9.1.4. Структурные схемы сээс

По классификации СЭЭС имеют разнообраз­ные структурные схемы. Схемы СЭЭС должны пре­дусматривать как параллельную, так и автоном­ную работу генераторов, обеспечивать электричес­кую защиту, приём питания с берега или другого объекта, управление режимами СЭЭС, проведе­ние осмотров и ремонтов и др. На рис. 9.1-9.3 пред­ставлены типовые структурные схемы СЭЭС. При проектировании судовых электростанций, как правило, предусматривается параллельная рабо­та генераторов. В ряде случаев СЭЭС создаются с двумя электростанциями как из условия обеспечения надёжности, живучести и безопасности, так и из-за необходимости ограничения ава­рийных токов и моментов и обеспечения элект­родинамической стойкости элементов. На рис. 9.4 представлена схема одной из наиболее мощных систем — атомоходов типа «Арктика».

9.1.5. Гребные электрические установки

Гребная электрическая установка (ГЭУ) — это особый, как правило, уникаль­ный вид электрической установки, обеспечива­ющий судну новые свойства. В последнее время эти установки получают всё большее распространение. Есть классы судов, традици­онно использующие ГЭУ: ледоколы, паромы, буксиры, круизные суда, спасательные суда, рыбопромысловые базы, подводные аппараты, кабелеукладчики и др.

Рис. 9.5. Схематическое изображе­ние дизель-электрической энергети­ческой установки:

а — ледокола; b — рыболовного судна; с — с двухдвигательным приводом (с двигате­лями разной мощности); d — бук­сира.

1 — электродвигатель; 2 — дизель; 3 — гене­ратор.

ГЭУ делятся:

• по связи с энергетической установкой или электроэнергетической системой — автономные и неавтономные, главные, вспомогательные и комбинированные;

• по типу первичных двигателей — дизельэлектрические, турбоэлектрические, газотурбоэлектрические;

• по роду тока — ГЭУ постоянного, перемен­ного и двойного рода тока;

• по типу гребного двигателя — ГД постоян­ного тока, асинхронный, синхронный, синх­ронный с постоянными магнитами.

В ГЭУ преобразование энергии в общем слу­чае осуществляется по схеме: первичный двига­тель, генератор, преобразователь, двигатель. Это несколько увеличивает массогабаритные показа­тели, построечную стоимость, увеличивает за­траты на ремонт, уменьшает КПД на номиналь­ных режимах, увеличивает число обслуживаю­щего персонала. Однако за счёт рационального проектирования, использования последних до­стижений в развитии электроэнергетики удаётся во многих случаях приблизить показатели к данным традиционных установок, приобретая при этом ряд преимуществ.

В общем случае системы электродвижения имеют следующие достоинства:

— отсутствие непосредственной связи между первичным двигателем и движителем позволяет выбрать оптимальные параметры энергетическо­го ряда и свободную компоновку оборудования ГЭУ;

— могут быть выбраны быстроходные первич­ные двигатели, обладающие лучшими удельны­ми показателями; упрощается их конструкция за счёт нереверсивного исполнения;

— появляется возможность плавного регулиро­вания в широком диапазоне изменения частот вращения гребного вала;

— уменьшается длина гребных валов;

— упрощаются отдельные судовые системы;

— представляются широкие возможности, с одной стороны, для стандартизации и унифи­кации, а с другой – выбора вариантов;

— повышается надёжность и живучесть установ­ки. Возможность дробления мощности и избы­точность переключений в системе распределения позволяет обеспечить резервирование основных элементов;

— повышаются маневренные качества судов как за счёт оперативных переключений, так и за счёт больших перегрузочных способностей гребных электродвигателей;

— повышается экономичность на промежуточ­ных режимах;

— предоставляются широкие возможности для дистанционного и автоматического управления установкой.

— появляется возможность использования ге­нераторов ГЭУ для питания судовых потребите­лей.

Рис. 9.5. Система электродвижения на переменном токе

Исторически системы электродвижения (СЭД) раз­вивались от систем на постоянном токе к систе­мам двойного рода тока, а затем к системам пе­ременного тока. На рис. 9.5 представлена схема СЭД круизного судна на переменном токе со связью с СЭЭС. Для защиты ряда общесудо­вых потребителей от высших гармоник и импульс­ных перенапряжений используются электрома­шинные преобразователи. В качестве гребных двигателей используются синхронные двигатели в комплексе со статическими преобразователя­ми частоты (циклоконверторами).