История электротехники
Шрифт:
Швартовные и ходовые испытания электрооборудования корабля по расширенной программе прошли успешно и подтвердили надежность и простоту обслуживания ЭЭС. Начавшаяся Великая Отечественная война не позволила закончить государственные испытания. На корабле был поднят военно-морской флаг, и он вышел на боевые операции.
В 1944 г. вновь были развернуты работы по созданию серии судового электрооборудования на переменном токе, а также механизмов и устройств с электроприводом переменного тока.
По результатам боевой эксплуатации эсминца «Страшный» в июне 1944 г. было принято решение проектировать электроэнергетические системы кораблей легких сил ВМФ (эсминцы, сторожевики и тральщики) на переменном
Так было положено начало внедрению на отечественных военных кораблях переменного тока, без применения которого невозможно было создать в будущем ЭЭС большой мощности и их комплексную автоматизацию.
Период с 1946 г. по настоящее время. После окончания Великой Отечественной войны предстояло восстановление промышленности страны, в том числе судостроительной. В ноябре 1945 г. был утвержден план военного судостроения на 1946–1955 гг., предусматривавший достройку части кораблей, заложенных до войны, по откорректированным с учетом военного опыта проектам, а также продолжение строительства малых кораблей и катеров улучшенной модификации. В дальнейшем планировалась постройка кораблей по новым проектам: сначала с использованием освоенного промышленностью оборудования, а затем уже принципиально нового.
В обеспечение реализации этой программы в 1946–1949 гг. создается несколько новых ЦКБ и НИИ, значительное развитие получает экспериментальная база ЦНИИ-45, воссоздается ЦНИИ военного кораблестроения в системе ВМФ. В первые послевоенные годы модернизация и новое проектирование ЭЭС кораблей и подводных лодок выполнялись на освоенном электрооборудовании постоянного тока.
Примером такого подхода могут служить:
ЭЭС постоянного тока проекта эскадренного миноносца (ЦКБ-53), состоящая из двух ТГ мощностью по 150 кВт, двух аварийных ДГ мощностью по 75 кВт и одного стояночного ДГ 25 кВт напряжением постоянного тока 230 В;
дизель-электрические ПЛ послевоенной постройки, имеющие на валах двухъякорные ГЭД постоянного тока напряжением 175–320 В и электродвигатель экономического хода.
В 1948 г. ЦКБ-53 был разработан технический проект первого послевоенного эскадренного миноносца с ЭЭС переменного тока, ставшего после строительства экспериментальным кораблем «Неустрашимый». Рабочие чертежи разрабатывались в 1949–1950 гг.
К 1950 г. электротехнической промышленностью было освоено основное электрооборудование переменного тока: генераторы серии МС, электродвигатели серии МАФ, MP, MAP, новые серии ГРЩ, измерительные приборы и установочные автоматы в ударостойком исполнении.
В качестве источников электроэнергии на корабле были установлены два турбогенератора мощностью по 400 кВт, два дизель-генератора мощностью по 200 кВт и один стояночный турбогенератор мощностью 100 кВт. Все генераторы напряжением 230 В частотой 50 Гц. Турбогенераторы, дизель-генераторы и ГРЩ были размещены в двух электростанциях. Каждый ГРЩ имел отдельные шины ТГ и ДГ, соединяемые между шинным автоматом. К шинам ДГ подключены потребители, работа которых не должна прекращаться в боевом режиме или при остановке ТГ. Второе резервное питание эти потребители получали от шин ГРЩ турбогенератора удаленной электростанции. Испытания на эсминце «Страшный» (1940 г.) выявили, что прямой пуск асинхронного электродвигателя обеспечивается (при сохранении при этом качества электроэнергии в нормированных пределах) при его мощности около 20% от мощности наименьшего генератора, работающего в режиме. Поэтому электродвигатели были применены с короткозамкнутым ротором. Вся система распределения электроэнергии трехпроводная незаземленная фидерно-групповая с защитой от токов короткого замыкания. В отличие от кораблей предыдущих проектов впервые в отечественном
С учетом важности внедрения переменного тока и определения принципов построения ЭЭС были проведены испытания исследовательского характера по расширенной программе во время швартовных и ходовых испытаний. На испытаниях были определены:
устойчивость параллельной работы генераторов;
способ синхронизации и окончательный выбор его;
селективность защиты путем проведения натурных коротких замыканий в различных точках системы;
устойчивость работы и сохранение параметров в норме при пусках мощных асинхронных электродвигателей;
работоспособность рулевого устройства и якорного шпиля в наиболее тяжелых режимах.
Большой вклад в разработку ЭЭС и проведение расширенных испытаний внесли сотрудники ЦКБ-53 В.А. Торопов — главный конструктор по электрооборудованию; М.И. Величко — начальник электротехнического отдела; работник Электромортреста П.И. Щербинин — непосредственный исполнитель настройки ЭЭС и проведения всех видов испытаний.
В связи с ростом токов короткого замыкания при увеличении мощности ЭЭС в 1957–1958 гг. ЦКБ-53 была разработана ЭЭС на переменном токе напряжением 380 В. В дальнейшем, как правило, ЭЭС надводных кораблей и гражданских судов создавались на напряжение 380 В. На подводных лодках ЭЭС на переменном токе начали внедрять с 1967 г.
В 50-х годах одновременно с разработкой комплексов вооружения начались интенсивные проектные и комплексные исследовательские работы по поиску оптимальных типов ПЛ и НК с ракетным оружием и другими техническими средствами.
В связи с дальнейшим повышением роли ЭЭС в обеспечении надежности электроснабжения атомных энергетических установок (АЭУ), оружия, радиоэлектронных систем вооружения (РЭВ) и других технических средств в апреле 1965 г. на базе исследовательских и технологических подразделений ЦКБ-55 был организован Научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии (НИИСЭТ), впоследствии переименованный в Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии (ЦНИИСЭТ). В рассматриваемый период директорами института были А.А. Азовцев, В.А. Косенков, П.И. Щербинин.
ЦНИИСЭТ были выполнены важнейшие работы, позволившие ему внедрить комплекс методик, стандартов и нормативно-технической документации, обеспечивающий проектирование судостроительными конструкторскими бюро ЭЭС (методы расчета переходных процессов, динамической устойчивости, искажения кривой и несимметрии напряжения, токов короткого замыкания, структурной надежности, электрических нагрузок, защиты и др.), разработку электромонтажных чертежей по установке электрооборудования, приборов и монтажу кабелей на кораблях и судах, а также производство работ по подготовке и подключению кабелей в электрооборудовании и приборах различных отраслей промышленности. Специалисты ЦНИИСЭТ принимали участие в периоды строительства и испытаний кораблей и судов всех типов в настройке электрооборудования, проведении натурных коротких замыканий в ЭЭС, проверке селективности защиты, обеспечении электромонтажных и других работ.
С середины 60-х годов по 1991 г. достигнут значительный прогресс в создании атомных и дизель-электрических подводных лодок и надводных кораблей с различными видами ракетного, торпедного, зенитного и артиллерийского вооружения. Период с середины 60-х годов до начала 80-х явился «золотым веком» отечественного судостроения.
Следующее десятилетие, ставшее «лебединой песней» нашего судостроения — это период, когда начали вступать в строй наиболее совершенные ПЛ и НК третьего поколения, качественно превосходящие своих предшественников.