ien03pp

ION ZAHARIAINSTALAłII ELECTRICE NAVALE

37

3. INSTALAłII ELECTRICE NAVALE DE JOASĂ TENSIUNE

3.1. DefiniŃii şi clasificări

3.1.1. DefiniŃii

Sistemul electroenergetic reprezintă ansamblul instalaŃiilor de producere,

transport, distribuŃie şi utilizare a energiei electrice, interconectate într-un anumit mod şi având un regim comun (şi continuu) de producere şi consum a energiei electrice.

InstalaŃia electrică defineşte un ansamblu de echipamente electrice interconectate prin diferite tipuri de conductoare electrice, într-un spaŃiu dat, formând un singur tot şi având un scop funcŃional bine determinat, montată la bordul unei nave.

Echipamentul electric reprezintă un dispozitiv folosit pentru producerea, transformarea, distribuŃia, transportul şi utilizarea energiei electrice.

Receptoare electrice sunt echipamente electrice care transformă energia electrică în alte forme de energie.

Receptoarele electrice sunt: � de iluminat � de forŃă: – electromecanice (motoare electrice, electromagneŃi,

electrovalvule); – electrotermice (cuptoare electrice, echipamente de

sudură).

3.1.2. Clasificare InstalaŃiile electrice se pot clasifica după: rolul funcŃional, poziŃia în raport

cu procesul energetic, locul de amplasare, nivelul tensiunii, frecvenŃa şi modul de protecŃie.

A. După rolul funcŃional se disting instalaŃiile electrice: a) de producere a energiei electrice, aferente diferitelor tipuri de grupuri

electrogene; b) de transport a energiei electrice, cuprinzând liniile electrice (racord,

distribuitor, coloana şi circuit); c) de distribuŃie a energiei electrice: tablouri de distribuŃie; d) de utilizare a energiei electrice, care se diferenŃiază în raport cu tipul

receptoarelor în: instalaŃii electrice de forŃă şi instalaŃii electrice de iluminat; e) auxiliare, care cuprind instalaŃii pentru:


38

− menŃinerea calităŃii energiei electrice: reglajul tensiunii; − protecŃia personalului (echipajului) împotriva electrocutărilor prin

legarea la corpul navei (pământ); − protecŃia navei şi echipamentelor prin instalaŃii de paratrăznet, de

avertizare incendiu; − telecomunicaŃii. B. În raport cu procesul energetic se disting: a) instalaŃii electrice de curenŃi tari, cuprinzând elementele primare

implicate în procesul de producere, transport, distribuŃie şi utilizare a energiei electrice;

b) instalaŃii electrice de curenŃi slabi, care deşi sunt înseriate în circuitul fluxului energetic principal, contribuie la desfăşurarea în condiŃii optime a proceselor energetice (instalaŃii AMC – automatizare, măsură şi control, de avertizare incendiu, de telecomunicaŃii etc.).

C. După locul de amplasare se disting instalaŃii electrice: − pe utilaj; − în compartimentul maşini; − pe punŃi:

o punŃi deschise (IP 56); o punŃi închise (IP 44, IP 22);

− în încăperi cu pericol de explozie; − în încăperi normale. D. După nivelul de tensiune instalaŃiile electrice sunt: − de joasă tensiune (JT) – sub 1000 V (marea majoritate a instalaŃiilor

electrice de pe navă); − de înaltă tensiune (IT) – peste 1000 V (instalaŃiile electrice de propulsie

electrică a navelor, instalaŃii electrice de IT de la radiolocatoare, instalaŃii electrice de aprindere de la caldarină, transformator + electrozi de aprindere).

E. După frecvenŃa tensiunii se clasifică în instalaŃii: − de curent continuu; − de curent alternativ, care pot fi de joasă frecvenŃă (0,1 – 50Hz),

industrială (50Hz sau 60Hz), medie (100 ÷ 1000 Hz) şi de înaltă frecvenŃă (peste 1000Hz).

F. În corelare cu modul de protecŃia, instalaŃiile electrice sunt: − de tip deschis, persoanele sunt protejate numai împotriva atingerilor

accidentale a părŃilor aflate sub tensiune (TPD); − de tip închis, la care părŃile componente sunt protejate împotriva

atingerilor, pătrunderilor corpurilor străine peste 1 mm, a picăturilor de apă, cât şi a deteriorărilor mecanice (în C.M.);

− de tip capsulat, la care părŃile componente sunt protejate împotriva atingerilor, pătrunderii corpurilor străine de orice dimensiuni, a apei din toate direcŃiile şi contra deteriorărilor mecanice (instalaŃiile electrice de pe punŃi deschise).


39

3.2. CondiŃii de calitate în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor

A. Tensiunea de alimentare constantă ca valoare şi formă Tensiunea la bornele receptoarelor trebuie să corespundă valorilor

nominale, iar variaŃiile posibile ale tensiunii să se încadreze în limitele admise de RNR (70%→35%UN). Generatoarele nu pot fi cuplate decât când U ≥ 80% UN.

Generatoarele se decuplează când U scade de la 70% la 35% UN. În exploatarea instalaŃiilor electrice variaŃiile de tensiune care apar pot fi: − lente, datorită modificând în timp a încărcării receptoarelor prin procesul

tehnologic; − rapide, datorită unor scurcircuite sau a unor modificări rapide ale

încărcării receptoarelor (ex. compresoarelor de aer, utilajelor de sudare etc.). În cazul unor conectări şi deconectări de receptoare de mare putere pot, de

asemenea, interveni variaŃii rapide ale sarcinii. Referitor la respectarea formei tensiunii de alimentare aceasta

interesează atât în cazul receptoarelor alimentate în c.c., cât şi a celor alimentate în c.a. La receptoarele de c.c. sunt situaŃii când tensiunea de alimentare conŃine o seria de armonici dacă sursa de tensiune este un mutator. În acest caz conŃinutul de armonici trebuie limitat în funcŃie de efectele acestora asupra receptoarelor prin respectarea coeficientului de distorsiune admis. Abaterea de la forma sinusoidală a undei de tensiune determină funcŃionarea receptoarelor de c.a. în regim deformant. Coeficientul de distorsiune al undei de tensiune se limitează la 5%.

Regimul deformant în instalaŃiile electrice = regimul energetic ale cărui unde de tensiune şi curent sunt periodice, dar cel puŃin una din ele este nesinusoidală.

Regimul deformant produce efecte negative în sistemul electroenergetic: − PrezenŃa armonicilor determină creşterea valorii efective a mărimii

respective, curent sau tensiune, faŃă de fundamentală, deoarece

∑∞

=νν

+=1

2

1 III , respectiv ∑∞

=νν

+=1

2

1 UUU , în care cu indicele 1 s-a

notat valoarea efectivă a undei fundamentale. − Scăderea factorului de putere şi ca urmare creşterea pierderilor de putere

şi energie datorită puterii aparente mărite. RelaŃiile factorului de putere sunt: − în regim nesinusoidal:

1S

P

RQP

Pk0

222<=

++=< (3.2-1)

unde: P = puterea activă D = puterea deformantă


40

Q = puterea aparentă − în regim sinusoidal (P ≠ 0, Q ≠ 0, D = 0):

1QP

Pcosk0

22<

+=ϕ=< (3.2-2)

Din relaŃiile (3.2-1) şi (3-2-2) se obŃine:

ξcoscos222

22

22222⋅ϕ=

++

+⋅

+=

++==

DQP

QP

QP

P

DQP

P

S

Pk

(3.2-3)

în care factorul:

1DQP

QPcos

222

22

<++

+=ξ (3.2-4)

intervine în mod suplimentar datorită regimului deformant. − Creşterea suplimentară a pierderilor de putere şi energie datorită

efectului pelicular, ca urmare a creşterii rezistenŃei conductoarelor cu frecvenŃa armonicilor.

− Distorsiunea tensiunii şi a curentului caracterizată prin coeficientul de distorsiune al tensiunii kdU şi al curentului kdI:

%,100I

Ik %;100

U

Uk

1

2

2

2

dI

1

2

2

2

dU ⋅=⋅=

∑

∑

∑

∑∞

=νν

∞

=νν

∞

=νν

∞

=νν

în care intervine raportul dintre reziduul deformant şi valoarea efectivă a undei periodice nesinusoidale. O undă se consideră practic sinusoidală dacă kd ≤ 5%.

Conform RNR – 1986 coeficientul de distorsiune kd:

%100U

UUk

n

2

2

n

2

0

d ⋅

+

=∑∞

=ν, în care:

kd = coeficient de distorsiune Un = valoarea eficace a armonicii “n” a tensiunii distorsionate U1 = valoarea efectivă a primei armonici U0 = valoarea componentei continue kd ≤ 10%. − Pierderi suplimentare şi cupluri parazite în maşinile asincrone şi

sincrone, însoŃite de încălziri suplimentare; − Erori în funcŃionarea aparatelor de măsură, protecŃie şi comandă;


41

− Perturbarea instalaŃiilor de iluminat cu lămpi fluorescente. Lămpile fluorescente sub influenŃa armonicii ν = 2 cu amplitudine mai mare de 3% încep să pâlpâie.

− Fenomenele de rezonanŃă armonică, având drept consecinŃe supracurenŃi, supratensiuni şi perturbaŃii în reŃelele de telecomunicaŃii şi radio.

Metodele de reducere a regimului deformant cuprind două categorii de soluŃii:

− realizarea receptoarelor deformante astfel că influenŃa lor asupra reŃelei de alimentare să fie cât mai mică (motoarele de c.a. în montaje cu mutatoare sunt echipamente deformante, surse de armonici de tensiune, ca urmare a deformării curenŃilor absorbiŃi. Reducerea influenŃei armonicilor de curent în reŃea necesită ca inductivitatea reŃelei să fie mică, iar cea a mutatorului pentru mare. Trebuie să se stabilească o inductivitate optimă pentru mutator);

− folosirea unor instalaŃii speciale pentru reducerea conŃinutului de armonici din sistem (folosirea filtrelor).

B. FrecvenŃa constantă a tensiunii de alimentare: 50 Hz sau 60Hz. Abaterile maxim admise ale frecvenŃei sunt ± . C. Simetria tensiunilor sistemului trifazat Cauzele nesimetriei tensiunilor pot fi legate de instalaŃiilor de producere şi

transport, iar pe de altă parte de sarcinile dezechilibrate ale consumatorilor. Nesimetria tensiunilor se exprimă prin coeficientul de nesimetrie definit

prin relaŃia:

( ) [ ]% 3

100UaUaU CB

2AU ⋅++=ε , unde:

CBA U,U,U = fazorii tensiunilor de faze, în V; UN = tensiunea nominală a reŃelei, în V;

3/2jea π= = operatorul complex. D. Puterea necesară este stabilită de consumator pe baza procesului

tehnologic realizat. La nave consumatorii pot fi: − esenŃiali; − neesenŃiali.

3.3. Elemente ale reŃelelor electrice de joasă tensiune ReŃelele electrice de joasă tensiune se pot grupa în:


42

A. ReŃele de distribuŃie – care fac legătura între punctele de distribuŃie şi receptoare sau utilaje, cuprinzând totalitatea circuitelor de receptoare, respectiv utilaje (ex. de la TPD la consumatori).

B. ReŃele de alimentare – fac legă1tura între generatoare şi tabloul principal de distribuŃie şi între TPD – consumatori.

Tablourile de distribuŃie pot fi: − principale (TPD) – alimentate de la generatoare şi care distribuie energia

electrică la consumatori şi tablouri secundare (auxiliare); − secundare (auxiliare) – energia electrică este repartizată la consumatori

(receptoare sau utilaje).


43

4. DISTRIBUłIA ENERGIEI ELECTRICE

4.1. Sisteme de distribuŃie a) Pe nave sunt admise următoarele sisteme de distribuŃie a energiei

electrice: a1) curent alternativ trifazat: − cu trei conductoare, sistem izolat; − cu trei conductoare, cu neutrul la masă; − cu patru conductoare, cu neutrul la masă; a2) curent alternativ monofazat: − cu două conductoare, sistem izolat; − cu două conductoare, din care unul legat la masă; a3) curent continuu: − cu două conductoare, sistem izolat; − cu un conductor folosindu-se corpul navei ca fir de întoarcere în

următoarele condiŃii: - pe navele cu 1600 TRB sau cu mai puŃin, numai pentru tensiuni până la

55 V; - pe navele cu mai mult de 1600 TRB sau cu mai puŃin, numai pentru

tensiuni până la 55 V pentru sisteme limitate local la masă (exemplu sisteme de pornire).

Pentru navele petroliere şi combinate destinate transportării de lichide cu temperatura de inflamabilitate de 600C şi mai scăzută, sau pentru transportarea lichidelor cu temperatură de inflamabilitate mai mare de 600C ce trebuie preîncălzite cu max. 150C pentru distribuŃia energiei electrice sunt admise numai următoarele sisteme:

− cu două conductoare izolate, pentru curent continuu; − cu două conductoare izolate, pentru curent alternativ monofazat; − cu trei conductoare izolate, pentru curent alternativ trifazat; (de asemenea pentru tensiuni de la 10000 la 11000 Vca); − cu trei conductoare, cu punct de nul împământat printr-o rezistenŃă activă

de valoare mare pentru tensiuni de la 1000 la 11000 Vca. Se admite utilizarea sistemelor împământate de distribuŃie a energiei

numai pentru alimentarea următorilor consumatori, cu condiŃia utilizării lor în afara spaŃiilor şi încăperilor cu pericol de explozie:

− sistemul de protecŃie catodică cu curent aplicat pentru protecŃia anticorozivă a corpului;

− sistemul de control şi măsurare a rezistenŃei de izolaŃie, dacă curentul prin corpul navei nu depăşeşte 30 mA în condiŃiile cele mai defavorabile;


44

− sistemele de pornire electrică a motoarelor cu combustie internă. Pentru tensiuni de 1000 V şi mai mari trebuie să se utilizeze numai un

sistem de distribuŃie cu 3 conductoare cu nulul legat la corpul navei direct sau printr-un rezistor.

În sistemul de curent alternativ trifazat conectarea consumatorilor trebuie să se facă astfel încât, în condiŃii normale, curentul diferitelor faze să nu varieze cu mai mult de 15%.

La instalaŃiile de comunicaŃii interioare şi semnalizări (telegrafele electrice ale maşinilor, comunicaŃii interioare de serviciu, semnalizarea de alarmă generală, semnalizarea detectării incendiului, semnalizarea închiderii uşilor etanşe, semnalizarea chemării mecanicilor) trebuie să se utilizeze sisteme de alimentare electrice nelegate la pământ.

La sistemele de distribuŃie a energiei electrice, la care se foloseşte corpul navei drept conducător de întoarcere, toate circuitele finale trebuie să fie executate cu două fire.

4.2. ReŃele electrice

ReŃelele electrice care fac parte din sistemul de producere şi distribuire a energiei electrice la bordul navelor. Sistemul cuprinde centrala electrică (generatoarele şi T.P.D.), reŃelele şi tablourile secundare de distribuŃie şi consumatorii de energie electrică de pe nave. ReŃelele electrice cuprind ansamblul cablurilor, conductoarelor şi tablourilor de distribuŃie care servesc la alimentarea cu energie electrică cu diferiŃi parametrii a consumatorilor instalaŃi.

Legăturile dintre generatoarele navei şi T.P.D. şi dintre acestea şi tablourile secundare constituie reŃeaua principală a navei.

ReŃelele care fac legătura de la T.P.D. cu tablourile auxiliare instalate în diferitele compartimente ale navelor şi cu tablourile consumatorilor principali se numesc reŃele de distribuŃie. În funcŃie de destinaŃia reŃelelor de distribuŃie se deosebesc: reŃele de forŃă (pentru alimentarea motoarelor electrice), reŃea de iluminat şi reŃele speciale.

a) ReŃele de forŃă

Sunt destinate alimentării consumatorilor mari de energie electrică, maşini acŃionate de motoare electrice cu pornitoare magnetice sau staŃii magnetice. Astfel, din T.P.D. se alimentează direct următorii consumatori principali:

� InstalaŃia de propulsie electrică, care cuprinde de obicei, generatoare separate cu această destinaŃie şi echipamentul pentru pornirea, reglarea vitezei, frânarea şi inversarea sensului motoarelor care acŃionează elicele de propulsie;


45

� InstalaŃia de guvernare, care cuprinde două circuite separate (câte unul prin fiecare bord al navei) pentru alimentarea maşinilor electrice sau agregatelor hidraulice care realizează deplasarea penei cârmei;

� InstalaŃia de ancorare, care cuprinde circuitul de alimentare a staŃiei magnetice de comandă a motorului electric al vinciului de ancoră;

� InstalaŃia pompelor de incendiu, care cuprinde pornitoarele magnetice cu comanda de la distanŃă a motoarelor electrice de acŃionare;

� InstalaŃia pompelor de santină, care cuprinde reŃeaua de alimentare şi pornitoarele magnetice ale pompelor ce asigură evacuarea apei şi reziduurilor rezultate de scurgerile din compartimentul maşini.

� InstalaŃia de compresoare, necesară pentru producerea aerului comprimat folosit la pornirea motorului principal, tyfon etc;

� InstalaŃiile frigorifice, care sunt existente pe toate navele; � InstalaŃiile de ventilare a încăperilor de locuit; � InstalaŃiile de încălzire la navele la care se asigură încălzirea electric şi

instalaŃiile din bucătăriile navei; � InstalaŃiile din atelierele navei, destinate activităŃilor de întreŃinere şi

reparare a echipamentelor de bord; � InstalaŃiile pentru încărcarea acumulatoarelor. �

b) ReŃele de iluminat ReŃeaua iluminatului normal: - este destinată alimentării cu energie

electrică a tuturor lămpilor montate în compartimentele navei, cabine, punŃi, cabine de comandă. Din această reŃea se leagă şi prizele din cabinele de locuit pentru alimentarea consumatorilor portativi. Pentru alimentarea luminilor din timonerie se folosesc circuite independente de restul circuitelor de iluminat. În compartimentul maşinilor se foloseşte iluminatul asigurat de două grupe de circuite. Aranjarea corpurilor de iluminat este determinată de necesitatea asigurării unui iluminat satisfăcător chiar şi numai cu un grup de circuite, în cazul defectării celuilalt. Circuitele de iluminat normal sunt protejate prin siguranŃe fuzibile sau automate, câte două pe fiecare circuit.

ReŃeaua iluminatului de navigaŃie: - asigură alimentarea lămpilor prin care se poate determina noaptea poziŃia şi tipul navei şi situaŃiile de navigaŃie ale acesteia (marş, ancoră, dragaj, remorcare etc.). Având în vedere importanŃa acestor lumini pentru siguranŃa navei, tablourile reŃelei sunt dublu alimentate, iar în camera de comandă există un sistem de supraveghere a funcŃionării şi alarmare în cazul întreruperii unei lămpi de poziŃie.

ReŃeaua iluminatului de avarie: - este folosită pentru alimentarea luminilor de navigaŃie şi de semnalizare în cazul întreruperii alimentării normale ale acestora. Această reŃea trebuie să asigure de asemenea 25 % din iluminatul compartimentelor maşinilor, iluminatul culoarelor de trecere, a scărilor, punŃilor bărcilor şi posturilor de comandă ale navei. Această reŃea se alimentează din


46

tabloul de distribuŃie de avarie şi cuprinde un întrerupător pentru toate lămpile de iluminat menŃionate.

Separat se alimentează numai lămpile de navigaŃie. ReŃeaua aparatelor de navigaŃie: - cuprinde sistemele de distribuire şi

alimentare a aparatelor de navigaŃie: sonde, telegrafe de maşini, axiometre pentru indicarea poziŃiei cârmei etc.

ReŃeaua de semnalizare: - cuprinde soneriile de pe navă pentru darea semnalelor acustice de alarmare a echipajului în cazuri de incendiu, de avarie, de abandonare a navei, precum şi instalaŃiile de detectare şi semnalizare a incendiilor pe nave.

ReŃele speciale: - cuprind instalaŃia de paratrăsnet, instalaŃii de iluminat festiv, iluminat portativ de tensiune redusă, reŃeaua de prize de alimentare a sculelor electrice portative etc.

4.3. Sisteme de distribuŃie a energiei electrice la bordul

navelor

Modul de alimentare a consumatorilor de energie electrică pe nave diferă după natura curentului electric produs la bord şi după specificul de alimentare al receptoarelor.

Curentul electric folosit la nave este continuu sau alternativ. Tensiunea sub care se furnizează energia electrică este stabilită de regulă

şi nu se poate depăşi următoarele valori: pentru curent continuu 230 V, pentru curent alternativ monofazat 230 V la 50 Hz pentru curent alternativ trifazat 380 V la 50 Hz.

Tensiunile pentru scule portative sau pentru prize instalate în locuri umede nu trebuie să depăşească 24 V, iar pentru prizele din locuri foarte umede – 12 V (c.c. sau c.a.).

4.3.1 DistribuŃia energiei electrice de curent continuu

Curentul continuu obŃinut de la bornele generatoarelor se poate distribui

consumatorilor în mai multe sisteme. a) Sistemul unipolar, având polul negativ al generatorului legat la corpul

navei, considerat conductor de întoarcere şi polul pozitiv distribuit la toŃi consumatorii prin conductor izolat. Este folosit la navele cu tensiunea bordului sub 30 V (şalupe, remorchere etc.).

Fig. 4.3-1. Sistemul

unipolar de distribuŃie a energiei electrice de c.c.

G

-

+

M


47

b) Sistemul bipolar – cu două conductoare, izolate faŃă de corpul navei. Se foloseşte uneori la nave sistemul bipolar la care conductorul negativ este legat şi la corpul navei. Acest sistem nu este recomandat de R.N.R.

Fig. 4.3-2. Sistemul

bipolar de distribuŃie a energiei electrice de c.c.

4.3.2. DistribuŃia energiei electrice de curent alternativ

La navele cu reŃea de curent alternativ, distribuŃia energiei electrice este

realizată în două sisteme: a) Sistemul cu trei conductoare izolate: - care cuprinde reŃelele care au

tensiunea de linie până la 250 V. În acest caz, motoarele electrice se leagă la tensiunea de 3 x 220 V, iar iluminatul se asigură prin legarea corpurilor de iluminat între faze.

Fig. 4.3-3. Sistemul cu trei conductoare izolate

b) Sistemul cu patru conductoare cu fir neutru legat la masă. La acest sistem, consumatorii de forŃă (motoare electrice; elemente de

încălzire trifazate) se leagă la tensiunea de linie, iar receptoarele monofazate şi iluminatul se leagă la tensiunea de fază, între o linie şi firul neutru.

Fig. 4.3-4.a. Sistemul cu patru conductoare cu fir neutru legat la masă

G ~ 3

M ~ 3

G M

G~ 3

M~ 3


48

Fig. 4.3-4.b. Sistemul cu patru conductoare cu fir neutru legat la masă la secundarul transformatorului

4.4. Sisteme de reŃele electrice de distribuŃie ReŃelele de distribuŃie a energiei electrice pe nave realizează legarea

generatoarelor navei la T.P.D. şi alimentarea în continuare a tablourilor secundare, auxiliare şi a consumatorilor.

4.4.1. Tipuri de reŃele electrice navale

Din punct de vedere al circulaŃiei energiei electrice, reŃelele pot fi realizate

sub formele: radială, inelară, în bucle şi cu linie principală (fider unic). 1. ReŃeaua radială: asigură alimentarea fiecărui consumator sau tablouri

secundare direct de la T.P.D..

Fig. 4.4-1. ReŃea electrică radială

Fiecare consumator este independent, sistemul radial având avantajul că

un eventual defect pe o coloană de alimentare nu afectează ceilalŃi consumatori.

M ~ 3

G ~ 3

G G


49

De asemenea, permite manevrarea centralizată de la T.P.D. a alimentării consumatorilor principali.

Pe nave, sistemul de reŃea radială implică un număr mare de circuite şi de treceri prin pereŃii etanşi.

2. ReŃeaua inelară: realizează o alimentare succesivă a consumatorilor şi o întoarcere la tabloul principal. Cele două coloane de alimentare a inelului de distribuŃie sunt amplasate fiecare în câte un bord al navei, astfel încât în cazuri extreme, alimentarea să poată fi realizată de oricare din coloane.

Fig. 4.4-2. ReŃea electrică inelară

Dimensionarea coloanelor este făcută pentru a asigura alimentarea corectă a tuturor receptoarelor, chiar şi cu o singură coloană.

3. ReŃeaua în bucle: este o reŃea formată din mai multe inele. Alimentarea consumatorilor se poate asigura uşor la avarierea unei coloane, tablourile secundare fiind legate ca la reŃeaua radială, dar există şi legături între tablourile principale şi secundare.

Fig. 4.4-3.

ReŃea electrică în bucle

4. ReŃeaua cu linie principală: constă dintr-o coloană unică din care se

alimentează toŃi consumatorii. Dacă pe această reŃea apare un defect toŃi consumatorii din aval vor fi scoşi din funcŃiune. Din acest motiv, reŃeaua cu linie principală nu se mai foloseşte pe nave.

Fig. 4.4-4. ReŃea electrică cu linie principală

G G

G G

G

G


50

4.4.2. Moduri de alimentare a consumatorilor din TPD 1. Alimentarea consumatorilor prin TPD de la generatoarele navei Consumatorii care asigură vitalitatea navei (sistem de guvernare, de

ancoră, luminile de navigaŃie) sunt prevăzuŃi cu dublă alimentare din T.P.D. În construcŃia navelor moderne, pentru funcŃionarea sigură a

generatoarelor în paralel se prevede deconectarea unui grup de consumatori neesenŃiali, atunci când sarcina pe generatoare ar creşte prin ieşirea din funcŃiune a unui generator.

Consumatorii neesenŃiali sunt legaŃi la un sistem de bare comun, notat cu 1, alimentat din barele principale printr-un întrerupător automat 2, a cărui bobină de declanşare 3 este alimentată din cele trei relee de curent maxim al generatoarelor.

Dacă protecŃia unui generator (de curent maxim, de tensiune minimă sau de putere inversă) produce decuplarea întrerupătorului automat 5 al acestuia, sarcina este preluată de celelalte generatoare. În cazul în care unul sau ambele generatoare rămase vor fi încărcate peste sarcina nominală, protecŃia de curent 4 va da comanda de decuplare a consumatorilor neesenŃiali, reducându-se astfel sarcina totală.

Următorii consumatori vor fi alimentaŃi prin circuite separate de la barele TPD de la generator sau prin transformator:

− dispozitivele de acŃionare electrică a instalaŃiei de guvernare; − dispozitivele de acŃionare electrică a instalaŃiei de ancorare; − dispozitivele de acŃionare electrică a pompelor de incendiu;


51

Fig. 4.4-5. Conectarea consumatorilor la TPD

− dispozitivele de acŃionare electrică a pompelor de santină; − dispozitivele de acŃionare electrică a compresoarelor şi pompelor din

sistemul sprinkeler; − girocompasul; − tabloul instalaŃiei frigorifice din magazii; − dispozitivele de acŃionare electrică a agregatelor de excitaŃie a instalaŃiei

electrice de propulsie; − tablourile iluminatului principal; − tabloul radiostaŃiei; − tabloul aparatelor de navigaŃie; − tabloul felinarelor de navigaŃie; − tablourile de secŃie şi tablourile sau aparatajul de distribuŃie pentru

alimentarea altor consumatori importanŃi grupaŃi după principiul uniformităŃii funcŃiilor executate de ei;

− dispozitivele de distribuŃie ale pupitrului unificat de comandă (PCSMP); − tabloul staŃiei de semnalizare automată a incendiului; − dispozitivele de acŃionare electrică a mecanismelor care asigură

funcŃionare instalaŃiei principale de forŃă;

Consumatorineesentiali

Consumatori importanti

G~

G~

G~

1

2

5

4

3


52

− tablourile dispozitivelor de acŃionare electrică a instalaŃiilor de ridicat, a instalaŃiilor de acostare – legare, a instalaŃiilor de manevră a bărcilor şi instalaŃiilor de ventilaŃie şi de încălzit;

− dispozitivul de comandă a elicelor cu pas reglabil; − instalaŃia de încărcare a bateriilor acumulatoarelor de pornire şi a

bateriilor de alimentare a instalaŃiilor esenŃiale; − tablourile de alimentare ale acŃionărilor electrice pentru închiderea uşilor

etanşe şi a uşilor antifoc, de asemenea tablourile de semnalizare a poziŃiei şi închiderii uşilor etanşe şi antifoc;

− tabloul instalaŃiei frigorifice, al sistemului de stingere cu CO2 de joasă presiune;

− alte mecanisme şi instalaŃii. − În condiŃii normale de funcŃionare TDA trebuie să se alimenteze la TPD. − Dispozitivele de acŃionare electrică ale celorlalte mecanisme se pot

alimenta de la tablourile de secŃie sau de la instalaŃiile speciale de distribuŃie alimentării instalaŃiilor esenŃiale. Dacă barele TPD sunt secŃionate şi au separatoare, atunci echipamentele electrice, tablourile de secŃie, instalaŃiile speciale de distribuŃie sau pupitrele care sunt dublate sau care sunt alimentate prin două circuite trebuie să fie conectate la secŃii diferite ale TPD.

2. Alimentarea consumatorilor prin TPD de la mal Alimentarea consumatorilor prin TPD cu energie electrică de la mal se

face conform schemei din Fig. 4.4-6, atunci când nava se află legată la cheu.


53

Fig. 4.4-6. Schema electrică a alimentării navei de la mal

4.5. Tablouri de distribuŃie Pentru asigurarea producerii, distribuirii şi măsurării parametrilor energiei

electrice a navelor, aparatele de conectare, de protecŃie şi de măsură sunt montate pe tablouri de distribuŃie, care au o construcŃie independentă, permiŃând alimentarea tabloului cu energie şi distribuirea acesteia la consumatorii deserviŃi de tabloul respectiv.

4.5.1. Tablouri principale de distribuŃie

Tabloul principal de distribuŃie (T.P.D) – realizează centralizarea

energiei electrice produse de generatoare şi distribuirea ei la diferiŃi consumatori sau grupe de consumatori de pe navă. Generatoarele se pot conecta la T.P.D. în două feluri:

1. Conectarea independentă: este realizată prin conectarea fiecărui generator la un sistem propriu de bare în T.P.D., urmând să se realizeze conectarea consumatorilor după dorinŃă şi funcŃie de încărcarea generatoarelor la unul dintre sistemele de bare colectoare ale generatoarelor.

Alimentare

de la mal

Consumatori ce pot fi alimentati de la mal

G G G


54

În acest mod, fiecare generator lucrează independent, debitând energie consumatorilor legaŃi la sistemul său de bare la un moment dat. Deranjamentele intervenite la unul dintre generatoare, nu afectează funcŃionarea celorlalte

generatoare sau a consumatorilor legaŃi la acestea.

Acest mod de conectare este folosit foarte rar şi în cazuri speciale. Fig. 4.5-1. TPD cu bare independente pentru fiecare generator

2. Conectarea în paralel: este soluŃia adoptată în construcŃia modernă a navelor. La acest mod de conectare, în T.P.D. există un singur sistem de bare comun pentru toate generatoarele, de la care se alimentează toŃi consumatorii.

Fig. 4.5-2. TPD care permite conectarea în paralel a generatoarelor

Organizarea T.P.D. este realizată pe panouri separate, pentru uşurarea supravegherii. Astfel, există câte o secŃie (panou) pentru fiecare generator; aceste panouri sunt amplasate alăturat,

G3G2G1

Consumatori

G G G

h

Consumatori


55

pentru a se putea urmări simultan indicaŃiile aparatelor de măsură pentru executarea corectă a manevrelor de cuplare în paralel a generatoarelor. Pe aceste panouri se află aparatele de conectare (întreruptoare automate) a generatoarelor la bare sau butoanele de comandă a închiderii şi deschiderii acestor automate, aparatele de măsură ale parametrilor energiei electrice produse, aparatele de măsură a rezistenŃei de izolaŃie, lămpi de semnalizare, manetele reostatelor de excitaŃie ale generatoarelor. Pe tablourile de la navele de curent alternativ se află şi manetele de comandă de la distanŃă a regulatoarelor de turaŃie a motoarelor primare de acŃionare, folosite pentru cuplarea în paralel şi repartizarea sarcinii pe generatoare.

În continuare T.P.D. cuprinde panourile consumatorilor importanŃi care se alimentează direct de la bare şi panourile pentru comanda iluminatului principal şi a tablourilor auxiliare. Un panou separat este destinat pentru alimentarea cu energie de la mal, în cazul staŃionării în port. În acest caz, pe navă nu funcŃionează motoarele auxiliare şi nu este nevoie să fie puse în funcŃiune o serie de agregate, urmând să fie alimentat numai iluminatul şi încălzirea. Deoarece alimentarea de la mal se face prin cablu, în T.P.D. se impune decuplarea consumatorilor care nu trebuie să funcŃioneze şi a căror cuplare întâmplătoare ar cauza bunei funcŃionări a celorlalŃi consumatori ce se alimentează de la mal. La navele cu reŃea de curent alternativ iluminatul fiind asigurat prin transformatoare, de la mal se va prelua tot curent alternativ, folosindu-se transformatoarele navei.

Pe toate tablourile de distribuŃie se prevăd etichete explicite privind destinaŃia aparatelor de pe tablou, precum şi poziŃiile “conectat” şi “deconectat” ale comutatoarelor şi întrerupătoarelor.

4.5.2. Tablouri secundare (auxiliare) de distribuŃie

Pentru a nu complica prea mult construcŃia T.P.D., consumatorii se

alimentează în grup de la tablouri secundare sau auxiliare. Se construiesc de exemplu, tablouri separate pentru iluminat, care asigură alimentarea a 9-10 circuite. Tablourile secundare se realizează în construcŃie protejată împotriva picăturilor de apă. Intrările cablurilor se fac de regulă pe partea inferioară, cu întărituri împotriva solicitărilor mecanice.

Pentru asigurarea comutării şi protejării circuitelor, tablourile secundare sunt prevăzute cu întrerupătoare şi siguranŃe pe fiecare circuit. SiguranŃele pot fi fuzibile sau automate şi se montează pe fiecare pol al circuitului. La tablourile pentru circuite cu tensiuni până la 24 V curent continuu sau curent alternativ se admite montarea de siguranŃe numai pe un pol.

Tablourile secundare sunt prevăzute cu o lampă de semnalizare a prezenŃei tensiunii de alimentare din T.P.D.. FuncŃiunea fiecărui tablou este prezentată pe o schemă care se află pe partea interioară a uşii (capacului), cu indicarea denumirii fiecărui circuit sau a destinaŃiei acestora, precum şi indicarea curentului din circuite şi a siguranŃelor de protecŃie.


56

Unele tablouri secundare au funcŃiuni mai complexe, cuprinzând de exemplu, contactoare şi relee pentru realizarea diferitelor scheme funcŃionale. De asemenea, la unele tablouri se prevede montarea de aparate de măsură pentru determinarea caracteristicilor de lucru ale circuitelor alimentate.

4.6. Tensiuni admisibile la bordul navelor Tensiunile nominale la bornele surselor de energie electrică, destinate

pentru alimentarea reŃelei de bord nu trebuie să depăşească următoarele valori: − 400 V la curent alternativ trifazat cu frecvenŃa de 50 Hz, sau 460 V la

curentul alternativ trifazat cu frecvenŃă de 60 Hz; − 230 V la curent alternativ monofazat cu frecvenŃa de 50 Hz, sau 270 V la

curentul alternativ monofazat cu frecvenŃa de 60 Hz; − 230 V la curent continuu. Tensiunea nominală de la bornele consumatorilor nu trebuie să depăşească

valorile indicate în tabelul 4.6.1. Tabel 4.6.1. Tensiuni nominale la bornele consumatorilor

Tensiuni nominale maxime Nr. crt.

Denumirea instalaŃiilor

c.c. [V] c.a. [V]

1. InstalaŃii de forŃă, circuite de comandă, aparate de încălzit şi electrotermice montate în alte încăperi decât cele menŃionate la poziŃia 2.

230

380; 50 Hz 440; 60 Hz

2. Radiatoare în cabine şi încăperi pentru pasageri

220 2201,3

3. Iluminat, semnalizare, comunicaŃii interioare

220 2202,3

4. Prize de curent în încăperi uscate

220 2203

5. Prize de curent pentru maşini unelte nefixate şi cutii mobile de comandă la distanŃă

24

42

6. Prize de curent pentru lămpi portative instalate în locuri periculoase (umede)

24

24

7. Prize de curent pentru lămpi portative instalate în locuri foarte periculoase (foarte umede)

12

12


57

ObservaŃii: 1. Se admite utilizarea c.a. 380 V cu condiŃia să se aplice măsurile speciale

de protecŃie: execuŃie protejată care să asigure imposibilitatea accesului la părŃile aflate sub tensiune, fără folosirea unor scule speciale, carcasele să fie prevăzute cu tăbliŃă care să indice mărimea tensiunii.

2. Se admite utilizarea prizelor cu tensiunea 380 V pentru alimentarea instalaŃiilor mobile, fixate în timpul lucrului.

3. Se admite pentru instalaŃiile de c.a. cu tensiunea maximă 250 V şi frecvenŃa 60 Hz.

4.7. Reglarea tensiunii generatoare de curent alternativ − Fiecare generator de c.a. trebuie să aibă un sistem independent pentru

reglarea automată a tensiunii. − Sistemele de reglare a tensiunii agregatelor de c.a. trebuie să fie alese

faŃă de caracteristicile de reglare a motoarelor de acŃionare, astfel încât în cazul variaŃiilor de sarcină de la mersul în gol până la sarcina nominală, în cazul unui factor de putere cos ϕ = 0,8, tensiunea nominală să fie menŃinută cu o precizie până la ± 2,5% (agregatele de avarie până la ± 3,5%).

− Pentru generatoarele principale, se admite menŃinerea constantă a tensiunii în limitele ± 3,5% din tensiunea nominală, la un factor de putere de la 0,6 până la 0,9 excluzând pe cel nominal. Se recomandă totuşi ca reglarea tensiunii generatorului să fie menŃinută şi în acest caz în limitele ± 2,5% din tensiunea nominală. CondiŃia de mai sus se referă la cazurile cu un număr de rotaŃii ale agregatului şi la o sarcină nominală a generatorului.

− VariaŃia bruscă a sarcinii simetrice a generatorului care funcŃionează cu un număr nominal de rotaŃie şi cu tensiune nominală la un curent şi factor de putere dat nu trebuie să provoace o scădere a tensiunii nominale sub 85% şi o creştere a acesteia peste 120%.

După aceasta, tensiunea generatorului trebuie să se restabilească în decurs de max. 1,5 s în limitele de ± 3% din tensiunea nominală. Pentru agregatele de avarie, aceste valori pot fi mărite până la o durată de 5 s, iar pentru tensiune până la ± 4% din tensiunea nominală.

În cazul în care lipsesc date precise privitoare la valorile maxime ale sarcinii instantanee, care se conectează la sarcina existentă a generatorului se poate adopta o sarcină cu o valoare de 60% din curentul nominal, cu un factor de putere inductiv 0,4 sau mai mic, conectată la mersul în gol şi apoi deconectată.

DefecŃiunile din sistemul de reglare automată al generatoarelor nu trebuie să conducă la apariŃia unor supratensiuni periculoase la bornele acestora.


58

4.8. Alimentarea instalaŃiilor esenŃiale Următorii consumatori, conform cerinŃelor din Regulile RNR, vor fi

alimentaŃi prin circuite separate de la barele TPD de la generator sau prin transformator: -dispozitivele de acŃionare electrică a instalaŃiei de guvernare; -dispozitivele de acŃionare electrică a instalaŃiei de ancorare; -dispozitivele de acŃionare electrică a pompelor de incendiu; -dispozitivele de acŃionare electrică a pompelor de santină; -dispozitivele de acŃionare electrică a compresoarelor şi pompelor din sistemul sprinleler; -girocompasul; -tabloul instalaŃiei frigorifice din magazii; -dispozitivele de acŃionare electrică a agregatelor de excitaŃie a instalaŃiei electrice de propulsie; -tablourile iluminatului principal; -tabloul radiostaŃiei; -tabloul aparatelor de navigaŃie; -tabloul felinarelor de navigaŃie; -tablourile de secŃie şi tablourile sau aparatajul de distribuŃie pentru alimentarea altor consumatori importanŃi grupaŃi după principiul uniformităŃii funcŃiilor executate de ei; -dispozitivele de distribuŃie ale pupitrului unificat de comandă (PCSMP); -tabloul staŃiei de semnalizare automată a incendiului; -dispozitivele de acŃionare electrică a mecanismelor care asigură funcŃionare instalaŃiei principale de forŃă; -tablourile dispozitivelor de acŃionare electrică a instalaŃiilor de ridicat, a instalaŃiilor de acostare – legare, a instalaŃiilor de manevră a bărcilor şi instalaŃiilor de ventilaŃie şi de încălzit; -dispozitivul de comandă a elicelor cu pas reglabil; -instalaŃia de încărcare a bateriilor acumulatoarelor de pornire şi a bateriilor de alimentare a instalaŃiilor esenŃiale; -tablourile de alimentare ale acŃionărilor electrice pentru închiderea uşilor etanşe şi a uşilor antifoc, de asemenea tablourile de semnalizare a poziŃiei şi închiderii uşilor etanşe şi antifoc; -tabloul instalaŃiei frigorifice, al sistemului de stingere cu CO2 de joasă presiune; -alte mecanisme şi instalaŃii.

În condiŃii normale de funcŃionare TDA trebuie să se alimenteze la TPD. Dispozitivele de acŃionare electrică ale celorlalte mecanisme se pot

alimenta de la tablourile de secŃie sau de la instalaŃiile speciale de distribuŃie alimentării instalaŃiilor esenŃiale. Dacă barele TPD sunt secŃionate şi au separatoare, atunci echipamentele electrice, tablourile de secŃie, instalaŃiile speciale de distribuŃie sau pupitrele care sunt dublate sau care sunt alimentate prin două circuite trebuie să fie conectate la secŃii diferite ale TPD.

ien03pp

Documents