Аварийные источники электроэнергии, дизель-генераторы и аккумуляторные батареи, предназначены для питания ответственных судовых потребителей при исчезновении напряжения на ГРЩ.
Аккумуляторные батареи используют также в качестве аварийных источников электроэнергии, которые кратковременно обеспечивают питание необходимых ответственных потребителей с момента исчезновения напряжения на ГРЩ до начала работы аварийного дизель-генератора.
Согласно Правилам Регистра аварийный источник электроэнергии должен быть установлен на каждом судне, кроме грузовых судов ограниченных (II и III) районов плавания и валовой вместимостью 300 и менее peг. т и судов, где основным источником электроэнергии является аккумуляторная батарея, если она по емкости и расположению отвечает требованиям, предъявляемым к аварийным источникам.
Наиболее распространены дизель-генераторные аварийные электростанции, состоящие из одного или нескольких дизель-генераторных агрегатов и аварийного распределительного щита (АРЩ).
Аварийные дизель-генераторы (АДГ) имеют автономные системы топлива, охлаждения и смазки. Мощность и количество АДГ рассчитывают по табличному методу.
Время работы аварийной электростанции должно быть не менее 36 ч для промысловых баз, судов пассажирских и специального назначения неограниченного и ограниченного (I) районов плавания. Для всех остальных судов в зависимости от валовой вместимости и района плавания — 6 или 3 ч.
В соответствии с Правилами Регистра от аварийного распределительного щита получают питание: аварийное освещение; электроприводы водонепроницаемых дверей; системы сигнализации о закрытии дверей и указатели их положения; щит сигнально-отличительных огней; фонари «не могу управляться»; аварийная сигнализация; фонари дневной сигнализации; устройства дистанционного пуска и сигнализации о пуске средств объемного пожаротушения; пожарный аварийный насос; компрессоры и насосы спринклерной системы; щит питания радиостанции; гирокомпас.
Рекомендуется питать от АРЩ привод руля и осушительный насос.
Аварийные источники электроэнергии имеют защиту только от коротких замыканий и сигнализацию о перегрузке. АДГ с АРЩ и стартерной аккумуляторной батареей размещает в одном помещении выше палубы переборок вне шахт машинных отделений, но не перед переборкой. Помещение должно иметь отопление достаточное, чтобы обеспечить безотказный пуск АДГ, и выход непосредственно на открытую палубу. На пассажирских судах устанавливают АДГ с автозапуском, а на остальных — АДГ с ручным или автоматическим пуском. Время от начала автоматического пуска до подачи питания потребителям не должно превышать 10 с.
Схема неавтоматизированной аварийной электростанции (рис. 1) с ручным пуском дизеля. Распределительные шины АРЩ соединены перемычкой с ГРЩ через замыкающие контакты контактора 2К. Через эту перемычку получают питание в нормальном режиме потребители с совмещенным электроснабжением от ГРЩ и АРЩ. При исчезновении напряжения на ГРЩ срабатывает контактор 2К, отключая своими замыкающими контактами распределительные шины АРЩ от ГРЩ. Соответственно, если напряжение на шинах ГРЩ присутствует, значит АДГ не получит команду на запуск и взятие на шины не произойдёт.
Рис. 1. Принципиальная схема неавтоматизированной аварийной электростанции: I — потребители АРЩ; II — от ГРЩ; III — потребители с совмещенным электроснабжением — от ГРЩ и АРЩ; Аг, Вг, Сг — генераторные шины АРЩ; Ар, Вр, Ср — распределительные шины АРЩ
После ручного запуска аварийного агрегата и появления напряжения на генераторных шинах АРЩ, питание получает катушка контактора 1К. Контактор срабатывает, подключая генераторные шины АРЩ к распределительным.
В цепях катушек контакторов 1К и 2К предусмотрена блокировка размыкающими контактами, не допускающая одновременного включения контакторов.
Защита генератора и потребителей от коротких замыканий осуществляется соответственно селективным воздушным автоматом (АВ) и установочными автоматами (АУ). (На схеме не показаны способы возбуждения генератора и контрольно-измерительные приборы.)
Схема аварийной электростанции с автоматикческим запуском АДГ и приема им нагрузки при исчезновении напряжения на шинах ГРЩ (рис. 2). Аварийная электростанция состоит из дизеля 1Д6С-150М (110 кВт, 1500 об/мин), генератора МС-117-4 (100 кВт, 400 В, 1500 об/мин), возбудителя МВС 18/6 (33 кВт, 28 В, 1500 об/мин), четырех аккумуляторных батарей 6СТК-180М (24 В, 360 А-ч) и АРЩ с установленными на нем приборами автоматического и ручного управления, сигнализации и контроля.
Схема АРЩ, кроме своего прямого назначения, предусматривает питание потребителей первичного запуска основной электростанции.
На АРЩ предусмотрены генераторные и распределительные шины. К последним через установочные автоматы (АУ) присоединены потребители. Если на ГРЩ имеется напряжение, потребители АРЩ получают питание от ГРЩ через перемычку и замыкающие контакты контактора 2К. При исчезновении напряжения на ГРЩ аварийный дизель-генератор автоматически запускается и подключается к распределительным шинам АРЩ через замыкающие контакты контактора 1К.
При питании распределительных шин АРЩ от ГРЩ, для подготовки схемы автоматического запуска агрегата следует на АРЩ включить выключатель контроля (ВК), пакетный переключатель (ПП) установить в положение «Автоматика» и включить генераторный автомат АС. Импульсом для срабатывания схемы служит исчезновение напряжения на ГРЩ на время порядка 3 с.
Управление процессом пуска осуществляет программный кулачковый механизм с набором кулачных шайб, действующих на контакты КПМI —КПМV микровыключателей (КПМIII не используется и на схеме не показан).
При вращении кулачкового механизма кулачки шайб, набегая на контакты, поочередно их замыкают в соответствии с приведенной диаграммой (см. рис. 2 — внизу справа). На схеме представлены следующие основные элементы: серводвигатель кулачкового программного механизма (ДКПМ), серводвигатель подачи топлива (ДТ), действующий на рейку топливных насосов; электродвигатель маслопрокачивающего насоса (ДМ), предварительно (перед пуском) прокачивающий масло через дизель; генератор постоянного тока (ГЗ), приводимый во вращение дизелем и служащий для питания катушки реле удавшегося запуска (РУЗ), а также для подзарядки через реле-регулятор (РРТ) аккумуляторной батареи (АБ), питающей схему управления автозапуском; электродвигатель стартера (СТ), служащий для запуска дизеля; конечный выключатель (КВТ), ограничивающий движение рейки топливных насосов; комплект реле.
Рис. 2. Схема автоматизированной аварийной электростанции
Автоматический пуск осуществляется следующим образом. При исчезновении напряжения на ГРЩ срабатывает контрольное реле напряжения (РНК) и контрольное реле времени (РВК), катушки которых получали питание от ГРЩ через трансформатор 2ТН, контакты ВК, а РВК — еще через выпрямитель ВС. Одновременно обесточится контактор 2К и отключит распределительные шины АРЩ от ГРЩ.
В результате срабатывания РНК замкнутся его размыкающие контакты РВК1 и получит питание электродвигатель маслопрокачки ДМ.
Через 3с срабатывает реле времени РВК, отключая свои замыкающие контакты РВК1 в цепи ДМ, прерывая его работу, и замыкает контакты РВК2, по- Давая питание на серводвигатель кулачкового механизма ДКПМ и подачи топлива ДТ, так как контакты KHMII и КПМIV программного устройства в нулевом положении замкнуты.
Серводвигатель ДТ открывает доступ топлива к дизелю. Одновременно включается сигнализация, так как через контакты 1КЗ получает питание красная лампа ЛСК5; а ревун (Р) — через контакты 1КЗ и контакты блокировочного реле РБР, кроме того, включается сигнализация на пульте управления судовой силовой установкой (ПССУ). Для снятия звукового сигнала следует нажать кнопку снятия сигнала (КнС). В результате этого получит питание блокировочное реле (РБ) и разомкнет контактами РБ1 питание на ревун.
Оптическая сигнализация красной лампой ЛСК5 остается. В результате работы ДКПМ через 2с замыкается контакт KHMI и включается промежуточное реле (PH). Замыкающие контакты РП1 подают питание стартерному реле (РПС), которое своими замыкающими контактами включает стартер СТ.
К этому времени серводвигатель ДТ успевает переместить рейку топливных насосов до положения, соответствующего частоте вращения дизеля 200—300 об/мин, что облегчает его запуск.
Если дизель запустился, то по достижении частоты вращения 500—600 об/мин генератор ГЗ создает напряжение, достаточное для срабатывания реле удавшегося запуска РУЗ. Это реле, размыкая свои контакты РУ31 в цепи реле РП, отключает реле РПС, а следовательно, стартер. Замыканием контактов РУ32 в цепи ДТ блокируются контакты КПМII, а в цепи ДКПМ — контактами РУЗЗ — блокируются контакты КПМIV.
Серводвигатель ДТ работает до тех пор, пока рейка топливного насоса, достигнув крайнего положения, соответствующего 1500 об/мин, не замкнет контакты конечного выключателя топлива (КВТ). Контакты КВТ подают питание на катушку реле нормальной частоты вращения дизеля РНС, которое, сработав, своими размыкающими контактами РНС1 отключает серводвигатель ДТ, а контактами РНС2 разрывает одну из параллельных цепей серводвигателя ДКПМ. Замыкающими контактами РНСЗ подается питание на реле защелки 1РЗ, которое включает свои замыкающие контакты 1Р31.
В результате получает питание катушка контактора 1К и своими замыкающими контактами 1К включает аварийный генератор на распределительные шины АРЩ; АДГ к этому времени автоматически, с помощью регулятора напряжения типа УБК-М, поднимает напряжение на шинах до 400 В. Одновременно замыкающими контактами 1К4 включается белая лампа ЛСБ4 и подается сигнал на ПССУ о включении аварийного дизель-генератора, а размыкающими контактами 1КЗ снимается сигнал о запуске дизеля.
По истечении 18—30 с после начала пуска контакты КПМV разомкнутся и серводвигатель ДКПМ остановится, а валик кулачкового механизма займет нулевое (исходное) положение, так как шайбы развернутся на 360°. В случае неудавшегося первого запуска дизеля РУЗ не сработает, стартер после трехсекундной работы отключится контактами КПМI программного механизма. Затем, после трехсекундного интервала программный механизм снова замкнет свои контакты КПМI и будет предпринята вторая попытка запуска. Если и эта попытка окажется неудачной, то будет предпринята третья попытка.
Если после трех попыток дизель не запустится, то к этому времени размыкаются контакты КПМIV программного устройства и серводвигатель ДКПМ останавливается, так как вторая параллельная цепь питания ДКПМ разорвана замыкающими контактами РУЗЗ.
После выявления и устранения причин неудавшегося запуска дизеля автоматический запуск может быть произведен только при установке кулачкового программного механизма в нулевое (исходное) положение, что осуществляется нажатием кнопки возврата КнВ, подающей питание ДКПМ.
Схема предусматривает также ручной запуск дизеля. Нажатием кнопки КнМ пуска двигателя маслопрокачивающего насоса ДМ и кнопки пуска КнП стартера производят запуск дизеля.
Останавливают дизель вручную, перемещая рейку подачи топлива до отказа; при этом рейка, связанная с ДТ, устанавливается в нулевое (исходное) положение.
Если во время работы аварийного агрегата появится напряжение на ГРЩ, то реле РНК и РВК обесточат схему управления, обесточится контактор 1К и своими контактами 1К отключит распределительные шины АРЩ от аварийного генератора. Замкнувшиеся контакты 1К2 подадут питание на катушку реле защелки 2РЗ, вследствие чего получит питание катушка контактора 2К и своими замыкающими контактами 2К подключит распределительные шины АРЩ к ГРЩ.
Для проверки автоматического запуска аварийного дизель-генератора без подключения генератора на распределительные шины АРЩ достаточно отключить контрольный выключатель ВК.
Напряжение зарядного генератора ГЗ и силу тока подзарядки батареи контролируют при помощи вольтамперметра VA, защита осуществляется автоматом защиты АЗСГ-50.
АДГ с его системой автозапуска и АРЩ должны быть в постоянной готовности к работе, поэтому они требуют тщательного систематического ухода.
Оборудование должно содержаться в чистоте. Особое внимание должно быть уделено контролю за состоянием стартерной аккумуляторной батареи. АДГ периодически запускают для проверки работоспособности всех элементов, и, особенно, после выполняемых профилактических осмотров и ремонта.
