ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Корабельні електроенергетичні установки
         

     

    Історія техніки

    Корабельні електроенергетичні установки

    І.Г. Захаров, доктор технічних наук, професор, контр-адмірал; Я.Д. Ареф'єв, доктор технічних наук, професор, контр-адмірал; Н.А. Воронович, кандидат технічних наук, капітан 1 рангу; О.Ю. Лейкин, кандидат технічних наук, капітан 1 рангу

    По розвитку електроенергетичних систем кораблів ВМФ першими слід вважати роботи з їх модернізації, що проводяться в кінці 20-х-початку 30-х років на бойових кораблях дореволюційної споруди - підводних човнах типу "Акула" і "Барс", міноносцях типу "Новик", крейсерах "Червона Україна", "Червоний Крим", "Червоний Кавказ" і лінійних кораблях типу "Севастополь". На деяких з цих кораблів змінювалися генераторні агрегати (в більшості випадків на більш потужні), встановлювалися нові споживачі електроенергії, вносилися зміни до мережі розподілу електроенергії.

    Для забезпечення цих робіт, а також для нового будівництва вітчизняної промисловістю було розпочато проектування і створення електрообладнання для кораблів ВМФ: електричних машин, апаратів, розподільних пристроїв в основному для мереж постійного струму, а також акумуляторних батарей та іншої електротехніки.

    У 1925р. розпочато проектування електроенергетичних систем першим дизель-електричних підводних човнів (ДПЛ), першим з яких типу "Декабрист" була здана ВМФ в 1930р. У період, що передує початку Великої Вітчизняної війни, проектувалися і будувалися кілька інших типів ПЛ.

    Для ПЛ були прийняті подібні за структурою і відрізняються тільки за величиною, потужності електроенергетичні системи кораблів (ЕСК) з електродвіженіем, що мають у своєму складі одну або дві групи акумуляторних батарей напругою 90-160В і забезпечують електроенергією гребні електродвигуни (Гед) та інші споживачі при підводному ході; два дизель-генератора напругою 110В постійного струму для забезпечення електроенергією споживачів (в т.ч. зарядку акумуляторних батарей) при надводному ході; два головних розподільних пристрої, розміщені в одному відсіку, і один або два Гед.

    Першими великими надводними кораблями були лідери міноносців проекту 1 і ескадрені міноносці проекту 7. Головні кораблі даних проектів приймалися ВМФ у 1936р. Для електроенергетичних систем цих кораблів був прийнятий постійний струм напругою НОВ. Як джерела електроенергії застосовувалися турбогенераторний агрегати вітчизняного виробництва потужністю по 100 кВт - на лідерах і по 50кВт - на есмінцях, дизель-генератори з імпортними дизелями по 50кВт - на лідерах і по 30кВт - на есмінцях. Турбогенератори розташовувалися в машинних відділеннях, дизель-генератори - у спеціальних приміщеннях котелень відділень.

    Схеми розподілу електроенергії на цих кораблях були прийняті магістральної-фідерними. По окремих фідерах отримували харчування найбільш відповідальні бойові споживачі. Схеми генерування та розподілу електроенергії виключали можливість включення генераторів на паралельну роботу. Головні розподільні щити (ГРЩ), що знаходяться в машинних відділеннях, мали подвійну систему шин, на які подавалося живлення від різних генераторів, а споживачі електроенергії могли за допомогою перемикачів підключатися до будь-яких з них. В якості комутаційних апаратів були прийняті рубильники і перемикачі рубаючого типу, а також пакетні вимикачі і перемикачі. Як апаратів захисту використовувалися трубчасті запобіжники. Більшість кабелів на цих кораблях було марки СРМ. Прокладка кабелів проводилася на панелях, прохід кабелів через перегородки здійснювався за допомогою індивідуальних сальників. Всі електричні машини, розподільні пристрої, кабелі та апарати були вітчизняного виробництва.

    Наступними, за терміну введення в дію, великими бойовими надводними кораблями були крейсера проекту 26 (головний крейсер "Кіров" став до ладу в 1938р.). Для електроенергетичних систем (ЕЕС) цих кораблів був прийнятий також постійна струм, але напругою 220В. Магістральний принцип розподілу електроенергії зберігався тільки для системи освітлення. Живлення силових споживачів здійснювалося за фідерної-груповій системі, у зв'язку з чим габарити ГРЩ виявилися досить великими. Крім ГРЩ, були ще генераторні щити, розташовані в одних приміщеннях з генераторами. Шини ГРЩ і генераторних щитів одинарні, секціонірованние. ЕЕС в свій склад включала чотири турбогенератора (ТГ) по 165Квт кожен, розташовані в машинних відділеннях і два дизельгенератори (ДГ) за 165Квт кожен, розміщені в спеціальних приміщеннях.

    Для прокладки магістральних кабелів по бортах корабля були використані кабельні коридори. Електрообладнання крейсера проекту 26 однотипно електроустаткування лідерів і ескадрених міноносців проектів 7 і 7У і відрізняється тільки за потужністю, кількості елементів і їх розташуванню.

    Наступною великою серією бойових надводних кораблів були ескадрені міноносці проекту 7У, головний корабель якої став до ладу в 1941р. Електроенергетична установка цих кораблів за параметрами електроенергії, принципам її розподілу, типами елементів електрообладнання та його розташуванню аналогічні електроенергетичним системам есмінців проекту 7. На есмінцях даного проекту була збільшена ступінь електрифікації, встановлені більш потужні генераторні агрегати, спрощена схема генерування та розподілу електроенергії за рахунок зменшення генераторних агрегатів (дві ТГ замість трьох).

    Одночасно йшло проектування і спорудження досвідченого, в частині ЕЕС, корабля проекту 7УЕ (есмінець "Страшний" - початок проектування 1936р., став до ладу в 1941р.). Електроенергетична система цього корабля була прийнята на змінному струмі напругою 220В, частотою 50Гц. Паралельна робота генераторів НЕ передбачалася. Шини ГРЩ одинарні, секціонірованние. Розташування генераторних агрегатів аналогічно їх розташуванню на кораблях проекту 7У. Вітчизняної промисловістю для цього корабля було розроблено та освоєно нове корабельне електроустаткування на змінному струмі - синхронні генератори, електродвигуни різного типу і виконання з пускачами, що мають теплову захист, трансформатори й настановні автоматичні вимикачі, селенові і купроксние випрямлячі і т.п. Завдання це була вирішена промисловістю успішно, і постачання електрообладнання не затримували здачі експериментального корабля.

    Виготовлення корабельного електрообладнання змінного струму, його випробування і здача на кораблі проекту 7УЕ - підготовчий етап до перекладу ЕЕС всіх надводних кораблів на змінний струм. Проте впровадження на надводні кораблі мережі змінного струму поставило перед промисловістю ряд наукових і технічних питань, які врешті-решт були успішно вирішені.

    Застосування електроенергетичних систем кораблів на змінному струмі забезпечувало:

    - використання асинхронних електродвигунів з обертовим магнітним полем і короткозамкненими роторами, істотно більш надійних в порівнянні з колекторним машинами постійного струму;

    - можливість підвищення напруги і зниження струмів в силовий електричної мережі, зниження напруги в мережах управління за допомогою простих перетворювальних пристроїв -трансформаторів;

    - отримання постійного струму необхідного напруги статичними перетворювальних пристроями з трансформаторами і випрямлячами;

    - зниження струмів короткого замикання в системі безпосередньо параметрами мереж і застосуванням у подальшому спеціальних струмообмежуючі пристроїв - апаратів і схем.

    Крім побудованих і ряду недобудованих до початку війни серійних кораблів, передвоєнний період був спроектований і закладений ряд великих кораблів, будівництво яких з початком війни припинилася. Це лінійні кораблі проекту 68 і ескадрені міноносці проекту 30.

    Лінійні кораблі і важкі крейсери мали ЕЕС подвійного типу - постійного і змінного струму. Як джерела електроенергії приймалися генератори змішаного струму з приводом від парових турбін одиничною потужністю 1200кВт і від дизелів одиничною потужністю 650Квт. Такі генераторні агрегати корабельного виконання для тих років вважалися дуже потужними. Досвідчені зразки генераторів були виготовлені і навіть використовувалися під час війни на пересувних електростанціях на Ленінградському фронті. Кораблі мали по чотири електростанції, розміщені в окремих приміщеннях. Розподіл електроенергії було прийнято за фідерної-груповий схемою. Електроустаткування на ці кораблі не встановлювалося, а після війни було прийнято рішення їх будівництво не відновлювати.

    Після закінчення війни постало питання про відновлення будівлі крейсерів проекту 68 та есмінців 30 проекту, але так як вони за роки війни застаріли, то були виконані два ступеня коригування: для кораблів частково побудованих (проекти 30к і 68К) і кораблів, які не починалися будуватися (проекти 30-біс і 68-біс).

    В дореволюційний час єдиного документа, що узагальнює вимоги до електроустаткування і електросистема кораблів, не було. Досвід передвоєнного періоду створення кораблів виявив необхідність розробки такого документа. У період 1937-1940рр. фахівцями ВМФ і промисловості під керівництвом офіцера Науково-технічного комітету (НТК) НКВМФ Б. І. Калганова були розроблені і в 1940р. видані "Правила електрообладнання кораблів" ( "ВЕК-40 ").

    Досвід Великої Вітчизняної війни показав високі технічні якості встановленого на кораблях електрообладнання. При пошкодженнях бойових кораблів аварійність електрообладнання, як правило, була нижчою, ніж механічного устаткування і систем озброєння. Якщо кораблі і втрачали електроенергію, то причиною того найчастіше був вихід з ладу первинних двигунів генераторів (вузлів, блоків, обслуговуючих систем і т.п.), а не самих генераторів. Так, при підриві на міні крейсера "Кіров" один з електростанцій опинилася в районі руйнування корпусу корабля і фактично була затоплена, а інші генератори та електрообладнання залишилися працездатними, але ТГ не можна було використовувати через втрату джерела пара.

    Досвід бойової та повсякденної експлуатації корабельного електрообладнання виявив і низку недоліків.

    Низька ударостійкість електрообладнання: були випадки, коли при бойових пошкодженнях в, що залишилися неушкодженими відсіках або приміщеннях ламалися кріплення і окремі вузли обладнання, автоматичні вимикачі давали неправдиві відключення, запобіжники випадали з затискачів, вимірювальні прилади руйнувалися. Разом з тим міцність електротехнічних пристроїв виявився вищим міцності деяких механізмів і конструкцій. Основною причиною цього було, очевидно, те, що для них значно менше використовувався чавун, а в основному застосовувалася сталь.

    Багато турбот і неприємностей особовому складу доставляли колектори та щітки машин постійного струму. Вугільні щітки зношувалися набагато швидше тих термінів, які вказувалися в документах, і забруднювали машини вугільним пилом. Колектори теж зношувалися досить швидко і забруднювали машини вже мідної пилом. Це призводило до зниження опору ізоляції машин, а іноді і її пробоїв (частіше за все між відводами колекторних пластин). Машини та їх колектори доводилося часто чистити, щітки міняти, колектори протачівать і шліфувати.

    Крейсера проекту 68 і есмінці проекту 30 були першими великими надводними кораблями, побудованими після війни, і в той же час останніми надводними кораблями, електроенергетичні системи яких створювалися на постійному струмі. Ступінь їх електрифікації, у порівнянні з кораблями проекту 26 і 7У, підвищилася незначно, а у кораблів проекту 30К навіть знизилася. Системи розподілу електроенергії на кораблях - фідерної-групові. За магістральному принципом електроенергія розподілялася тільки в мережах освітлення. ТГ на цих кораблях розташовані у машинних відділеннях, а ДГ - у спеціальних приміщеннях (на крейсерах) і в котельних відділеннях (на есмінцях). Тому на крейсерах проектів 68К та 68-біс так само, як на крейсерах проекту 26, крім захисних апаратів на ГРЩ, були прийняті автоматичні вимикачі; на вторинних щитах -- запобіжники. Основний вид кабелів - БМР. На кораблях проектів 30К і 68К прокладка кабелів виконана на панелях з проходом через переборочние індивідуальні сальники, а на кораблях проектів 30-біс і 68-біс прокладка кабелів здійснена в пучках з проходом через перебирання у кабельних коробках. На крейсерах проектів 68К та 68-біс, так само як на крейсерах проекту 26 і в проектах важких кораблів 69 і 23, для прокладання магістральних кабелів передбачені кабельні коридори вздовж обох бортів.

    У 1944р. в Казані було проведено науково-технічна рада НТК НК ВМФ, на якому обговорювалися і вирішувалися питання створення електроенергетичних систем перспективних надводних кораблів, застосування в цих системах змінного струму, а також питання вибору величини напруги, якості і розташування електростанцій на кораблях різних типів, застосування найбільш оптимальних схем генерування та розподілу електроенергії. У період з 1947р. до початку 50-х років серед науково-дослідних і проектних організацій ВМФ та МСП йшла дискусія про допустимої величиною напруги змінного струму в електроенергетичних системах кораблів. В результаті подальших пророблень було прийнято рішення про застосуванні для силових споживачів електроенергії напругою 380В.

    На надводних кораблях перших повоєнних проектів 41 та 42, а також на серійних кораблях проектів 56 та 50, які, по суті, були відкоригованими проектами 41 і 42, в ЕЕС прийнято напруга 220В, а для мереж освітлення - 24В. Досвід виготовлення та експлуатації електрообладнання цих кораблів підтвердив доцільність для ЕЕС кораблів напруги 380, а для мереж освітлення -- 127В, що й було прийнято для всіх наступних проектів кораблів.

    Активне участь у довоєнному створення ЕЕС та електрообладнання кораблів взяли вчені та провідні фахівці Г. А. Агафонов, І. І. Говорухін, В. П. Андрєєв, Н. М. Кашинцев, Н. А. Макєєв, Б. М. Мордовії, В. І. Полонський, Н. М. Хомяков, М. А. Цупик і багато інші.

    З 1946 по 1948р. були розроблені нові вимоги та правила електрообладнання кораблів. Одночасно розпочато розробку, а в 1951-1952гг. освоєно серійне виробництво генераторів типу МС, електродвигунів типу МР, МРЗ, МАФ, АОМ, АМ, пускових і комутаційно-захисних автоматичних апаратів та іншої техніки.

    З 1948р. прокладка кабелів на кораблях стала проводитися пучками з ущільнювачів кабельними коробками на перебирання замість прокладки на панелях та індивідуальних сальника.

    Починаючи з 1951р. почали вступати в дію бойові надводні кораблі середньої водотоннажності з електроенергетичними системами на змінному струмі. На цих кораблях були прийняті приблизно однотипні системи генерування та розподілу електроенергії. На кожному кораблі були дві автономні електростанції (на кораблях великого водотоннажності, що вступили в дію пізніше, - чотири і п'ять станцій), розташованих в окремих приміщеннях (відсіках) або суміщених з машинними відділеннями. Останнє характерно в основному для газотурбінних кораблів. У кожній електростанції, як правило, було встановлено по два (три) генераторних агрегату. Станції з'єднувалися між собою однією або двома перемичками. Системи розподілу електроенергії - фідерної-групові. Більшість споживачів отримувало подвійне харчування або безпосередньо від ГРЩ, або через вторинні щити. Була здійснена можливість тривалої паралельної роботи генераторів, розташованих в одній електростанції, і короткочасної (на термін переведення навантаження) роботи генераторів, розташованих в різних електростанціях. Шини ГРЩ одинарні, секціонірованние.

    У 1950-1951рр. на будівництво кораблів почали надходити нові кабелі типу КНРП і КНР замість кабелів СРМ і РМ. Перший корабель з кабелями КНПР став до ладу в 1954р. (проект 41).

    Можна вважати, що до середини 60-х років в електроенергетичних системах принципових змін не відбувалося. Із зростанням кількості та потужності споживачів потужність генераторних апаратів зростала досить плавно. У той же час поява принципово нових проектів ПЛ з ядерною енергетикою дозволило застосовувати в ЕЕЗ більш потужні джерела електроенергії - з приводом від парової турбіни.

    У 50-х роках у ЕЕС ПЛ стали застосовувати постійний струм напругою 175-320В. З 1960р. почалося широке впровадження на кораблях автоматичних перемикачів електроживлення типу АПС і автоматичних перемикачів-пускачів типу АПП. Період 1960-1967гг. можна вважати періодом інтенсивного вдосконалення корабельного електроустаткування. Він характеризувався застосуванням кремнийорганической ізоляції в електричних машинах, обладнанні і кабелях, застосуванням замкнутого циклу вентиляції в великих машинах і їх безпосереднього водяного охолодження, освоєнням генераторів типів МСК, ТМВ, автоматичних вимикачів типів АМ, А-3300, А-3500, електродвигунів типу АН.

    У зв'язку з розвитком ЕЕС, постійним зростанням потужності генераторних агрегатів, удосконаленням і широким впровадженням нового електрообладнання, майбутнім впровадженням систем управління, появою і розвитком теорії надійності і т.д., діючі "ВЕК-49" значною мірою застаріли і вимагали не просто коректування, а переробки та доповнення. Нові правила - "ВЕК-63" були розроблені в період 1961-1963рр. 1-м ЦНІІМО. У них включені додаткові розділи, скориговано та уточнено велику кількість вимог.

    З 1963 по 1969р. йшли інтенсивні дослідження і роботи по створенню ЕЕС АПЛ на змінному струмі. В 1967р. для АПЛ проекту 667, а в 1969р. для АПЛ проекту 661 були завершено монтаж, випробування та здавання замовнику ЕЕС на змінному струмі напругою 380В, частотою 50Гц.

    До 1967р. обсяг автоматизації ЕЕС обмежувався застосуванням автоматичних регуляторів швидкості і напруги генераторних агрегатів, електричним захистом в системі генерування та розподілу електроенергії, захистом приводних двигунів генераторів і електропроводу. 1967год можна вважати роком початку широкого впровадження систем дистанційно-автоматизованого керування ЕЕС (САУ ЕЕС) і закінчення монтажу і здачі першого ЕЕС, що мають автоматизоване управління. Обсяг автоматизації зростає - від окремих функцій (автоматична синхронізація, дистанційний і автоматичний пуск агрегатів, автоматичне навантаження та ін) до програмного управління з рішенням окремих аварійних завдань, управління всією ЕЕС з центрального поста управління (ЦПУ).

    В 1967р. був зданий флоту протичовновий крейсер проекту 1123, потужність кожної з електростанцій якого становила 3000 кВт. При напрузі 400В ця величина потужності (при застосуванні генераторів типу МСК) практично є граничною за величинами струму короткого замикання (ТКЗ) і граничної комутаційної спроможності (ПКС) застосовувалися і застосовуються до цих пір автоматичних вимикачів типу АМ, ВА, А-ЗЗОО, А-3700. Збільшення потужності електростанцій при паралельній роботі всіх джерел електроенергії вимагало прийняття спеціальних заходів щодо зниження ТКЗ. До цих заходів належать: включення в схему розподілу спеціальних струмообмежуючі пристроїв (тоу), а також використання генераторів з меншими значеннями величин ударного ТКЗ за рахунок збільшення сверхпредельного індуктивного опору генератора ХД.

    Визначення принципів побудови ЕЕС великої потужності почалося в 1968р., коли в ЕЕС важкого авіаносного крейсера проекту 1143 з'явилися електростанції (дві з чотирьох), до складу яких входили три генераторних агрегати потужністю по 1500 кВт. Для обмеження ТКЗ на цих станціях були застосовані струмообмежуючі автоматичні вимикачі типу АБЕ (виробник - АТ "Електросила"). Головний корабель цього проекту зданий ВМФ у 1973р.

    Пізніше була створена і в 1980р. здана флоту ЕЕС важкого ракетного крейсера з АЕУ проекту 1144. До складу кожної з чотирьох електростанцій цієї ЕЕС входить один ТГ потужністю 3000кВт (з підвищеною величиною ХД і зниженою величиною ТКЗ-Iуд = 8-9J) і один ТГ потужністю 1500Квт з генератором типу МСК. Для обмеження ТКЗ при паралельну роботу генераторів був включений спеціально розроблений блок струмообмежуючі запобіжників типу БП-1144.

    На початку 70-х років у зв'язку з підвищенням вимог до безперебійності електроживлення, появою диференціальної струмового захисту та тиристорних тоу велися дослідження щодо доцільності та можливості застосування паралельної роботи всіх електростанцій і джерел електроенергії на кораблі. У роботі брали участь підприємства ЦНДІ суднової електротехніки. Невське ПКБ, Військово-морська академія ім.Н.Г.Кузнецова, Ленінградський (Санкт-Петербугскій) державний технічний університет, 1-й ЦНІІМО.

    У 1972р. була створена ЕЕС АПЛ на змінному струмі напругою 380В, частотою 400Гц. Питання застосування для ЕЕС змінного струму такої частоти тривалий час був дискусійним. Прихильники позитивного рішення очікували значного поліпшення масогабаритних та інших характеристик ЕЕС та електрообладнання в цілому. Супротивники спростовували це, підкреслювали негативні сторони подібного рішення, і перш за все труднощі освоєння промисловістю електрообладнання з підвищеною частотою струму. Реалізація підвищеної частоти в ЕЕС зазначеного проекту і подальші дослідження показали більш скромні покращення характеристик, ніж очікувалося, і підтвердили труднощі переходу на підвищену частоту.

    Заслуговує уваги історія питання розробки електрообладнання на 400Гц.

    Для створення електрообладнання електроенергетичних систем АПЛ проекту 705 було залучено Всесоюзний (нині Всеросійський) науково-дослідний інститут електромеханіки (ВНІІЕМ). ВНІІЕМ у співдружності з десятками підприємств Міністерства електротехнічної промисловості при науково-технічному супроводі 1-го ЦНІІМО приступив до створення ЕЕС. Йшлося про створення принципово нового морського електрообладнання.

    У проекті ЕЕС основна частота електроживлення, як уже говорилося, була 400Гц. При високій частоті харчування створити двигун на мале число оборотів неможливо через неприйнятних габаритів. Необхідний був перетворювач високої частоти в низьку. Розробники запропонували використовувати тиристорний перетворювач і з його допомогою здійснювати регулювання обертів двигуна гребного гвинта. Для відпрацювання нового морського електрообладнання в Істрінському відділенні ВНІІЕМ був створений спеціальний натурний стенд.

    Стенд представляв собою модель електроенергетичної системи, на якому насамперед і відпрацьовувалися системні завдання. На цьому стенді стояло все реально працює електрообладнання, наприклад, тільки ВНІІЕМ розмістив тут 106 різних електричних машин. Стенд служив для комплексних випробувань, під час яких перевірявся і ресурс всього устаткування. Надалі на цьому стенді пройшли відпрацювання чотири покоління суднового електрообладнання. Крім того, цей стенд служив і навчальним центром.

    Тісний контакт ВНІІЕМ з Інститутом атомної енергії ім. І. В. Курчатова, що виник при створенні комплексу обладнання для атомного підводного човна проекту 705, природно, переріс у роботи зі спільного аналізу можливостей використання в атомній енергетиці корабля видатного досягнення фундаментальної науки - явища надпровідності. На той час фахівцями ІАЕ ім.І.В.Курчатова спільно з іншими підприємствами на основі проведення теоретичних досліджень був розроблено технологічний процес і створено необхідне обладнання для промислового виготовлення сверхпроводнікового дроти.

    У силу фізичних особливостей надпровідників стало очевидним, що використання сверхпроводнікового проводи доцільно в системах збудження електричних машин корабля: це дозволяє різко збільшити робочу магнітну індукцію. Відкрилася можливість створення електричних двигунів і генераторів більшої одиничної потужності, малих розмірів і маси, з високим ККД. Були розроблені і сформульовані основні завдання створення системи електродвіженія (ЕД) з сверхпроводніковим грібним двигуном для атомного корабля.

    Була визначена комплексна програма, що включає на етапі проектування корабля обгрунтування методики розрахунку і конструювання нового класу електричних машин, технологію їх виготовлення та випробування. Дослідження починалися з розробки та виготовлення експериментальних зразків сверхпроводнікових електричних машин і систем електровидвіженія в цілому. Було зроблено кілька синхронно-асинхронних типів двигунів потужністю від 100 до 200 кВт. Проектування велося паралельно з підприємствами та конструкторськими бюро суднобудівної промисловості і 1-м ЦНДІ МО.

    Важливим і складним етапом було створення стендового зразка спеціального гребного двигуна потужністю два мегавата, що виготовлявся у ВНІІЕМ. Він вирізнявся особливою конструкцією: були два ротори - один з надпровідної обмоткою, інший асинхронний, - розділені герметичною перегородкою, що дозволяло виконавчої частини двигуна працювати і в агресивних середовищах, і в морській середовищі.

    В виробничому об'єднанні "Електросила" був розроблений, виготовлений і випробуваний стендова зразок надпровідного турбогенератора потужністю 2000кВт для використання його як корабельного джерела живлення. На базі цих машин в Істрінському відділенні ВНІІЕМ створюється унікальний стенд системи електродвіженія з грібним приводним двигуном.

    У 70-х роках у зв'язку зі зростанням змінного струму ЕЕС, появою нових споживачів, широким впровадженням змінного струму в ЕЕС ПЛ і розвитком систем автоматичного управління виникло питання про чергову коректування і доповнення діючих правил електрообладнання кораблів. При цьому керівними організаціями було дана вказівка про те, щоб форма чинного документа відповідала діючої в країні системи керівних документів. У зв'язку з цим у період 1976-1978гг. під керівництвом електротехнічного управління 1-м ЦНДІ військового кораблебудування в особі Г. Ф. Супруна був розроблений комплекс Державних стандартів з ЕС і корабельному електроустаткування.

    Період з 1977р. по теперішній час можна вважати часом інтенсивної розробки і освоєння нових видів електрообладнання з оптимальними технічними характеристиками. У цей період освоєні синхронні генератори типу ГМ і 2СП, електродвигуни типу ДМ, акумуляторні батареї 445 і 446, що обертаються перетворювачі зі зниженою вібрацією, статичні перетворювачі (випрямлячі, інвертори, перетворювачі частоти і комплекс перетворювачів гарантованого харчування), автоматичні вимикачі типів ВА і А-3700, диференційний захист типу ДЗУТ, швидкодіючі перемикачі типу ПА-12, кабелі підвищених термостійкості, надійності та ресурсу марок КСРВ, КСРРФ. КСПВ, КНД, КСД та ін Також виконані і продовжують виконуватися роботи із забезпечення високих показників пожарозащіщенності, ресурсу надійності електрообладнання для перспективних кораблів - серії робіт "Ресурс", "Полум'я", "Захист" та ін

    У 1980р. закінчені монтаж, випробування і здача ЕЕС ДПЛ проекту 877, на якій застосовано повне електродвіженіе. У 1982р. завершено монтаж, випробування і здача ЕЕС АПЛ проекту 941 з сумарною потужністю основних джерел електроенергії в 12800кВт і застосована диференціальна система захисту типу ДЗУТ. У 1985р. завершений монтаж ЕЕС корабля проекту 1941, в якій потужність електростанцій досягла 6400кВт, а потужність електросистеми - 27200кВт. У 1990 р. завершено монтаж, випробування і здача флоту ЕЕС важкого авіаносного крейсера проекту 1435 ( "Адмірал Флоту Радянського Союзу Кузнєцов ") потужністю 22500кВт.

    Розгляд матеріалів, що будуються і проектованих кораблів, ряду НДР та інформації про ЕЕС кораблів високорозвинених держав говорить про необхідність вирішення ряду питань, забезпечують оптимальний розвиток електроенергосістем найближчої перспективи.

    Безперервний зростання потужності ЕЕС висуває одним із завдань проектування електроенергосістем вибір величини напруги, тобто підвищення його величини для ЕЕС великої потужності (до 6,3 або 10,5 кВ).

    Зростає число і потужність відповідальних споживачів, що вимагають безперебійного електроживлення і високої якості електроенергії. Одним з найбільш ефективних методів вирішення цього завдання є реалізація паралельної роботи всіх електростанцій і джерел електроенергії на кораблі, що полегшує також рішення задачі автоматизації управління ЕЕС, в тому числі завдання локалізації аварійних ситуацій. Можливості створення напівпровідникових і жідкометалліческіх тоу і більш досконалих систем регулювання напруги та швидкості обертання, а також наявність розробленої системи диференціальної захисту дозволяють вирішити цю завдання найближчим часом.

    Наявність споживачів, які за величиною потужності порівнянні або навіть перевищують потужність не тільки що застосовуються до цих пір джерел електроенергії, а й ЕЕС в цілому (наприклад, часткове або повне електродвіженіе), ставить питання не тільки про підвищення величини напруги, а й про єдині електроенергетичних системах. Питання це досить складний, тому що різко зростають номенклатура і потужність споживачів електроенергії, відмінних за параметрами від генерується енергії.

    Основними споживачами електроенергії підвищеної частоти 400Гц є системи управління радіоелектронним озброєнням (РЕВ), для роботи функціональних блоків яких потрібен постійний струм. Застосовувані системи живлення РЕВ з проміжним перетворенням електроенергії від основної ЕЕС недосконалі в частині втрат електроенергії, надійності та масогабаритних характеристик, тому необхідно вирішувати питання про розробку та впровадження систем живлення РЕВ безпосередньо від корабельної мережі.

    Подальше розвиток корабельного електрообладнання та ЕЕС йде шляхом підвищення їх надійності, живучості, а також електропожаробезопасності і вибухопожежонебезпекою, збільшення терміну служби, поліпшення віброакустичних характеристик.

    Загалом розвиток електроенергетичних систем кораблів вітчизняного флоту, їх електрообладнання завжди знаходилися на рівні світових стандартів, у чому виключна заслуга вчених і фахівців ВМФ і промисловості, серед яких імена В. Б. Авакова, І. І. Адріанова, А. А. Азовцева, Г. Я. Альтшулера, Ю. Б. Бабанського, В. Н. Бочкарьова, Б. Н. Бровкина, Л. П. Веретенникова, А. І. Глібова, А. І. Губанова, Г. А. Жемчугова, Б. І. Калганова, Г. І. Китаєнко, В. П. Коваленко, К. В. Лопаева, В. М. Морозова, І. О. Рябініна, Ю. В. Скачкова, В. С. Соколова, Г. Ф. Супруна, В. А. Терешонкова, Л. Н. Токарєва, Н. Н. Шереметьєвського, П. І. Щербініна, В. Н. Яцука і багатьох інших.

    Список літератури

    Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.navy.ru/

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !