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

На пассажирских судах и промысловых базах требуется, а на остальных судах рекомендуется оборудовать аварийный дизельгенератор системой автоматического пуска при исчезновении на­ пряжения на шинах ГРЩ.

Если аварийным источником являются аккумуляторные ба­ тареи, то они должны автоматически включаться в аварийную сеть при снижении напряжения на ГРЩ ниже 60% номинального.

Мощность аварийного дизель-генератора должна обеспечивать одновременное питание следующих потребителей: аварийного освещения, электроприводов водонепроницаемых дверей, авраль­ ную сигнализацию, щит сигнально-отличительных огней, устрой­ ства дистанционного пуска средств объемного паротушения, пожарного аварийного насоса, осушительного насоса, электро­ приводов спринклерной системы, рулевого электропривода, радио­ станцию и гирокомпас.

Если в качестве аварийного источника используются аккуму­ ляторные батареи, то пожарный и осушительный насосы, элект­ роприводы руля и спринклерной системы, радиостанция и гиро­ компас от аварийной электростанции питания не получают.

Аккумуляторная батарея, как дополнительный источник пи­ тания, должна устанавливаться и в том случае, если основным аварийным источником является дизель-генератор. Емкость этой батареи должна быть такой, чтобы без подзарядки от нее могли получать непрерывное питание в течение 30 мин аварийное осве­ щение и сигнальные огни «не могут управляться» и авральная сиг­ нализация в течение 10 мин. На пассажирских, промысловых и судах специального назначения, кроме того от дополнительной батареи должно осуществляться однократное поочередное закры­ вание водонепроницаемых дверей и питание указателей положе­ ния этих дверей и сигнализация о дистанционном закрывании их.

143

Все оборудование аварийной электроэнергетической установки размещается в одном помещении, расположенном выше палубы переборок, с непосредственным выходом на открытую палубу. Если аварийным источником является аккумуляторная батарея, то она устанавливается в отдельном помещении.

АРЩ связан с ГРЩ, но при этом применяется автоматическая блокировка, которая допускает подачу питания с ГРЩ на АРЩ, но исключает возможность подачи питания наоборот.

§ 34. Электрические аккумуляторы

Электрическим аккумулятором называется обратимый галь­ ванический элемент, который преобразует сообщаемую ему при заряде электрическую энергию от внешнего источника в химиче­ скую, накапливает (аккумулирует) ее и отдает обратно при раз­ ряде на внешнюю электрическую цепь, когда накопленная хими­ ческая энергия снова превращается в электрическую. Процессы заряда и разряда аккумуляторов могут повторяться многократно.

Принципиально аккумулятор представляет собой ванну, на­ полненную электролитом определенного состава, с двумя элект­ родами— положительным и отрицательным, подобранными по ма­ териалу в соответствии с составом электролита.

Аккумулятор характеризуют следующие основные параметры:

Е— э. д. с., или разность потенциалов между незамкнутыми за­ жимами электродов;

U — напряжение на зажимах при прохождении тока / через замк­ нутую цепь аккумулятора;

Q — емкость аккумулятора;

7jq — коэффициент отдачи от емкости; ч] — к. п. д., или отдача по энергии; W — удельная энергия;

I — коэффициент понижения напряжения.

Напряжение на зажимах аккумулятора определяется уравне­ ниями: при заряде

ляет сотые или тысячные доли ома. Однако оно непостоянно и меняется при заряде и разряде; в заряженном аккумуляторе оно наименьшее, в разряженном — наибольшее.

144

Емкость аккумулятора представляет собой количество элект­ ричества, измеряемое в ампер-часах, которое можно получить при разряде аккумулятора до достижения наименьшего допусти­ мого для него напряжения:

При неизменном разрядном токе емкость аккумулятора опре­ деляется выражением

кость прямо пропорциональна общей поверхности положительных пластин;

пористость пластин; при затвердевании активной массы ем­ кость уменьшается;

плотность электролита; увеличение плотности электролита об­ легчает диффузию, и, следовательно, емкость при этом возрастает; температура электролита; чем она выше, тем больше емкость, так как при высокой температуре химические реакции протекают

интенсивнее; величина разрядного тока; чем больше разрядный ток, тем

емкость меньше.

При разряде аккумулятор никогда не может отдать в цепь ко­ личество энергии и количество электричества, полученные им при заряде, так как часть энергии тратится в аккумуляторе на разло­ жение воды, на нагревание электролита, и т. д. Кроме того, акку­ муляторам свойственен саморазряд независимо от того, работает аккумулятор или нет. Отношение количества электричества, от­ данного аккумулятором при разряде, к количеству электричества, полученному им при заряде, называется коэффициентом отдачи по емкости:

Количество электрической энергии, которое вполне заряжен­

ный аккумулятор отдает при своем разряде до положенного пре­ дела, равно

Отношение количества электрической энергии, отданной акку­ мулятором при разряде, к электрической энергии, полученной при заряде, называется коэффициентом полезного действия, или отдачей по энергии:

145

мулятора в качестве положительного электрода служат пласти­ ны, состоящие из перекиси свинца РЬ02, а в качестве отрицатель­ ного— пластины с губчатым свинцом РЬ (рис. 88). Положитель­ ные пластины, соединенные между собой при помощи свинцовой полосы, располагаются между отрицательными пластинами, также соединенными между собой. Электролитом является раствор (25—34%) химически чистой серной кислоты H2S 04 в дистилли­ рованной воде. Сосуды аккумуляторов изготовляются из стекла, эбонита, целлулоида, а иногда из дерева с прокладками из свинца.

При разряде в кислотном аккумуляторе происходит химиче­ ская реакция, выражающаяся уравнением

Pb+Pb02+2H 2S04 = 2PbS04 + 2H20,

на пластинах аккумулятора накапливается сернокислый свинец PbS04, уменьшается концентрация кислоты в электролите и сни­ жается его плотность.

Объем сернокислого 'свинца больше объема исходных продук­ тов, из которых он образуется. Поэтому при интенсивном обра­ зовании сернокислого свинца возможно коробление или выпучи­ вание пластин. Сернокислый свинец со временем кристаллизу­ ется в совершенно нерастворимое вещество. Часть пластины, которая оказалась покрытой этим веществом, не участвует в хи­ мических реакциях, и полезная емкость аккумулятора снижается. Такое явление носит название сульфатации кислотных аккумуля­ торов. Сильно засульфатированный аккумулятор к дальнейшей эксплуатации непригоден.

146

При заряде в кислотном аккумуляторе происходит химическая реакция, описываемая уравнением

2PbS04+ 2 H 20 = РЬ 02 + 2 Н 2S 04 + P b .

Как видно из уравнения, сернокислый свинец разлагается на исходные продукты, а концентрация электролита восстанавли­ вается. Окончанием заряда можно считать такой момент, когда весь сернокислый свинец разложился и концентрация электроли­ та восстановилась до нормальной. При дальнейшем заряде потребляемая аккумулятором электрическая энергия будет расхо­ доваться на разложение воды, имеющейся в электролите. На по­ верхности электролита появляются пузырьки, создающие впечат­ ление кипения электролита. Выделяющийся водород в смеси с воздухом образует взрывчатый гремучий газ, который должен быть удален из аккумуляторного помещения.

Вполне заряженный кислотный аккумулятор имеет э. д. с. около 2,1 В. Внутреннее сопротивление кислотного аккумулятора весьма невелико — примерно 0,005 Ом, поэтому напряжение на зажимах аккумулятора, включенного на разряд, мало отличается от э. д. с. даже при больших токах нагрузки. С увеличением сте­ пени разряда плотность электролита уменьшается, уменьшается также э. д. с., а внутреннее сопротивление увеличивается. Вслед­ ствие этого напряжение аккумулятора в начале разряда понижа­ ется незначительно, а к концу разряда падает быстро (кривая 2, рис. 89). Можно считать, что при нормальном токе разряда на­ пряжение кислотных аккумуляторов изменяется в пределах от 2 до 1,7 В; ниже 1,7 В аккумулятор разряжать не следует, так как его уже невозможно будет зарядить до номинальной емкости. При увеличении тока разряда время разряда аккумулятора сокраща­ ется (кривая 3).

При заряде напряжение аккумулятора вначале быстро подни­ мается до 2,3—2,4 В, а затем возрастает медленнее (кривая /). К концу заряда, когда электролит кипит, внутреннее сопротивле­ ние аккумулятора увеличивается и оказывается необходимым повысить напряжение до 2,6—2,7 В, чтобы поддержать необходи­ мый зарядный ток.

147