке генератора Г3 и отключенных аппаратах ВС2 и ВС3; осмотр и ремонт секции СШ4 – при отсутствии питания с берега и отключенных аппаратах ВС3, ВП1 и ВП2. К секции шин СШ4 подключаются приемники электроэнергии, которые значительное время работают в режиме стоянки судна. Распределение остальных приемников по секциям СШ1, СШ2, СШ3 осуществляется в соответствии с мощностью генераторов Г1, Г2, Г3.

К секции шин СШ2 подключаются наиболее ответственные приемники. Одноименные приемники подключаются к различным секциям шин. Если в составе электростанции три дизель-генератора, то каждый из них подключается к любой из трех секций шин (СШ1, СШ2, СШ3). Если в составе электростанции два турбогенератора и один дизель-генератор (обычно он является резервным), то он подключается к секции шин СШ2. Если в составе электростанции два дизель-генератора и валогенератор (может работать только в ходу), то он подключается к секции шин СШ2, к которой подключаются и приемники, обеспечивающие ход судна.

При наличии на электростанции двух генераторов схема, приведенная на рис.1, несколько упрощается. При наличии четырех генераторов в схему добавляется еще одна секция шин и перемычка между секциями.

Количество перемычек ПЕ2, ПЕ3 между электростанциями определяется требованиями конкретного судна.

В качестве секционирующих аппаратов ВС1, ВС2, ВС3 могут применяться как автоматические, так и неавтоматические выключатели. В качестве аппаратов. Подключающих генераторы, перемычки и потребители к секциям шин, применяются, как правило, автоматические выключатели.

Рассмотрим некоторые структурные схемы электростанций, применяемые на судах.

Рис. 3.2 Схема судовой электростанции переменного тока напряжением 220 или 380 В.

На рис. 3.2 представлена структурная схема электростанции переменного тока напряжением 220 или 380В. Основными источниками являются дизель-генератор и валогенератор, которые работают раздельно и неодновременно. Валогенератор используется в ходовом режиме. Дизель-генератор работает на стоянках и является резервом в ходу. Для обеспечения ремонта и осмотра приборов и аппаратов ГЭРЩ в процессе эксплуатации судна и сокращения времени заводского ремонта в схемах предусмотрено секционирование шин ГЭРЩ, которое позволяет производить ремонт генераторных и распределительных секций без нарушения режимов работы судна.

Генераторы и щит питания с берега подключаются на шины ГЭРЩ с помощью автоматических выключателей QF, шины ГЭРЩ разделяются на секции с помощью выключателя Q1, параллельная работа дизель-генератора и валогенератора исключается контактором К.

Рис. 3.3 Схема судовой электростанции с тремя дизель-генераторами.

На рис. 3.3 показана типовая схема электростанции, состоящей из трех дизель-генераторов, напряжением 220 или 380 В.

Генераторы и щит питания с берега ЩПБ подключаются на шины с помощью автоматических выключателей QF1 – QF5. Схема предусматривает возможность как раздельной, так и параллельной работы дизель-генераторов. Приемники электрической энергии получают питание от двух секций шин на ГЭРЩ.

Рис. 3.4 Схема судовой электростанции с одним дизель-генератором и двумя валогенераторами

На рис. 3.4 приведена типовая схема электростанции, в которой в качестве источников энергии используются один дизель-генератор и два валогенератора. Особенностью этой схемы по сравнению со схемой рис. 3.2 является возможность параллельной работы дизель-генератора и валогенераторов, что обеспечивается наличием муфт свободного хода у всех генераторов. Схемой предусматривается длительная раздельная и кратковременная параллельная работа дизель-генератора и валогенераторов, длительная раздельная и параллельная работа валогенераторов, а также использование генераторов в режиме синхронного компенсатора. Как видно, структурная схема ГЭРЩ этой электростанции подобна представленной на рис. 3.3.

Рис. 3.5 Схема судовой электростанции с двумя дизель-генераторами и двумя валогенераторами

На рис. 3.5 приведена схема электростанции с двумя дизель-генераторами и двумя валогенераторами. Схемой предусмотрена длительная раздельная и параллельная работа дизель-генераторов, раздельная работа валогенераторов. Параллельная работа дизель-генераторов и валогенераторов исключается при помощи контакторов К1 и К2. Включение генераторов и ЩПБ, как обычно осуществляется автоматическими выключателями QF. Секции шин ГЭРЩ объединяются с помощью выключателя Q1.

Использование той или иной структурной схемы электростанции определяется назначением и типом судна, а также источниками энергии, которые предполагается устанавливать на нем.

Так, например, применение схем рис. 3.2; 3.4; 3.5 на судах смешанного плавания исключено, так как правилами Речного Регистра РФ применение валогенераторных установок на судах подобного типа запрещается.

Все рассмотренные схемы предусматривают питание всех приемников от шин электростанции. Однако в ряде случаев оказывается целесообразным питание отдельных крупных приемников, например, электродвигателя подруливающего устройства, осуществлять от одного специально выделенного для этой цели дизель-генератора. Схема электростанции в этом случае будет существенно отличаться. На рис. 3.6 показана схема подобной электростанции. Схемой предусмотрена возможность раздельной работы каждого генератора как на шины ГЭРЩ, так и на отдельный приемник. Включение генераторов в работу осуществляется автоматическими выключателями QF1, QF2, а выбор режима (ГЭРЩ – приемник) – переключателем Q.

Рис. 3.6 Схема судовой электростанции с раздельным питанием крупного приемника

Все указанные схемы при наличии параллельной работы предполагают использование метода точной синхронизации. Однако в ряде случаев, особенно на судах, построенных на заводах Западной Европы, предпочтение отдается использованию метода грубой синхронизации с токоограничивающим реактором.

Рис. 3.7 Схема судовой электростанции при использовании метода грубой синхронизации

Использование этого метода (рис. 3.7) вносит некоторые изменения в структурную схему судовой электростанции, благодаря чему оказывается возможным генераторы (например, G1) на шины сначала включать с помощью автоматического выключателя QF12 через токоограничивающий реактор L, а затем автоматическим выключателем QF11 напрямую.

При проектировании структурной схемы электростанции необходимо выполнять требования Правил Регистра России (ПРР) в отношении питания ответственных устройств. От шин ГРЩ должны получать питание по отдельным фидерам следующие приемники:

- электрические приводы (ЭП) рулевого устройства,

- ЭП якорного устройства,

- ЭП пожарных насосов,

- ЭП осушительных насосов,

- ЭП компрессоров и насосов спринклерной системы,

- гирокомпас,

- щит холодильной установки грузовых трюмов,

- щиты основного освещения,

- щит радиостанции,

- секционные щиты и распределительные устройства других потребителей ответственного назначения, объединенных по принципу однородности выполняемых ими функций,

- распределительные устройства, встраиваемые в объединенные пульты приборов управления судном,

- ЭП механизмов, обеспечивающих работу главной силовой установки,

- щиты ЭП грузовых, швартовных, шлюпочных и других устройств, вентиляции и нагревательных приборов,

- зарядное устройство стартерных аккумуляторных батарей, питающих ответственные устройства.

Структурная электрическая схема электростанции выполняется карандашом на миллиметровой бумаге или ватмане формата А3 с соблюдением действующих ГОСТ на условные графические обозначения в электрических схемах.

Поиск по сайту: