ГРЩ как основа электроустановок судового назначения

Судовыми распределительными устройствами называется комплектное оборудование, которое представлено щитами со встроенными приборами, реализующими управление, защиту и сигнализацию, и выполняет прием и передачу электроэнергии потребителям.

Одним из основных аппаратов этой категории является ГРЩ. Он соединяет источники питания с сетью плавучих сооружений, регулирует их работу, а также оптимизирует и делает более безопасными процессы, связанные с поступлением ресурсов к конечному пункту назначения и их использованием внутри системы.

Описание электрических станций

Электричество для судов вырабатывается аккумуляторными батареями и генераторами постоянного или переменного тока. Чтобы привести последние в движение, применяются первичные двигатели. При совместной установке этих двух конструкций на одну фундаментную раму получаются электроагрегаты, которые в зависимости от типа машин делятся на паро-, дизель- и турбогенераторы.

Судовые электростанции, помимо них, оснащаются главным и второстепенными распределительными щитами, в которых содержатся соответствующие узлы и механизмы, и располагаются на территории машинного отделения или занимают находящийся недалеко от него специальный отсек. Они бывают основными, вспомогательными и осветительными.

Первые размещаются на судах с гребными электродвигателями (дизельных и турбоэлектроходах) и обеспечивают их движение, привод дополнительной аппаратуры, питание осветительных и бытовых приборов. Мощность таких станций может измеряться несколькими тысячами киловатт.

Вторые обслуживают плавучие сооружения на дизельных, паро- и газотурбинных электроагрегатах (например, турбо- и теплоходы). За счет установок этого вида исправно работают вспомогательные механизмы и устройства, на объекте присутствует достаточное количество света. Они характеризуются меньшей по сравнению с предыдущими мощностью, которая обычно достигает нескольких сотен киловатт.

Третьи ориентированы на небольшие суда с паровым приводом дополнительного оборудования и чаще всего поддерживают их освещение. Величина вырабатывающейся ими мощности обычно ограничивается несколькими десятками киловатт.

За перемещение энергии от станции к потребителю отвечают электрические сети.

Силовые берут начало в НКУ ГРЩ и завершаются на приемниках или преобразователях. Последние изменяют частоту или число фаз, род тока. Они представлены выпрямителями, участвующими в питании электропривода и заряде аккумуляторных батарей, вращающимися или статическими преобразователями частоты и др.

Передача энергии в силовых цепях осуществляется с помощью фидеров, магистралей или тех и других одновременно.

Фидерная сеть подразумевает снабжение ответственных и самых мощных потребителей напрямую от ГРЩ через отдельные линии. Остальные подключаются к аппаратам более низкого уровня (РРЩ, ОРЩ, ГрРЩ) и получают ресурсы от них. Для сопряжения распределительных щитов с главным также используются фидеры.

Под магистральной сетью понимается система, в рамках которой энергия к приемникам поступает от РЩ или коробок МК. Эти приборы соединяются с разветвляющимися линиями параллельно.

Смешанная силовая цепь предполагает привлечение фидеров при подаче электричества к потребителям первостепенной важности. Менее значимые обслуживаются магистральными линиями.

Когда на гаммах ГРЩ исчезает напряжение или выходят из строя компоненты силовой цепи, задействуется аварийная с резервным источником питания.

Ресурсы между одинаковыми по области применения, функционалу и иным параметрам устройствами (освещение, вентиляция и т.д.) распределяют сети приемников. Силовую цепь от них отделяют преобразователи, являющиеся ее частью.

Особенности ГРЩ

ГРЩ на судах имеют ряд особенностей, которые отличают их от конструкций, предназначенных для суши. Ключевое отличие – повышенная защита, что выражается в расположении токоведущих элементов. Все они устанавливаются внутрь НКУ, снаружи допускается только вывод панелей контрольно-измерительных узлов.

Такие агрегаты называются закрытыми. Согласно положениям Морского Регистра это единственный допустимый вариант исполнения электрощитового оборудования для водного транспорта.

Распределительный щит ГРЩ монтируется в плоскости поперечных ребер корпуса судна на возвышении. Это обеспечивает визуальную доступность приборов и сигнализации из разных точек помещения и облегчает слежение за их состоянием.

Аппарат должен обладать повышенным классом защиты, безотказно работать в условиях, которым присущи интенсивная вибрация, крен, влажность и непостоянный температурный режим.

Параметры функционирования ГРЩ на судне могут контролироваться и регулироваться как вручную, так и дистанционно через центральный пост управления или рулевую рубку.

В рамках автоматического администрирования электростанции синхронизируются одновременно работающие генераторы, при их перегрузке отключаются второстепенные устройства и системы, запускается аварийная установка с дизельным двигателем и наиболее важные потребители переводятся на нее.

В изготовлении панелей применяется влагостойкий и огнеупорный материал (например, стальные и железные листы). их количество, а также перечень реализующихся ими задач определяются числом приемников и генераторов. Нередко на каждый источник энергии и канал потребления (осветительные приборы, отопление, розетки и пр.) в панелях выделяется отдельный сегмент. Чтобы уменьшить габариты ГРЩ, сделать его боле компактным, проводится оптимизация нижней части шкафа, которой отводится только функция распределения ресурсов.

Состав аппаратуры

Коммутационное оборудование, размещенное в корпусе агрегата, полностью контролирует процесс передачи электроэнергии на всем пути ее следования. Указанная группа механизмов формируется рубильниками, выключателями и переключателями разных видов.

Устройства защиты предупреждают выход из строя и повреждение машин и проводников, присутствующих в структуре системы, из-за перегрузок, коротких замыканий и других сбоев в работе установок. Они представлены автоматическими выключателями, реле, плавкими предохранителями.

Отслеживание параметров тока и напряжения осуществляется с использованием амперметров и вольтметров (в том числе высокоомных, измеряющих сопротивление изоляции). Первые добавляются к конкретному участку цепи последовательно, вторые подсоединяются параллельно нагрузке или генератору.

Главный распределительный щит ГРЩ также оснащается сигнальными лампами, отображающими коммутационные положения приборов и состояние сетей, регулировочными реостатами, освещением самой конструкции.

Приемники

От шин ведущего НКУ с помощью отдельных кабелей организуется питание:

электрических приводов. ими оборудованы рулевые и якорные устройства, пожарные и осушительные насосы, спринклерные компрессоры и гидравлические машины, агрегаты возбуждения ГЭУ и обеспечения работы ключевых механизмов;

ящиков (секционных и распределительных). Они обслуживают навигационные аппараты, радиостанцию, холодильные установки (в грузовых отсеках и углекислотных системах тушения), сигнально-отличительные фонари, основную и ангарную иллюминацию, световую технику на посадочных площадках, станцию автоматического оповещения о пожаре, вентиляцию и нагревательные приборы, водонепроницаемые и противопожарные двери (электроснабжение двигателей и фиксаторов позиции, сигнализация положения), объединенный пульт управления, прочие приемники из категории ответственных, которые объединены по однородности функционала;

гирокомпаса;

зарядных (рассчитаны на стартерные аккумуляторы и батареи первостепенных по значимости потребителей) и контролирующих винт переменного шага устройств.

Не вошедшие в список узлы должны подсоединяться к вторичным распределительным щитам.