Rozdzielnica główna (nn)

Co wyróżnia rozdzielnicę główną niskiego napięcia

Rozdzielnica główna jest tym jednym miejscem, w którym każda prądnica na statku zasila wspólny układ szyn zbiorczych, zanim moc zostanie rozdzielona do rozdzielnic pośrednich i obwodów odbiorczych. Przy niskim napięciu, na statkach handlowych zwykle 380 do 690V, różni się ona od rozdzielnicy wysokiego napięcia, stosowanej na dużych statkach wycieczkowych i części gazowców LNG pracujących przy 6.6 albo 11kV, głównie odstępami izolacyjnymi i energią łuku, ale zadanie zasadnicze jest to samo: bezpiecznie połączyć moc prądnic, zabezpieczyć ją i rozdzielić obciążenie między pracujące prądnice tak, aby usterka w jednej sekcji nie pociągnęła za sobą całego statku.

Główne elementy

Układ szyn zbiorczych

Szyny miedziane biegnące przez całą długość rozdzielnicy, zwykle podzielone na sekcje wyłącznikami sprzęgła szyn, tak aby usterkę albo pożar w jednej sekcji dało się odizolować bez zaciemniania drugiej.

Wyłączniki prądnic

Wyłączniki powietrzne dobrane na pełny prąd obciążenia prądnicy, wyposażone w przekaźniki zabezpieczeniowe od przetężenia, zwarcia, mocy zwrotnej oraz, tam gdzie to właściwe, w zabezpieczenie różnicowe.

Wyłączniki odpływowe do rozdzielnic

Wyłączniki dobrane do obciążenia każdej rozdzielnicy niższego stopnia, skoordynowane z wyłącznikami prądnic tak, aby usterka na odpływie wyłączała tylko ten odpływ, a nie zasilającą go prądnicę.

Pole synchronizacji i podziału obciążenia

Przyrządy i elementy sterowania do wprowadzania kolejnej prądnicy na szynę zbiorczą w fazie, z dopasowaniem napięcia, częstotliwości i kolejności faz, a następnie do podziału mocy kW i kVAr między pracujące prądnice, samoczynnie albo ręcznie.

Przekaźniki zabezpieczeniowe i pomiary

Przekaźniki cyfrowe albo elektromechaniczne nadzorują prąd, napięcie, częstotliwość i współczynnik mocy w każdej sekcji, przekazując sygnały wyłączające do wyłączników, a odczyty na mostek i do centrali manewrowo-kontrolnej.

Dobór i wymiarowanie

Dobór wynika z całkowitej zainstalowanej mocy prądnic, spodziewanego obciążenia jednoczesnego wraz z prądami rozruchowymi dużych silników, prądu zwarciowego, jaki muszą wytrzymać szyny i wyłączniki, oraz stopnia podziału na sekcje potrzebnego do spełnienia wymagań jednostki co do redundancji i odbudowy zasilania po zaniku. Statki pasażerskie i jednostki z pozycjonowaniem dynamicznym potrzebują zwykle bardziej drobiazgowego podziału na sekcje niż zwykły statek towarowy.

Przepisy i klasa

Przepisy klasyfikacyjne, wydawane przez każde towarzystwo jako własne przepisy dla instalacji elektrycznych i w dużej mierze zbieżne wśród członków IACS, ustalają minimalne wytrzymałości zwarciowe, wymagania co do koordynacji zabezpieczeń oraz zasady podziału na sekcje dla redundancji na jednostkach ze znakami klasy dla pozycjonowania dynamicznego albo podwyższonej przeżywalności. SOLAS rozdz. II-1 stawia ogólne wymagania dla instalacji elektrycznych, w tym dla zasilania awaryjnego, na które rozdzielnica główna musi umieć przekazać zasilanie. Przeglądy sprawdzają nastawy wyłączników wobec zatwierdzonego opracowania koordynacji zabezpieczeń i mierzą rezystancję izolacji w odstępach ustalonych przez klasę.

Typowe usterki

• Nastawy przekaźników zabezpieczeniowych odbiegające od zatwierdzonego opracowania koordynacji mogą sprawić, że usterka po stronie odbiorczej wyłączy wyłącznik prądnicy zamiast przewidzianego wyłącznika odpływowego, powodując pełny zanik zasilania tam, gdzie powinno wystarczyć wyłączenie miejscowe.
• Luźne połączenia szyn zbiorczych z czasem narastają rezystancją i ciepłem, niekiedy aż do wystąpienia zwarcia łukowego.
• Usterka urządzeń synchronizujących czyni ręczne wprowadzenie drugiej prądnicy ryzykownym i powolnym dokładnie wtedy, gdy załoga potrzebuje tego najszybciej, czyli przy odbudowie zasilania po zaniku.
• Degradacja izolacji od wilgoci albo osadzania soli w atmosferze maszynowni ujawnia się najpierw jako przerywane alarmy doziemienia, zanim dojdzie do twardej awarii.

Na co zwrócić uwagę u dostawcy

• Opracowanie koordynacji zabezpieczeń dostarczone wraz z rozdzielnicą, a nie pozostawione stoczni albo armatorowi do osobnego zlecenia.
• Wytrzymałość zwarciowa z zapasem ponad obliczony prąd zwarciowy, a nie sama wartość minimalna.
• Dostęp i układ pozwalające wysunąć i zbadać wyłączniki bez wyłączania całej rozdzielnicy.

Trzymaj opracowanie koordynacji zabezpieczeń na statku i po każdej wymianie przekaźnika sprawdzaj wobec niego nastawy wyłączników: przekaźnik wstawiony z nastawami fabrycznymi zamiast skoordynowanych nastaw statku jest częstą przyczyną zaniku zasilania od zbędnego zadziałania.