В зависимости от режима эксплуатации на судне работают различные механизмы и потребляют при этом различное количество электроэнергии, для производства которой на судовой электростанции (СЭС) устанавливается нужное количество генераторов определенной мощности. Требуемое количество и мощность генераторов судовой электростанции можно определить несколькими методами, основными из которых являются табличный и аналитический.
Табличный метод выбора количества и мощности генераторов судовой электростанции. В осцове этого метода лежит составление таблицы нагрузок на генераторы в различных режимах работы судна. Рассматриваются такие наиболее характерные режимы работы судна, как:
а) стоянка без грузовых операций;
б) стоянка с грузовыми операциями;
в) маневренный режим (например, снятие с якоря);
г) ходовой режим;
д) аварийный режим с работой основной электростанции;
е) аварийный режим с работой аварийной электростанции.
Под аварийным режимом понимают режим эксплуатации судна
при пожаре или затоплении части отсеков судна.
Кроме того, для судов специального назначения в таблицу нагрузок включаются и другие режимы, например: для промысловых судов—ходовой промысловый, для спасательных судов — ходовой буксировочный, для ледоколов — ход во льдах, для плавучих доков — режимы погружения и всплытия и т. д.
Во всех рассматриваемых режимах мощность судовой электростанции должна быть достаточной для питания работающих в данном режиме потребителей электроэнергии, которые на средних и крупных судах разбиваются на следующие группы:
1) палубные механизмы;
2) механизмы машинно-котельного отделения;
3) механизмы систем и устройств;
4) радиосвязь и навигация;
5) бытовое электрооборудование;
6) судовое освещение;
7) прочие потребители.
Кроме того, по продолжительности работы механизма в рассматриваемом режиме потребители делятся на три категории:
А — потребители, работающие постоянно;
Б — потребители, работающие периодически;
В — потребители, работающие эпизодически (кратковременно).
К работающим постоянно относятся насосы главной энергетической установки (в ходовом режиме), лебедки (в режиме стоянки судна с грузовыми операциями);
к работающим периодически — компрессоры холодильных установок, установки искусственного климата;
к работающим эпизодически — осушительный насос и другие аналогичные потребители.
Одни электрифицированные механизмы включаются для обеспечения только данного режима, другие функционируют во всех или нескольких режимах работы судна.
Для расчета СЭС переменного тока используется таблица нагрузок, в которой даются все судовые потребители с разбивкой по указанным выше группам (в таблице
Мощность электростанции выбирают по активной максимально длительной мощности с учетом 5% потерь в распределительной сети. Принимая во внимание допустимые перегрузки генераторов и возможность отключения неответственных потребителей, мощность потребителей третьей категории Рз при выборе генераторов обычно не учитывают.
Расчет и составление таблицы нагрузок на генераторы постоянного тока упрощается тем, что в этом случае отпадает необходимость учета cos ф и полной мощности 5 кВ-А.
По результатам составленной таблицы нагрузок выбирают количество и мощность основных и резервных генераторов.
При выборе основных генераторов исходят из следующих тре-| бований:
1) загрузка генераторов во всех режимах должна быть не менее 65—70% номинальной мощности;
2) число типоразмеров генераторов должно быть наименьшим.
Резервный генератор выбирают с таким расчетом, чтобы его мощность могла обеспечить нормальную работу электроэнергетической системы в ходовом и аварийном режимах судна при выходе из строя основного генератора наибольшей мощности.
Из соображений равномерного распределения нагрузки, простоты и удобства эксплуатации и ремонтов наиболее целесообразным является выбор однотипных генераторов. В этом случае каждый из генераторов СЭС можно полагать резервным.
Мощность аварийной электростанции выбирается в соответствии с нагрузкой потребителей, работающих в аварийном режиме. К ним относятся: штурманское оборудование, радионавигация, аварийное освещение, сигнальные огни, прожектор, авральная и пожарная сигнализация, рулевой электропривод, пожарный насос.
Приведенный в приложении 1 расчет судовой электростанции показывает, насколько громоздким и сложным является составление таблицы нагрузок и определение расчетных коэффициентов.
Поэтому на первых стадиях проектирования для предварительного определения мощности и числа генераторов судовой электро-станции применяется аналитический метод расчета СЭС, требующий меньших затрат рабочего времени и меньшего количества исходных данных.
Определение мощности судовой электростанции аналитическим методом. В. А. Пановым в 1964 г. был предложен аналитический метод расчета мощности СЭС, основанный на исследовании корреляционных (вероятностных) зависимостей мощности судовых генераторов от водоизмещения, мощности гребной установки и других показателей. Этот метод расчета пригоден только для опреде-
Выбор числа и мощности генераторных агрегатов электростанций следует производить на основании расчетных данных мощностей для всех эксплуатационных режимов.
Однако аналитический метод часто дает заниженные результаты и поэтому может быть использован лишь на начальной стадии проектирования электроэнергетической системы для предварительного определения количества и мощности судовых генераторов.
В конце 50-х годов И. А. Рябинин и Р. П. Морар предложили метод статистического моделирования процесса потребления электроэнергии по режимам с применением цифровых вычислительных машин. Данный метод математической статистики дает возможность получить суммарную нагрузку разнородных потребителей, не анализируя влияния отдельных факторов или групп факторов на величину нагрузки, а учитывая лишь их общее влияние. Этот метод в настоящее время пока еще не нашел широкого применения.
Таким образом, из изложенного видно, что, несмотря на имеющиеся недостатки, для определения состава судовой электростанции на стадии технического проектирования в настоящее время применяется табличный метод.