книги из ГПНТБ / Никифоровский Н.Н. Судовые электрические станции учеб. пособие
.pdfСУДОВЫЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
СТАНЦИИ
•ЛГ--
i
\
Н. Н. Никифоровский,
Б. И. Норневский
СУДОВЫЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
СТАНЦИИ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ДОПОЛНЕННОЕ И ПЕРЕРАБОТАННОЕ
Утверждено Управлением учебных заведений Министерства морского флота в качестве учебного пособия для электромеханической специ альности высших инженерных мор ских училищ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1974
УДК 621.311.3 : 629.123/075.8/
Судовые электрические станции. Н и к и ф о р о в с к и й Н. Н.
Но р н е в с к и й Б. И. Изд-во «Транспорт», 1974 г., стр. 1—432. Учебное пособие содержит основные сведения по электрообору
дованию и режимам работы судовых электрических станций. В нем рассмотрены переходные процессы нормального и аварий ного режимов работы судовых электрических систем, вопросы рас чета мощности и комплектации станций, выбор элементов оборудо вания распределительных устройств, средства защиты судовых электрических систем. Даны основные сведения по схемам станции, особенностям распределительных устройств на судах современных типов и вопросам электробезопасности. Большое внимание в книге уделено автоматическому поддержанию уровня и частоты измене ния напряжения генераторов судовой станции, различным способам включения генераторов на параллельную работу, работе основных устройств автоматизации судовых электрических систем.
Учебное пособие предназначено для курсантов электромеха нических факультетов высших инженерных морских училищ. Книга может быть полезна студентам других высших учебных заведений, где изучаются аналогичные дисциплины, а также инженерно-тех ническим работникам морского флота, связанным с эксплуатацией судовых электрических систем.
Рис. 235, табл. 12, прилож. 13, библ. 44.
31806—312
312— 74
049(01)—74
© Издательство «Транспорт», 1974 г,
Предисловие
Книга является дополненным и переработанным изданием учебного пособия «Судовые электрические станции», изданного авторами в 1964 г. Она отвечает программе курса «Судовые электрические станции и их эксплуатация», читаемого на электромеханических факультетах высших инженерных морских училищ Министерства морского флота СССР. Данному курсу предшествует изучение дисциплин: «Теоретические основы электротехники», «Электроизмерительные приборы и судовые электрические измерения», «Судовые электрические машины». Ряд по ложений по последней дисциплине получил значительное развитие в главах 3, 4, 7 и 8. Авторы стремились к изложению материала в форме, удобной для понимания. Объем книги позволил включить лишь основные сведения по каждому из рассматриваемых вопросов.
При написании ряда глав книги авторы пользовались известными работами О. Б. Брона, Г. В. Буткевича, В. А. Веникова, Л. П. Вере тенникова, П. С. Жданова, А. М. Залесского, Л. Г. Мамикоянца, И. М. Марковича, И. А. Сыромятникова-, С. А. Ульянова, А. М. Федо сеева и др. В книге отражены и некоторые работы научно-исследо вательских институтов министерств морского флота и судостроитель ной промышленности, Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ульянова (Ленина) и Ленинградского высшего инже нерного морского училища имени адмирала С. О. Макарова и ряд работ, выполненных авторами книги.
В книге главы 2,4, 7,10 и § 1.8—1.9 главы 1 написаны Б. И. Норневским, главы 3, 5, 6, 8, 9, 11 и § 1.1—1.7 главы 1 — Н. Н. Никифоровским.
Авторы будут благодарны за критические замечания и пожелания и просят направлять их по адресу: Ленинград, В-26, Косая линия, д. 15, ЛВИМУ имени адмирала С. О. Макарова, авторам.
Введение
Ведущая роль в техническом прогрессе принадлежит электрифика ции. Это — основа, на которой развиваются автоматика, радиотех ника, электроника, кибернетика, все наиболее совершенные средства, определяющие технический уровень производства.
Ведущую роль электрификации в развитии всех отраслей народного хозяйства подчеркивает и Программа Коммунистической партии Советского Союза, принятая на XXII съезде КПСС. В Программе ука зывается, что «Электрификация, являющаяся стержнем строитель ства экономики коммунистического, общества, играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства, в осуществлении всего современного технического прогресса»1.
Бурно развивается и качественно преобразуется электроэнерге тика Советского Союза, вместе с ней растет и непрерывно совершен ствуется электроэнергетика на судах морского флота СССР.
Выдающиеся изобретения конца XIX в. открыли широкую дорогу применению электрической энергии на судах морского флота. Сначала электрическое освещение, затем электрические вентиляторы (1886 г.), электрический рулевой привод (1892 г.), электрифицированные шпи ли и грузоподъемные механизмы (1897—1903 гг. )прочно завоевали себе место на судах, вытесняя паровой привод.
В настоящее время невозможно представить себе судно без его широкой электрификации. В числе потребителей электрической энер гии на судне — средства, обеспечивающие навигацию и управление судном, многочисленные приводы механизмов, обслуживающие сило вую установку судна, приводы палубных механизмов (лебедки, шпи ли, брашпили и др.), многочисленные устройства, обслуживающие нуж ды пассажиров и экипажа (освещение, камбуз, отопление, вентиля торы, насосы и др.).
Количество потребителей электроэнергии судовой станции непре рывно увеличивается, мощности потребителей растут, соответственно растут и мощности судовых электрических станций.
Если в 1940 г. средняя величина суммарной мощности генераторов
1 Программа Коммунистической партии Советского Союза. М., Гоеполит-
издат, 1962. 144 с.
4
на судовых станциях составляла 180 кет, то к 1970 г. она поднялась до 625 кет на станцию. Суммарная мощность судовых станций состав ляет теперь 4 млн. кет, а выработка электроэнергии на них превышает 1,5 млрд, квт-ч в год. Все чаще мощности судовых электрических стан ций превышают тысячу киловатт на судно. Рост мощностей станций будет наблюдаться и в последующие годы.
Развитие нашего флота всегда опиралось на передовую отечествен ную науку и промышленность. Высокий уровень развития судовой электротехники во многом обязан трудам и работам коллективов НИИ, вузов, КБ, пароходств и заводов. Отечественная промышленность из готовляет современные судовые машины, аппараты и приборы с харак теристиками, удовлетворяющими требованиям.Правия Регистра СССР. Резко возрос выпуск разнообразных средств автоматизации.
На судах прочные позиции завоевал переменный ток, что повы сило надежность электрообрудования судов и облегчило его эксплуата
цию.
Электрификация и на ее основе автоматизация современных судов проводятся в больших масштабах. К настоящему времени в составе отечественного флота имеется несколько типов судов с высоким уров нем автоматизации. Это теплоходы типов «Новгород», «Нововолынск», «Владимир Ильич», «Новомиргород» и теплоходы «Светлогорск», «Котовский» и др. Современные суда с развитой автоматизацией имеют центральный пост управления и контроля, в котором сосредо точены: органы управления главными механизмами, дизель-генера торами, турбогенераторами; средства индикации контролируемых параметров механизмов, устройств и систем; устройства сигнализации о режимах работы, о срабатывании защит. Кроме того, на автомати зированных судах предусмотрено дистанционное автоматизированное управление главным двигателем с ходового мостика, нет постоянной вахты в машинном отделении, но есть еще вахта в помещении цент рального поста управления.
На судовых электрических станциях современных судов автомати зация обеспечивает: стабилизацию напряжения и частоты, синхрони зацию и включение генераторов на шины станции, распределение реак тивной и активной нагрузок между генераторами, разгрузку генера торов при перегрузке, действующие защиты при ненормальных и ава рийных режимах и другие автоматические устройства, а также дистан ционное автоматизированное управление и контроль.
Все чаще применяют системы управления, позволяющие автомати чески запускать и останавливать генераторы в зависимости от нагруз ки на станцию и затем перераспределять нагрузку после автомати ческого включения генератора на шины станции (теплоходы типа «Новомиргород», теплоход «Котовский» и др.).
Основные направления развития и совершенствования судовой элек троэнергетики следующие.
1. Расширение применения комплексной автоматизации судовых электрических станций и систем, применение такой степени их авто матизации, при которой не только отдельные операции, но и различ ные (оптимальные) режимы работы обеспечиваются автоматически.
5
Перспективно развитие автоматизации на базе применения электрон ных управляющих машин, работающих на основе совершенных алго ритмов управления.
2. Повышение надежности, гибкости и экономичности электрических установок и станций путем расширения электрификации судов на пе ременном токе, переход к повышенным частотам, выбор при проекти ровании рациональной схемы и оптимальной комплектации станции, выбор оправданной мощности ее генераторов и трансформаторов и не обходимого резерва агрегатов и линий. Для повышения экономичности предстоит: расширить использование главного двигателя как единого источника энергии, т. е. применять валогенераторы и в связи с этим совершенствовать устройства преобразования и стабилизации частоты и напряжения при переменной частоте вращения генератора; расши рить применение на крупных судах утилизационных турбогенераторов.
3.Повышение качества вырабатываемой электрической энергии, т. е. стабилизирование параметров режима (напряжения, частоты, мощ ности), для чего предстоит: улучшить системы автоматической стабили зации напряжения и частоты и системы автоматического распределения активной мощности между параллельно работающими генераторами, повысить напряжение генераторов и приемников; усовершенствовать все виды противоаварийных защит (противоаварийной автоматики); расширить применение логических схем.
4.Совершенствование конструкции машин, аппаратов и приборов путем применения новых материалов (сверхпроводники новых ви дов, изоляция), износоустойчивых металло-керамических размыкаю
щихся контактов, более совершенных дугогасительных устройств в коммутационных аппаратах. Перспективно развитие бесконтактных аппаратов.
5. Совершенствование ремонта и эксплуатации электрооборудова ния путем своевременной смазки, очистки, покраски, просушки, за мены износившихся деталей, своевременной регулировки и настройки машин и аппаратов, ухода за аккумуляторами.
Перспективно применение схем, особенно схем автоматики с само контролем, различных автоматических устройств поиска неисправно стей. Очень важно развивать и совершенствовать средства технической диагностики состояния судовых электроэнергетических систем и их отдельных элементов.
Пополнение отечественного флота специалистами высокой квали фикации* создает условия для непрерывного повышения культуры эксплуатации электрооборудования судна.
Открытие новых источников энергии и преобразование тепловой, ядерной, солнечной и химической энергии в электрическую входят в число важнейших задач ближайшего двадцатилетия. Решение этих задач революционизирует энергетические установки судна и вместе с тем открывает широкие перспективы дальнейшей всесторонней элек трификации судов.