Задачи системы электроснабжения судна от береговой сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 629.122:611.391

ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СУДНА ОТ БЕРЕГОВОЙ СЕТИ

Клеутин В.И.

Руппель А.А.

Россия, г

По экономическим причинам суда технического флота, где это, возможно, получают электроэнергию от береговых сетей. При этом качество функционирования электропередачи «берег-судно» 0,4 кВ из-за неудовлетворительной устойчивости судовых узлов нагрузки по напряжению не удовлетворяет требованиям эксплуатации, а качество электроэнергии требованиям стандартов и «Правилам классификации и постройки судов внутреннего плавания Российского Речного Регистра» (ПСВП РРР). Значительный физический износ судов технического флота обостряет проблему повышения устойчивости их электрической нагрузки по напряжению. транспортный груз флот судно

Электроснабжение судна от береговой электрической сети обуславливается экономической эффективностью. Экономия эксплуатационных расходов (руб/год) при этом определяется по выражению.

-себестоимость электроэнергии судовой электростанции, руб/кВтч;

-стоимость потребленной электроэнергии от береговой сети, руб/кВтч;

-количество электроэнергии, потребляемой приемниками судна от береговой сети в течении навигации, кВтч;

-норма амортизационных отчислений от капитальных вложений на устройство необходимых для питания судов элементов береговой сети;

-суммарные капитальные вложения по берегу() и судну(),руб

Срок окупаемости (лет) дополнительных капитальных вложений определяется по формуле.

Электроснабжение судов осуществляется по договору на пользование электрической энергией от береговых сетей.

Судовая электрическая сеть как одна из составляющих судовой электроэнергетической системы (СЭЭС) при электроснабжении судна с берега становится частью береговой электрической сети. При этом качество функционирования такой электрической сети определяет уровень электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств. Судовые электроприёмники при неблагоприятной электромагнитной обстановке (ЭМО) могут оказаться рецепторами.

С целью уточнения технических особенностей СЭЭС в системе электроснабжения осуществляется их ретроспективный анализ на основании данных. Эта система , в общем случае, состоит из следующих основных элементов (рисунок 1): источников и преобразователей электрической энергии с системами регулирования и управления, главного (ГРЩ), аварийного (АРЩ), вторичных (РЩ) электрораспределительных щитов, перемычек (П), линий электропередачи и электрораспределительного щита питания с берега (РЩПБ).

Особенности построения СЭЭС и режимы ее работы тесно связаны с требованиями, определяемыми потребителями электрической энергии. В качестве источников электрической энергии на судах применяются генераторы переменного тока с приводом от дизелей (Д), а также аккумуляторные батарей.

Линии электропередачи в СЭЭС выполняют с помощью кабелей. Электрораспределительные щиты (РЩ) служат для подключения линий электропередачи. Аварийно-распределительные щиты (АРЩ) подключается к аварийному дизель-генератору (АДГ).

Рисунок 1- Схема судовой электроэнергетической системы:

1-8 - потребители электроэнергии: 1 - основные; 2 - резервные;

3 - бытовые, системы вентиляции, кондиционирования воздуха и т.п.;

4 - подруливающее устройства; 5 - освещение; 6,7 - особо ответственные; 8 - зарядные устройства аккумуляторных батарей

Совокупность источников электрической энергии с их ГРЩ являются судовой электрической станцией (СЭС). Судовые электростанции подразде-ляются на основные, аварийные и специальные. Основные СЭС обеспечивают электроэнергией все технические средства судна во всех эксплуатационных режимах, включая аварийный (пробоина, пожар). Аварийная СЭС обеспечивает питание только особо важных потребителей в случае отказа основной СЭС. Ее размещают в помещении, находящемся выше главной палубы.

Структурные схемы СЭЭС зависят от назначения, архитектуры и особенностей эксплуатации судна, от типа ее энергетической установки и других факторов. В основном СЭЭС можно классифицировать по двум признакам: по количеству электростанций, входящих в состав СЭЭС, и по связи СЭЭС с главной энергетической установкой.

Подключение к береговым сетям руководствуются требованиями РТМ 212.0051-75 «Энергоснабжение судов от береговых сетей». На рисунке 2 приведена система электропередачи «берег-судно».

Рисунок 2 - Система электропередачи «берег - судно»:

ПК - питательная колонка для присоединения судов; ЩПВИ - щит питания от внешнего источника; ГРЩ - главный распределительный щит; СГ - синхронный генератор; ПД - приводной двигатель

Система электропередачи «берег-судно» объединяет электротехнические элементы береговых и судовых сетей, служит для транзитной передачи электроэнергии от шин (6-10)кВ центра питания (ЦП) береговой электрической сети к приемникам электроэнергии судовой сети.

Штатный гибкий кабель судна, служащий для соединения судового щита питания от внешних источников (ЩПВИ) с береговой питательной колонкой (ПК) для присоединения судов, должен быть шланговый, четырехжильный. Сечение четвертой (нейтральной) жилы должно быть не менее половины сечения фазной жилы. Если штатный судовой кабель трехжильный, то временно допускается его применение с отдельно проложенной четвертой (нулевой) жилой, механически закрепленной с ним.

На судне устанавливается ЩПВИ, на котором, кроме трех входных фазных зажимов, должен иметься болтовой зажим, надежно электрически соединенный с корпусом судна (с гайкой - барашком) для присоединения нулевой (нейтральной) жилы кабеля. На ГРЩ должна быть блокировка, исключающая параллельное включение судовых генераторов и фидера питания с берега на шины щита.

Уровнями ЭМС являются нормы качества электрической энергии, которые определяются для береговой сети стандартом, а для судовой Российским Речным Регистром и Российским Морским Регистром судоходства. При соблюдении указанных норм обеспечивается ЭМС технических средств в указанных сетях, если судовая ЭЭС работает в автономном режиме.

При электроснабжении судна с берега необходимо обеспечить такие уровни возмущений показателей качества электроэнергии, при которых с вероятностью не менее 95% должна иметь место электромагнитная совместимость технических средств. Электропередача «берег-судно» объединяет береговую и судовую электрические сети. При этом необходимо обеспечить уровни ЭМС технических средств судовой электрической сети в соответствии, не нарушая требования стандарта.

Наиболее опасными для электроприёмников береговой электрической сети является кондуктивные ЭПМ, распространяющиеся по проводам. Эти помехи обусловливаются нестандартными значениями показателей качества электроэнергии.

Большие отклонения напряжения в питающей сети возникают при работе мощных (по отношению к мощности трехфазного короткого замыкания (КЗ) потребителей электроэнергии. При резкопеременном режиме работы этих потребителей возникают провалы напряжения, которые приводит к мгновенным последствиям, тем более значимым, чем больше их глубина и длительность. Следует отметить, что чем меньше глубина, длительность и частость провалов напряжения, тем выше уровень надежности электроснабжения.

Изложенное позволяет сделать следующее заключение:

- провалы напряжения относятся к основному виду искажений уровней ЭМС для кондуктивных ЭМП в электропередаче «берег-судно»;

- провалы напряжений повсеместно наблюдаются в сетях низкого и среднего классов напряжений;

- подавление этих искажений напряжений является актуальной задачей в электроэнергетике.

Список литературы

1. Баранов, А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: учебник для вузов. 2-е изд., прераб. и доп. / А.П. Баранов. - СПб.: Судостроение,2005. -528с.

2. Российский Речной Регистр. Правила Т. 4. - Электрическое оборудование, средства радиосвязи, навигационное оборудование» - М., Российский Речной Регистр, 2009. - 454 с.

3. Правила классификации и постройки морских судов. Российский Морской Регистр судоходства, СПб., 2005.

4. Клеутин, В.И. Электромагнитная совместимость в электрических сетях Прииртышья / В.И. Клеутин [и др.] // Энергосистема: исследование свойств, управление, автоматизация: матер. междунар. науч.-техн. конф.; Новосибирск, 26-29 мая 2009 г. - Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. Спецвыпуск. - 2009. - № 1. - С. 223-227.

5. Иванова, Е.В. Кондуктивные электромагнитные помехи в сетях транспортных систем (теория, расчёт, подавление) / Е.В.Иванова // Трансп. дело России. - 2006. - № 8. - С. 16-20.

6. Клеутин, В.И Электромагнитная обстановка в судовой электроэнергетической системе / В.И. Клеутин [и др.] // Сб. науч. трудов вып. №8 - Омск: ОИВТ (филиал( ФГОУ ВПО «Нов. гос. акад. вод. трансп.»), 2010. - С.13-16

Аннотация

Развитие единой транспортной инфраструктуры (автомобильного, водного и железнодорожного транспорта) является важной задачей развития общества. Водному (речному) транспорту отводится значительная доля грузоперевозок. В северные районы доставка грузов возможна только судами. Это увеличивает нагрузку на технический флот (плавкраны, земснаряды, землесосы и т.д.), который обеспечивает водный путь и участвуют в процессе погрузки-выгрузки.

Ключевые слова: Электроснабжение, электромагнитная совместимость, судовая электроэнергетическая система, передача энергии, технический флот.

Размещено на Allbest.ru