Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

О. П. ХАЙДУКОВ, Б. В. ОСОКИН

электро­

оборудование

судов

Утверждено Управлением учебных заведений Министерства морского флота в качестве учебника для учащихся судоводительских и судомеханических специальностей высших инженерных морских училищ

МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1974

УДК 621.3.002.5:629.123 (0.75.8)

Электрооборудование судов. Х а й д у к о в О. П., О с о к и н Б. В. Изд-во «Транспорт», 1974, стр. 1—328.

В книге большое внимание уделяется физическим процессам, про­ исходящим в электрических машинах, аппаратах и приборах. Зна­ чительная часть книги посвящена элементам современного электро­ оборудования, специальным электрическим машикам, полупро­ водниковым приборам и т. д.

Рассматриваются примеры схем различных электроустановок су­ дов как отечественной, так и зарубежной постройки.

В главах II, III, IV, V излагаются некоторые вопросы судовой электротехники, знание которых совершенно необходимо при изу­ чении электрооборудования современных судов. Здесь особое внима­

элементы, устройства и системы судового электрооборудования. Кратко изложены основы теории электропривода, методы расчета и выбора отдельных элементов электрооборудования. Учтены ближай­ шие перспективы и направления в развитии судовой электротехники. В книге нашли свое отражение и вопросы правильной технической эксплуатации электрооборудования.

Книга является учебником для учащихся судоводительских и судомеханических факультетов высших инженерных морских училищ.

Учебник может быть полезным инженерно-техническим работни­ кам морского, речного и рыбопромыслового флота, занимающимся эксплуатацией судов, а также курсантам и студентам средних море­ ходных училищ и судостроительных техникумов.

31806-313

X 049(01)—74 313—74

© Издательство «ТРАНСПОРТ», 1974

Введение

Современные морские суда характеризуются высокой степенью элек­ трификации. На каждую 1000 т водоизмещения приходится в среднем 160 кВт установленной мощности электрооборудования, а на каждую 1000 э. л. с. силовой установки — 120 кВт генераторной мощности и 360 кВт установленной мощности электрооборудования. На многих типах судов эти показатели значительно выше, £1 суммарная установленная мощность электрооборудования превосходит мощ­

ность силовой установки. Общая установленная мощность электрооборудования на судах отечественного морского флота составляет сейчас около 4 млн. кВт. Судо­

вые электрические станции вырабатывают в год свыше 1,5 млрд. кВт-ч электро­ энергии.

Электрическая энергия используется для управления судном и обеспечения безопасности мореплавания (рулевое устройство, брашпили, шпили, электро- и радионавигационные приборы, сигнальные отличительные огни), обеспечения движения судна (вспомогательные механизмы машинно-котельного отделения), в грузоподъемных и грузовых устройствах (лебедки, краны, лифты, тельферы, топенантные устройства открытия трюмов, грузовые насосы), в системах, обеспе­ чивающих борьбу за живучесть судна (пожарные и балластно-осушительные насосы, водонепроницаемые перегородки, спринклерные и углекислотные систе­ мы). С помощью электроэнергии осуществляется радиосвязь между судами и берегом, внутрисудовая связь и сигнализация, обеспечивается освещение. Велико значение электроэнергии для обеспечения нормальных бытовых условий жизни су­ дового экипажа (вентиляция, электроотопление, нагревательные приборы, санитар­ ные насосы, климатические станции, рефрижераторные установки). На судах повышенной маневренности (ледоколы, суда ледового плавания, буксиры, паро­ мы) установлены гребные электрические двигатели.

Дальнейшее совершенствование морского транспорта основывается на ком­ плексной автоматизации, осуществляемой прежде всего на базе развития электри­ фикации судов. Уже сейчас имеются суда с автоматизированным навигационным комплексом с применением цифровых и аналоговых электронных вычислитель­ ных машин. На многих судах установлены системы дистанционного автоматизи­ рованного управления (ДАУ) главным двигателем с мостика и из центрального поста управления (ЦПУ) в машинном отделении; автоматизированного управле­ ния судовой электростанцией; автоматического управления работой вспомога­ тельных механизмов и устройств, обслуживающих энергетическую установку; системы централизованного контроля, сигнализации и регистрации рабочих пара­ метров энергетической установки; автоматизированные общесудовые системы

(пожарные, балластные и др.).

Отечественный морской флот пополнился за последнее время новейшими ав­ томатизированными судами типа «Краснокамск», «Новгород», «Котовский», «Сестрорецк» и многими другими. На теплоходе «Светлогорск» (судно типа «Сла­ вянок») установлен комплекс опытных средств автоматизации отечественного производства.

Комплексная автоматизация судов сокращает численность судового экипажа, облегчает его работу, повышает производительность труда, улучшает эксплуата­ ционные характеристики судна, удлиняет период между ремонтами и профилак­ тическими осмотрами, уменьшает вероятность возникновения опасных аварийных

3

Глава I

Судовое электрооборудование

иэлектротехнические материалы

§1. Требования к судовому электрооборудованию

Судовое электрооборудование работает в специфических усло­ виях, отличных от условий работы промышленного электрообору­ дования. Это отличие определяется рядом следующих факторов:

значительные изменения температуры окружающего воздуха при неограниченном районе плавания (от —50 до +50°С);

высокие значения относительной влажности воздуха (в закры­ тых судовых помещениях от 40 до 70%, в отдельных случаях и до 90%, на палубе — от 70 до 90%, а в тропиках — до предела насы­ щения);

наличие соли в морской воде (до 4%) и морском воздухе

(до 6 мг/м3) ;

наличие паров соляра, масла и других нефтепродуктов в судо­ вых помещениях (от 5 до 20 мг/м3);

длительный крен на любой борт, длительный дифферент, бор­ товая и килевая качка;

сотрясения при ударах судна о волны или встречные предметы; вибрация, создаваемая работой главных двигателей, винтов, а также отдельных механизмов и достигающая колебаний несколько десятков герц при амплитуде колебаний в несколько милли­

метров;

размещение электрооборудования в тесных помещениях и выго­ родках с целью экономии места, что затрудняет доступ к нему и эксплуатацию.

В большинстве стран мира постройка судов и их техническая эксплуатация осуществляются под надзором государственных ор­ ганов— классификационных обществ. В Советском Союзе таким классификационным обществом является Регистр СССР.

Регистром СССР разрабатываются «Правила классификации и постройки морских судов», последние из которых вступили в силу с 1 июля 1971'г. В ч. XI «Электрическое оборудование» этих Правил учтены в связи с особыми условиями работы повышенные по срав­ нению с общепромышленным оборудованием требования к судово­ му электрооборудованию: высокая надежность, высокая механи­ ческая прочность, минимальный вес и габариты при оптимальном коэффициенте полезного действия, удобство в обслуживании, ми­ нимальные помехи радиоприему, малая щумность и пр.

5

При этом необходимо отметить, что многие положения настоя­ щих Правил, касающиеся электрооборудования судов, существен­ но отличаются от положений Правил, действовавших до 1 июля

1971 г.

Правила определяют следующие условия работы электричес­ кого оборудования на судне.

1. Электрическое оборудование должно быть такой конструкци чтобы во всех случаях в установившихся режимах оно оставалось работоспособным при отклонениях напряжения и частоты от номи­ нальных величин, указанных в табл. 1.

2. В качестве номинальных рабочих температур окружающег воздуха и охлаждающей воды для электрического оборудования должны использоваться температуры, указанные в табл. 2.3

Т а б л и ц а 2

Температура окружающего воздуха и охлаждающей воды, “С

* При принудительном воздушном охлаждении с забором воздуха с открытой палубы.

3. Электрическое оборудование должно безотказно работать условиях относительной влажности воздуха 75±3% при температуре+45+2°С или 80±3% при температуре +40±2°С, а также при относительной влажности воздуха 95±3% при температуре + 2 5 ± ±2°С.

6

4. Электрическое оборудование должно безотказно работать при длительном крене судна до 15° и дифференте до 5°, а также при бортовой качке до 22,5° и килевой до 10° от вертикали.

5. Электрическое оборудование должно безотказно работать при вибрациях с частотой от 5 до 30 Гц, с амплитудой 1 мм, для частот от 5 до 8 Гц и с ускорением 0,5 g — при частотах от 8 до

30Гц.

6.Электрическое оборудование должно безотказно работать при ударах с ускорением 3g при частоте от 40 до 80 ударов в ми­ нуту.

Помещения судна подвергаются различному воздействию вне­ шней среды. В связи с этим электрооборудование, устанавливаемое в помещениях и пространствах судна, должно иметь одно из сле­ дующих исполнений корпуса: открытое; защищенное; каплезащи­ щенное; брызгозащищенное; водозащищенное (защищенное от струй воды); водонепроницаемое; погружное, и выбирается в зависимо­ сти от места его установки в соответствии с табл. 3. Персонал, обслуживающий электрооборудование судна, должен быть защи­

7