Комплексные системы автоматизации судов

Электрораспределительные устройства

Переменный ток

Системы распределения электроэнергии

ВИДЫ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

ЭЭС буровых установок

ЭЭС буровых установок

· Классификация БУ (рис.4.26)

Рис. 4.26. Классификация БУ

БУ – сооружения для бурения морского дна с целью разведки и добычи нефти и газа.

СПБ – гидротехническое сооружение для проведения буровых работ в акватории, состоящее из нижней части, опираемой на грунт, и верхнего корпуса (платформы) на котором размещены оборудование и обслуживающий персонал.

Свайные СПБ – нижняя опорная часть (свайное основание) выполняется из металлических ферм, жестко соединенных с грунтом сваями. Их применяют на глубину до 200 м в случаях, когда с морского месторождения нефтепродукты транспортируются на берег по трубопроводам. Их наращивают на месте из отдельных частей.

Гравитационные СПБ имеют в опорной части емкости для нефтепродуктов и жидкого балласта и удерживаются на месте благодаря большой массе. Они применяются в случаях, когда прокладка трубопроводов на берег невозможна или нецелесообразна. Их выполняют из металла или железобетона и транспортируют, а также устанавливают на место в полностью собранном виде.

Ледостойкие СБУ используют в районах с тяжелыми ледовыми условиями. Для них характерны: большие размеры; высокая прочность, минимальная площадь поперечного сечения в районе действия льда, применение устройств ледозащиты. Ледозащита – комплекс мер по обеспечению нормального функционирования и живучести морских сооружений при действии льда. Различают активную и пассивную ледозащиты. Активная ледозащита требует дополнительной энергии для ослабления и разрушения льда. В качестве такой защиты применяются:

- специальные механические приспособления, способствующие разрушению контактирующего с сооружением льда: фрезы на опорах сооружений, перемещающиеся конусные насадки, насадки с винтовой поверхностью;

- нагревающие элементы;

- барботажные паровые установки (барботаж – перемешивание, пропускание через жидкость пара или газа под давлением);

- мощные вибраторы.

Пассивная ледозащита включает:

- передачу ледовой нагрузки на конструкции, не связанные с опорными элементами сооружения;

- уменьшение поперечного сечения сооружения и т.д.

ПБУ – БУ, затапливаемые на точке бурения до осадки, при которой нижний корпус опирается на грунт. Состоит из верхнего и нижнего корпусов, соединенных стабилизирующими колоннами. В верхнем корпусе располагаются техническое оснащение и жилые помещения, в нижнем – жидкий балласт для установки на точку бурения.

ППБУ – БУ, находящиеся во время бурения на плаву. Представляют собой конструкцию из водоизмещающих понтонов различной конфигурации, расположенных ниже поверхности воды и надводного корпуса с производственными и жилыми помещениями, укрепленного на стабилизирующих колоннах, обеспечивающих колоннах, обеспечивающих остойчивость установки. Количество стабилизирующих колонн – 3, 5, 6, 8. Буровая вышка располагается в центре. Они удерживаются на месте бурения системой позиционирования. ППБУ имеют движители для улучшения маневренных качеств во время перегона (на Каспийском море – «Шельф»).

СПБУ – БУ, которые в рабочем состоянии поднимаются с помощью гидравлического или электромеханического подъемника над поверхностью моря на колоннах, нижние части которых, оборудованные башмаками, вдавливаются в грунт. Состоит из водоизмещающего корпуса (понтона), опорных колонн (3…4), буровой вышки и подъемных механизмов. В положении на плаву опорные колонны выдвинуты максимально вверх, во время шторма их приспускают.

БС – судно технического флота, предназначенное для бурения поисково-разведочных скважин. Они работают автономно без судов сопровождения. Их позиционирование обеспечивается:

- якорной стабилизацией, применяемой при малых глубинах;

- с помощью подруливающих устройств (ПУ), устанавливаемых обычно 3 в носу и 2 на корме.

ПУ – средство для активного управления судном, создающее тягу в направлении, перпендикулярном диаметральной плоскости судна (движитель, расположенный в поперечном канале). Различают ПУ с гребными винтами, насосами различных типов и крыльчатыми движителями.

Суммарные мощности потребления электроэнергии на БУ составляют около 10 МВт, а на современных ледостойких платформах могут достигать 100 МВт. При этом, с одной стороны большие мощности электродвигателей, обеспечивающих работу буровых механизмов, приводят к необходимости использования высоких напряжений 6,3 кВ и 10,5 кВ, а с другой - устройства жизнеобеспечения экипажа, механизмы для обслуживания буровых механизмов, связь, автоматика и т.д. рассчитаны на питание от сети с напряжением 400 В. Поэтому в ЭЭС БУ предусмотрены две системы электропитания: высокого и низкого напряжения. Типовая ЭЭС буровой платформы представлена на рис. 4.27

Рис. 4.27. Упрощенная структурная схема ЭЭС буровой платформы

На рис. 4.28 и 4.29 представлены примеры структур буровой платформы и бурового судна.

Рис. 4.28. Структурная схема ЭЭС буровой платформы

Рис. 4.29.Структурная схема ЭЭС бурового судна

ЛЕКЦИЯ №5

Электрическая сеть является составной частью или иначе подсистемой СЭЭС. Она предназначена для передачи электрической энергии от основных, резервных или аварийных источников до ее потребителей, т.е. выполняет функцию распределения электроэнергии, а также для передачи электрических сигналов малой мощности в информационно-измерительных, управляющих, вычислительных, штурманских, навигационных и других судовых электротехнических и электронных системах и комплексах. В зависимости от назначения сети делятся на судовые силовые электрические сети и сети слабого тока для передачи электрических сигналов малой мощности. Подача электроэнергии устройствам, механизмам и другим потребителям одного функционального назначения осуществляется отдельными сетями. Номенклатура отдельных сетей, состав входящего в каждую сеть оборудования зависит от типа, назначения, уровня автоматизации, степени электрификации судна.

Примерами сетей могут служить следующие сети: сети питания средств судовождения; радиосвязи и навигации; питания механизмов энергетической установки; питания механизмов и устройств судовых систем; питания камбузного оборудования; бытовых потребителей; медицинского оборудования; освещения (наружного и внутреннего); аварийного освещения. Потребителями сетей слабого тока являются: телеграфы, сигнализация, телефоны, радиотрансляция.

Силовая электрическая сеть, обеспечивающая распределение электроэнергии от источников до ее приемников по судну, называется системой распределения электроэнергии. Системы распределения электроэнергии можно классифицировать по двум признакам:

- виду системы распределения;

- способу ее исполнения.

По первому признаку системы распределения электроэнергии разделяются на радиальные (фидерные, фидерно-групповые), магистральные и смешанные (комбинированные, магистрально-фидерные). Иногда выделяют также кольцевые системы.

Радиальная схема (рис.5.1) характеризуется тем, что ответственные потребители получают питание непосредственно от главного распределительного щита (ГРЩ) по отдельным фидерам, а остальные потребители – через вторичные распределительные щиты (ВРЩ), каждый из которых также питается от ГРЩ по отдельному фидеру. С ростом мощности судовой электростанции основное количество потребителей получают питание от ВРЩ, поэтому силовую сеть данного вида часто называют радиально-групповой или фидерно-групповой.

При магистральной схеме распределения (рис. 5.2) потребители получают питание от ГРЩ через магистральные коробки (МК) и распределительные щиты (РЩ) по магистральным кабелям. Магистралью называется кабельная линия передачи электроэнергии, к которой на всем ее протяжении подключаются РЩ или МК, а приемники электроэнергии получают электроэнергию от этих РЩ и МК.

Смешанная схема питания характеризуется наличием элементов как радиальной, так и магистральной схем (рис. 5.3).

Основным достоинством радиальной схемы является большая по сравнению с другими схемами надежность питания. Кроме того, радиальная схема облегчает централизацию включения и отключения потребителей от ГРЩ. С точки зрения расхода кабеля и массы распределительных устройств и радиальная и магистральная схемы приблизительно равноценны. На малых судах магистральная схема может оказаться несколько экономичнее. Схемы питания освещения строятся обычно как магистральные. Это же относится и к некоторым группам второстепенных потребителей.

По второму признаку различают следующие варианты схем распределения электроэнергии:

1. Напряжением до 1000 В:

· трехфазная, трехпроводная изолированная;.

· трехфазная трехпроводная с нулевой точкой, заземленной через высокоомный резистор или реактор (компенсированно-резистированная нейтраль).

2. Дополнительно для напряжений до 500 В включительно:

· трехфазная, четырехнроводная изолированная;

· трехфазная, четырехнроводная с нулевой точкой, заземленной через высокоомный резистор или реактор;

· однофазная, двухпроводная изолированная;

· однофазная, двухпроводная с нулевой точкой, заземленной через высокоомный резистор или реактор;

· однофазная, однопроводная с использованием корпуса судна в качестве обратного провода (на судах валовой вместимостью менее 1600) для напряжения до 50 В, при условии, что любой возможный ток не будет проходить непосредственно через любое из взрывоопасных помещений

Постоянный ток:

· двухпроводная изолированная;

· однопроводная с использованием корпуса судна в качестве обратного провода (на судах валовой вместимостью менее 1600) для напряжения до 50 В, при условии, что любой возможный ток не будет проходить непосредственно через любое из взрывоопасных помещений.

При использовании корпуса судна в качестве обратного провода все конечные цепи должны быть двухпроводными, а изолированный обратный провод должен быть заземлен на заземляющей шине распределительного щита, от которого цепь получает питание, в доступном для осмотра месте. При этом должны быть предусмотрены устройства для отключения от корпуса судна заземляющих шин для проверки состояния изоляции.

Классификационные общества некоторых зарубежных стран разрешают применение однопроводной системы без существенных ограничений. На танкерах использовать однопроводную систему запрещено.

Наибольшее распространение для распределения электрической энергии трехфазного тока на судах получила схема с изолированной нейтралью (рис. 5.4, а).

Рис. 5.4. Режимы нейтрали СЭЭС, Y _и – проводимость изоляции

Трехпроводные схемы с компенсированной нейтралью имеют повышенные свойства безопасности. Один из возможных вариантов таких схем представлен на рис. 5.4, б. В этой схеме компенсация осуществляется с помощью дросселя. Согласно правилам ряда иностранных классификационных обществ на судах разрешается применение трехпроводных схем с глухим заземлением (рис. 5.4, в).

Четырехпроводные схемы с изолированной нейтралью (рис. 5.4, г) не получили широкого распространения, хотя и позволяют подключить к сети потребители разных напряжений: 380 В, 220 В. Это объясняется, в основном, следующим:

- возникновением несимметричных нагрузок, хотя по требованиям Регистра нагрузки отдельных фаз не должны различаться более чем на 15 %;

- необходимостью использования четырехжильного кабеля, имеющего несимметричную нагрузку жил;

- нецелесообразностью, по эксплуатационным соображениям, объединения в единую электрическую сеть силовых потребителей с бытовыми и осветительными, к изоляции которых в этом случае надо предъявлять такие же требования, как к силовым системам более высокого линейного напряжения.

При любых видах схем распределения электроэнергии и способах их исполнения потребители ответственного назначения получают питание следующим образом:

1) по отдельным фидерам от ГРЩ – якорное устройство, пожарные и осушительные насосы, гирокомпас, холодильные установки грузовых трюмов, щиты основного освещения, аварийный распределительный щит в нормальных условиях;

2) по двум фидерам от ГРЩ и АРЩ – компрессоры и насосы забортной воды спринклерной системы, щит радиостанции, пульты систем автоматизации ответственных устройств;

3) по двум отдельно проложенным фидерам от ГРЩ – рулевое устройство, щит навигационных устройств;

4) по двум фидерам от ГРЩ и ближайшего группового щита – пульты систем автоматизации главных механизмов;

5) от фидера, питающего вспомогательный механизм – пульт системы автоматизации этого механизма;

6) по трем отдельным фидерам – от ГРЩ или АРЩ (питаемый через ГРЩ), от ближайшего группового щита и от аккумуляторной батареи – аварийная электростанция и другие особо ответственные потребители.

Электрораспределительными устройствами (щитами) называют комплектные электротехнические устройства, предназначенные для приема и распределения электроэнергии на судах и снабженные необходимыми аппаратами управления, автоматами защиты и сигнализации.

Имеются следующие виды судовых электрораспределительных устройств (щитов):

главный электрораспределительный щит (ГРЩ), являющийся частью судовой электростанции и предназначенный для присоединения основных и резервных источников электроэнергии к силовой судовой электрической сети и для управления работой источников электроэнергии;

генераторный щит, служащий для передачи электроэнергии от генератора к определенному главному распределительному щиту, а также для местного управления генератором в тех случаях, когда генератор и ГРЩ размещены в разных отсеках судна. От генераторного щита могут получать электропитание отдельные приемники электроэнергии;

аварийный электрораспределительный щит (АРЩ), являющийся частью аварийной судовой электростанции и предназначенный для присоединения аварийного источника электроэнергии к электрической сети и для управления работой аварийного источника электроэнергии;

районный электрораспределительный щит (РРЩ), предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного района и обеспечивающий электроэнергией несколько отсечных щитов (район судна включает два или более отсеков);

отсечный электрораспределительный щит (ОРЩ), предназначенный для распределения электроэнергии в пределах определенного отсека судна;

групповой электрораспределительный щит, предназначенный для распределения электроэнергии между группой приемников электроэнергии одинакового назначения;

распределительный щит электроснабжения с берега (ЩПБ), предназначенный для присоединения судовых приемников электрической энергии к береговой электрической сети или к аналогичному устройству другого типа;

соединительный электрический ящик (щит), представляющий собой судовое электрораспределительное устройство, служащее для соединения электрических цепей.

Щиты, получающие энергию от источника и распределяющие ее по сетям (ГРЩ, генераторные щиты, АРЩ), называются первичными щитами. Вторичные щиты получают энергию от других щитов и распределяют ее между отдельными потребителями или их группами. Специальные щиты имеют индивидуальное назначение (ЩПБ)

Силовые электросети современных судов могут иметь пять иерархических уровней распределительных устройств, включающих районные, отсечные, групповые и распределительные щиты (РЩ).

Количество уровней зависит от мощности СЭЭС, количества потребителей электроэнергии (ПЭ). Большинство судов транспортного флота имеют структуру СЭЭС ГРЩ - ОРЩ – РЩ – РЩ1. На судах с группами специализированных потребителей – электрооборудованием рыбцехов, морозильных и холодильных установок и тому подобное – используют сети в виде ГРЩ – РРЩ – ОРЩ – РЩ – РЩ1.

В зависимости от вида распределяемой энергии щиты делят на щиты - постоянного, переменного однофазного, переменного трехфазного и постоянно-переменного токов.

По исполнению щиты бывают защищенные (IP 21), брызгозащищенные (IP 23), водозащищенные (IP 55). Конструктивно щиты выполняются в виде металлических каркасов или блоков, располагаемых в универсальных ящиках для групповой компоновки. По применяемым материалам для корпусов, каркасов и деталей щиты подразделяются на стальные, из алюминиевых сплавов и комбинированные. В качестве изоляционных материалов для панелей используется гетинакс или стеклотекстолит, которые покрываются слоем лака в местах механической обработки. На крепежные изделия наносят антикоррозионное покрытие. По способу установки и крепления на судах различают щиты: устанавливаемые вертикально на палубе с обслуживанием с передней и задней стороны, устройства прислонного типа, устанавливаемые на переборках и устанавливаемые вертикально на палубах и переборках с обслуживанием с передней стороны. Их крепят жестко или на амортизаторах, устанавливаемых в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Габаритные размеры щитов или их отдельных секций не должны превышать 2 м по высоте, 1,2 м по длине и 0,9 м по глубине. Щиты массой более 25 кг снабжают приспособлениями для подъема и перемещения. Силовые цепи выполняют медными шинами прямоугольного сечения с размерами от 15´3 мм² до 100´10 мм² или кабелем (одножильным, многожильным) и проводами сечением не более 16 мм². Цепи вторичной коммутации – проводами сечением 1,5 мм², а цепи сигнализации и связи – проводами сечением 1 и 0,75 мм². Шины разных фаз жестко и прочно закрепляют на каркасе щита на расстоянии 30…70 мм для обеспечения прочности при электродинамических усилиях, возникающих в момент короткого замыкания. Их лудят и маркируют отличительными цветами. Постоянный ток: шина положительного полюса – красная; шина отрицательного полюса – синяя. Переменный ток: шина фазы А -желтая, шина фазы В - зеленая и шина фазы С –фиолетовая. Голубым цветом маркируют нейтральные провода и темно-зеленым (поперечные полосы) – заземляющие.

Для электробезопасности щиты снабжают защитным заземлением, защитными оболочками и экранами, блокировками и т.п. Кроме того, заземляют все электротехнические изделия, доступные при оперативном обслуживании.

Щиты рассчитаны на непрерывную надежную работу без технического обслуживания периодами по 3000 ч, межремонтный период составляет не менее 12 лет, а срок службы – не менее 25 лет.

Главный распределительный щит

ГРЩ имеет каркасную конструкцию из отдельных секций. Лицевые панели секций штампуют из листовой стали. На лицевой и задней сторонах ГРЩ устанавливают горизонтальные или вертикальные поручни из изоляционного материала

ГРЩ располагают в одной главной вертикальной противопожарной зоне с генераторами на открытой платформе или в специальной выгородке машинного помещения судна – центральном посту управления (ЦПУ). Они устанавливаются перпендикулярно к диаметральной плоскости или вдоль борта судна на амортизированной фундаментной раме с подводкой кабелей снизу. Спереди и сзади ГРЩ предусматривают проходы соответственно шириной не менее 800 мм – при длине щита до 3 м; не менее 1000 мм – при большей длине.

По функциональному признаку в конструкции ГРЩ различают:

- генераторные секции, питающие сборные шины, управляющие работой генератора и распределяющие электроэнергию между ответственными потребителями;

- секции управления, обеспечивающие параллельную работу генераторов, секционирование сборных шин и соединение ГРЩ с АРЩ и щитом питания с берега;

- распределительные секции, управляющие распределением электроэнергии между ее приемниками.

Число генераторных секций обычно соответствует числу генераторов. Секции управления (одну или две) предусматривают только в ГРЩ переменного тока. Число распределительных секций определяется числом и характером судовых потребителей и принятой системой распределения электроэнергии. В средней части ГРЩ обычно размещают секции управления, к ним примыкают генераторные секции, крайними являются распределительные секции.

На рис. 5.4 представлена структурная схема носовой электростанции двухстанционной КЭЭС, а вид ГРЩ этой станции – на рис. 5.5. На рисунках приняты следующие обозначения: СГ (AG) – секция генераторная; СР (AF) – секции распределительные; СП (AU) – секция преобразователя; ВГ – выключатель генераторный; ВП – выключатель перемычки

Рис. 5.4. Структурная схема носовой электростанции КЭЭС

Схемы ГРЩ разрабатывают применительно к типу судна с учетом количества, типов, расположения и способов управления генераторных агрегатов, а также с учетом мощности и количества потребителей электроэнергии. В настоящее время на судах применяются типовые схемы судовых ГРЩ, содержащие унифицированные узлы и элементы.

Все секции ГРЩ содержат электроизмерительные приборы. Генераторные секции обычно комплектуются амперметрами (А), вольтметрами (V), ваттметрами (W) и частотомерами (Hz) (рис. 5.6). Секции управления содержат: синхроноскоп (S) для включения генераторов на параллельную работу, мегаомметры (W) для измерения сопротивления изоляции, V и Hz (ри. 5.7). Распределительные секции оборудуются, как правило, только амперметрами с переключателями. В секциях ГРЩ также могут находиться, фазометры и фазоуказатели. Приборы подключаются к силовым сетям с использованием переключателей фаз (А и V) непосредственно или через измерительные преобразователи. В цепях переменного тока в качестве преобразователей используются трансформаторы тока и напряжения, в цепях постоянного тока – шунты для измерения тока (с приборами магнитоэлектрической системы) и добавочные сопротивления для измерения напряжения.

Рис. 5.5. Вид ГРЩ

Рис. 5.6. Лицевая панель секции генераторной ГРЩ

Рис. 5.7. Лицевая панель секции управления ГРЩ

Вторичные распределительные щиты

В СЭЭС применяются РЩ с установочными автоматами и щиты с предохранителями. Схемы и конструкции ВРЩ с автоматами и предохранителями постоянного, однофазного и трехфазного переменного тока типизированы. В настоящее время применяют щиты блочной конструкции, аналогичной секционной конструкции ГРЩ. Такая конструкция обеспечивает сборку щитов из двух и более корпусов, при этом шины проходят через боковые вырезы, а между корпусами устанавливают уплотнительные металлические и резиновые прокладки. Сборную конструкцию щита крепят на общей раме. Типы щитов блочной конструкции определяются общим количеством групп предохранителей, установочных автоматов, их сочетанием и взаимозаменяемостью. Все типизированные РЩ разрабатываются с расчетом использования 25 типов ящиков блочной конструкции.

УПРАВЛЕНИЕ В СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Наиболее ответственным и сложным комплексом, обеспечивающим движение судна и работу всех судовых систем и механизмов, является машинное отделение. Условия работы членов экипажа в машинных помещениях неблагоприятные (шум, вибрация, повышенные температура и влажность), поэтому стремятся к безвахтенному обслуживанию систем и механизмов. Достигается это с помощью: дистанционного управления – управления, при котором задаваемые команды исполняются при воздействии человека на органы управления, расположенные на некотором расстоянии от объекта; дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) – управления, с автоматическим выполнением по команде человека функционально связанных совокупностей операций сбора и обработки информации о состоянии объекта и внешней среды, выработки решений о воздействии на исполнительные органы объекта и их исполнения; автоматических систем управления. Именно вид обслуживания машинных помещений формально определяет степень автоматизации судов, информация о которой содержится в символе его класса в виде соответствующего знака (табл. 6.1), определяемого Правилами классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства.

:

Таблица 6.1

№	Знаки автоматизации	Расшифровка сокращений
	AUT1	Automation
	AUT2
	AUT3
	AUT1-C	Computer
	AUT2-C
	AUT3-C
	AUT1-ICS	Integrated computer system
	AUT2-ICS
	AUT3-ICS

6.1. Уровни автоматизации судов: знаки и объем

Знак автоматизации AUT1. Суда и плавучие сооружения со знаком автоматизации AUT1 в символе класса должны быть оборудованы системами автоматизации механической установки в объеме, обеспечивающем маневренность и безопасность самоходных судов или безопасность несамоходных судов при всех условиях плавания (эксплуатации) без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях (МП) и центральном посту управления (ЦПУ).

Это обеспечивается:

1. Автоматизацией, по крайней мере, следующих установок и систем:

· главных механизмов и движителей;

· котельных установок;

· электростанции;

· компрессорных установок;

· осушительных установок машинных помещений;

· насосных установок;

· холодильных установок.

2. Созданием системы аварийно – предупредительной сигнализации (АПС)

Независимо от объема автоматизации установок, а также порядка контроля их работы система АПС должна подавать сигнал:

· при достижении контролируемыми параметрами предельных значений;

· при срабатывании систем защиты;

· при отсутствии энергии для питания отдельных систем автоматизации или о включении аварийных источников энергии;

· при изменении других параметров или состояний, сигнализация о которых предписывается требованиями Правил.

Сигнализация о неисправности механизмов должна быть предусмотрена на постах дистанционного управления этими механизмами.

Система АПС, центральные информационные панели которой, как правило, размещаются в ЦПУ, структурно должна иметь подсистему обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации, блоки (БОС) которой должны располагаться:

· в машинных помещениях (световые колонки);

· на ходовом мостике (в рулевой рубке);

· в служебных и общественных помещениях судна;

· в жилых помещениях ответственного персонала.

Система АПС должна одновременно подавать световые и звуковые сигналы. При этом должна быть обеспечена возможность одновременного указания более чем одной неисправности. Квитирование одного сигнала не должно препятствовать поступлению другого. Отказ одного элемента (устройства) системы не должен вызывать выход из строя всей системы АПС. Если вместо индивидуальных световых сигнализаторов применяются общие мониторы, их должно быть не менее двух.

В системе АПС применяются следующие цвета засветки: красный (опасность), желтый (внимание), зеленый (безопасность), синий (информация), белый (общая информация). Вид сигналаможет быть мигающим и постоянным.

В МП в дополнение к звуковым сигнальным устройствам должны быть предусмотрены световые устройства (колонки) идентификации сигнала, использующие цвета и символы, представленные в табл. 6.2.

Отключение звукового сигнала АПС на БОС (например, на мостике или в жилых помещениях) не должно вызывать его отключения в ЦПУ.

Система АПС должна быть выполнена так, чтобы не относящиеся к судовождению и навигационной обстановке сигналы поступали в первую очередь на пульты (щиты) в МП и ЦПУ, а также на БОС и средства индикации, расположенные в жилых, служебных и общественных помещениях, где может находиться обслуживающий механическую установку персонал. Затем, если эти сигналы не будут подтверждены в течение определенного периода времени (например, 2 мин), они должны поступать на ходовой мостик.

Таблица 6.2

Должен быть предусмотрен самоконтроль АПС: по крайней мере, при таких повреждениях, как короткое замыкание, обрыв цепи и замыкание на корпус, а также при исчезновении питания должен подаваться сигнал АПС.

3. Реализацией мер по обеспечению противопожарной защиты.

На ходовом мостике расположен интегрированный пульт управления. Его общий вид представлен на рис. 6.1

Рис. 6.1. Общий вид интегрированного пульта управления

Все оборудование, установленное в МП, должно быть приспособлено к работе без постоянной вахты в машинном помещении и ЦПУ. Допускается выполнение отдельных операций (пополнение цистерн, очистка фильтров) с местных постов управления, если они выполняются с определенной периодичностью (не чаще одного раза за 24 ч) и обеспечиваются соответствующим обслуживанием.

ЦПУ, если он предусмотрен, должен быть оборудован:

· устройствами управления главными механизмами и движителями;

· пультом системы АПС;

· устройствами индикации режимов работы механизмов и установок;

· отключающими устройствами для топочных устройств котлов, инсинераторов (специализированные устройства для термической утилизации), вентиляторов МП, сепараторов, топливных и масло перекачивающих насосов.

Общий вид центрального пульта управления представлен на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Общий вид центрального пульта управления

На рис. 6.3 показана вертикальная панель управления КЭЭС секций центрального пульта управления

Рис.6.3. Вертикальная панель управления КЭЭС секций центрального пульта управления

По согласованию с Регистром ЦПУ может быть расположен вне МП, и состав его оборудования, указанный выше, может быть изменен. Если имеется закрытый ЦПУ, в нем должно быть предусмотрено устройство вызова персонала из машинных помещений.

Автоматизированная электростанция должна обеспечивать:

1. Автоматизированные судовые электростанции должны обеспечивать дистанционный пуск генераторных агрегатов с автоматическими синхронизацией, приемом и распределением нагрузки.

2. На судах, где нормальное снабжение электрической энергией обеспечивается одним генератором, при выходе его из строя и обесточивании ГРЩ, должны быть предусмотрены:

· автоматический пуск резервного генератора достаточной мощности и подключение его на шины ГРЩ в течение 30 с;

· автоматическое повторное включение в необходимой последовательности ответственных устройств, обеспечивающих движение, управление и безопасность судна.

3. Для обеспечения непрерывности наличия электрической энергии на судах, где нормальное энергоснабжение осуществляется одним генератором, должны быть предусмотрены устройства автоматизации, обеспечивающие автоматический пуск резервного генератора, автоматические синхронизацию, прием и распределение нагрузки в случаях:

· достижения работающим генератором установленной предельно допустимой нагрузки (≈ 85 %);

· неисправности работающего агрегата, позволяющей выполнить автоматическую синхронизацию генераторов.

4. На соответствующих постах управления должна быть предусмотрена индикация готовности генераторных агрегатов к немедленному (автоматическому) пуску.

5. Должен быть обеспечен предварительный выбор очередности автоматического пуска генераторных агрегатов и их подключения к сборным шинам ГРЩ.

6. При уменьшении частоты вращения валогенератора или снижении давления пара перед приводной турбиной утилизационного электрического генератора до величин, при которых не могут быть обеспечены рабочие параметры, соответствующие нормированным показателям качества электроэнергии, автоматически должен пускаться по крайней мере один генератор с независимым приводом, обеспечивающий выполнение условий, указанных в 3.

7. Для валогенераторов переменного тока должны быть предусмотрены автоматические устройства, предотвращающие перегрузку по току элементов их систем возбуждения при работе с частотой вращения, меньшей 90 % от номинальной и продолжительностью более 5 с. При этом допускается соответствующее снижение напряжения на клеммах генераторов.

8. Для каждого валогенератора на ГРЩ должно быть предусмотрено устройство для снятия возбуждения.

9. При включении валогенератора на судовую сеть на ходовом мостике должна автоматически включаться световая предупредительная сигнализация о том, что изменение режима работы главных механизмов может привести к отклонению параметров судовой сети.

10. Пуск мощных потребителей электрической энергии, включение которых может привести к недопустимому провалу напряжения или обесточиванию шин ГРЩ, должен предусматривать: предварительный автоматический запуск резервного генератора, синхронизацию, прием и распределение нагрузки, или блокировку, запрещающую включение таких потребителей до момента подключения резервного генератора на шины ГРЩ, и соответствующую индикацию.

11. Контролируемые параметры автоматизированных судовых электростанций (кроме аварийных), места замера, предельные значения параметров и виды автоматической защиты и индикации параметров приведены в табл. 6.3…6.5.

Таблица 6.3

Автоматизированные судовые электростанции

Таблица 6.4

Двигатели внутреннего сгорания для привода генераторов

№ п/п	Контролируемый параметр	АПС	Автоматическая остановка двигателя
	Утечка топлива из трубопроводов высокого давления	○	—
	Температура смазочного масла	↑	—
	Давление смазочного масла	↓	˟
	Концентрация масляного тумана в картере^1	↑	˟
	Давление или поток охлаждающей воды	↓	—
	Температура охлаждающей воды или охлаждающего воздуха	↑	—
	Уровень охлаждающей воды в расширительной цистерне^2	↓	—
	Уровень топлива в расходной цистерне	↓	—
	Давление пускового воздуха	↓	—
	Превышение допустимой частоты вращения двигателя	○	˟
	Вязкость (температура) топлива перед топливными насосами высокого давления^3	↑(↓)	—
	Температура выпускных газов на выходе из каждого цилиндра^4	↑	—
	Концентрация газа в машинных помещениях^5	↑	—
	Давление в общем коллекторе топлива высокого давления	Мин.	—
	Давление в общем коллекторе серво (управляющего) масла	Мин.	—
Условные обозначения: ↑ — сигнал АПС при достижении параметром верхнего предельного значения; ↓— сигнал АПС при достижении параметром нижнего предельного значения; ○ — сигнал АПС; ˟ — остановка двигателя.

¹ Для двигателей мощностью более 2250 кВт или с диаметром цилиндра более 300 мм.

² При наличии автономной системы охлаждения.

³ Только при работе на тяжелом топливе.

⁴ Для двигателей мощностью более 500 кВт на цилиндр.

⁵ Требуется при использовании установок с двухтопливными (газ – жидкое топливо) двигателями.

Таблица 6.5

Паровые турбины для привода генераторов

Знак автоматизации AUT2. Суда и плавучие сооружения со знаком автоматизации AUT2 в символе класса должны быть оборудованы системами автоматизации механической установки в объеме, обеспечивающем маневренность и безопасность самоходных судов или безопасность несамоходных судов при всех условиях эксплуатации без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях, но при наличии вахты в центральном посту управления.

Должна быть предусмотрена автоматизация главных механизмов и движителей, а также система АПС.

Все оборудование, установленное в МП, должно быть приспособлено к работе без постоянной вахты в машинном помещении. По согласованию с Регистром допускается выполнение отдельных операций (пополнение цистерн, очистка фильтров и т.п.) вручную, если они выполняются с периодичностью не чаще одного раза в 12 ч.

Должен быть предусмотрен закрытый ЦПУ, оборудованный в соответствии с вышеизложенными требованиями, а также устройствами дистанционного управления вспомогательными механизмами ответственного назначения, если они не автоматизированы.

Если не предусмотрена автоматизированная судовая электростанция, должны быть обеспечены:

· дистанционный пуск и остановка приводных механизмов генераторов из ЦПУ;

· дистанционная синхронизация, подключение и распределение нагрузки из центрального поста управления, которые могут выполняться на ГРЩ, если он находится в ЦПУ.

Знак автоматизации А3. Суда со знаком автоматизации AUTЗ в символе класса, имеющие суммарную мощность главных механизмов до 2250 кВт, должны быть оборудованы системами автоматизации механической установки в объеме, обеспечивающем их управляемость и безопасность без постоянною присутствия обслуживающего персонала в МП и в ЦПУ (для несамоходных судов указанная мощность является мощностью первичных двигателей генераторов, обеспечивающих выполнение основного назначения судна).

В Регистре отсутствуют требования к автоматизации электростанции. Перечень контролируемых параметров электрической сети соответствует данным, представленным в табл. 6.3, с добавлением сигнализации при снижении напряжения.

Компьютерные системы.

1. Знаки автоматизации AUT1-C, AUT2-C или AUT3-C в символе класса имеют суда, если автоматизация механической установки выполнена на базе компьютеров или программируемых логических контроллеров. Компьютерная система – это система, состоящая из одного или нескольких компьютеров с установленным программным обеспечением, периферийными устройствами и интерфейсами. Программируемый логический контроллер (PLC) – это компьютерное устройство, выполненное в виде конструктивно самостоятельного функционального модуля и предназначенное для выполнения функций управления и контроля судовыми механизмами и процессами.

2. Знаки автоматизации AUT1-ICS, AUT2-ICS или AUT3-ICS в символе класса имеют суда, если компьютерные системы объединены сетью в единую интегрированную систему. Интегрированная система – это компьютерные системы, взаимосвязанные для обеспечения централизованного доступа к информации от датчиков и управления процессами.

Самостоятельная работа

Задание №5, тема 5

Вторичные распределительные щиты; щиты питания с берега

Литература: Л1, стр.47…51

ЛЕКЦИЯ №6

Дата добавления: 2014-01-20