История электротехники - Коллектив авторов

Первыми из серии новых кораблей начали строить линкоры типа «Севастополь». В проекте, разработанном Бюро Балтийского завода, предусматривалось применение постоянного тока напряжением 225 В. Положительные результаты испытаний на минном заградителе «Амур» электродвигателей переменного тока послужили основанием для пересмотра проекта ЭЭС линкора «Севастополь» и принятия решения о частичном применении переменного тока для привода вентиляторов и бытовых потребителей. Источники электроэнергии таких кораблей — четыре турбогенератора (ТГ) постоянного тока мощностью по 320 кВт; два дизель-генератора (ДГ) мощностью по 320 кВт; три ДГ мощностью по 120 кВт.

Турбогенераторы становятся основными источниками электроэнергии, ДГ мощностью по 320 кВт — резервными, ДГ мощностью по 120 кВт предназначаются для собственных нужд. Таким образом, общая установленная мощность генераторов составляет 2280 кВт при потреблении в боевом режиме 1494 кВт.

При проектировании ЭЭС линкора «Севастополь» был предусмотрен ряд новых дополнительных мер по улучшению живучести системы, в частности: увеличено количество рассредоточенных энергетических центров за счет образования четырех дополнительных бортовых электростанций; повышен коэффициент резервирования генераторной мощности до 100%; для резервных генераторов предусмотрено использование дизелей, работа которых не зависит от состояния основной энергетической (паровой) системы; введены поперечные перемычки между противоположными бортами ГРЩ; предусмотрена двойная система шин на ГРЩ; для силовых потребителей применена фидерная система питания; частично использован переменный ток.

Принципы, составляющие основу построения ЭЭС на линкорах типа «Севастополь», находят дальнейшее развитие при разработке линейных крейсеров типа «Измаил». К 1913 г. общая мощность установленных на линкоре генераторов составила 2560 кВт. Резерв мощности 100%.

Поиски путей повышения живучести ЭЭС нашли свое отражение в полном переходе к фидерной системе распределения электроэнергии в силовой сети и надежном укрытии в цитадели всех энергетических центров корабля.

Почти за полвека к 1917 г. корабельные ЭЭС прошли основной путь развития и из систем с ограниченным использованием электроэнергии для нужд освещения развились в мощные высокоорганизованные ЭЭС, обеспечивающие питание разнообразных потребителей электроэнергии и обладающие большой живучестью и надежностью, обеспечивая боеспособность кораблей.

Период 1918–1945 гг. Из первой мировой и гражданской войн Россия вышла, израсходовав все боевые и материальные ресурсы, потеряв большую часть кораблей и вспомогательных судов, лишившись части военно-морских баз. Флот практически прекратил свое существование, а его остатки требовали капитального ремонта и больших восстановительных работ. Различные иностранные компании, выполнявшие электротехнические проектные и монтажные работы на судах, после революции прекратили свою работу в России.

Организованный в 1922 г. Электротехнический военно-морской отдел, позднее преобразованный в Электромортрест возглавил все проектные и монтажные работы, связанные с ремонтом и модернизацией электрооборудования и систем кораблей и судов. В последующие годы создаются специальные электромонтажные предприятия, занимающиеся электромонтажными работами на кораблях в качестве контрагентов у судостроительных заводов. На крупнейших судостроительных заводах Петрограда (Балтийском и Адмиралтейском) были организованы конструкторские бюро с электротехническими отделами.

С 1922 года на заводе «Электросила» начались работы по ремонту электрооборудования кораблей и изготовлению отдельных видов электрооборудования и аппаратуры по старым чертежам.

В 1925 г. были организованы Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) судостроения №1 и Конструкторское бюро морского судостроения с электротехническими отделами. Они вели проекты модернизации старых кораблей и выполняли первые проекты электрооборудования новых надводных кораблей (НК), подводных лодок (ПЛ) и судов. В Ленинградском электротехническом институте им. В.И. Ульянова (Ленина) в 1930 г. создается кафедра по электрооборудованию судов. В 1936 г. организовано ЦКБ-52 для разработки электрооборудования кораблей.

В 30-е годы проектирование кораблей сопровождалось передачей соответствующих работ из заводских КБ в ЦКБ, специализированные по классам кораблей.

Планомерное развитие отечественного кораблестроения началось с 1926 г., и до конца Великой Отечественной войны все усилия были направлены на создание и поддержание военного потенциала страны, строительство кораблей и судов. Постройка судов гражданского назначения в этот период (за исключением первой пятилетки) практически не велась, так же как и в дореволюционный период.

Впервые в СССР были созданы «Правила электрооборудования кораблей ВМФ» (1925 г.) и «Правила Регистра СССР по электрооборудованию гражданских судов» (1927 г.).

Развитие ЭЭС в этот период сопровождается ростом мощности генераторов, применением нового создаваемого электрооборудования в морском исполнении, автоматизацией части судовых электроприводов, дальнейшим совершенствованием структур ЭЭС и повышением их живучести и надежности.

Разработка проектов кораблей всех типов и их постройка в предвоенный период производились с ЭЭС постоянного тока напряжением источников 115 и 230 В. Например, на легком крейсере «Киров», построенном в 1935 г., было установлено четыре ТГ и два ДГ мощностью 165 кВт каждый, напряжением постоянного тока 230 В; на крейсерской подводной лодке типа «К» XIV серии (1939–1944 гг.) установлены гребные электродвигатели (ГЭД) постоянного тока на напряжение 220 В мощностью по 1200 л.с.

Рост мощности ЭЭС привел к более сложному их построению и вступил в противоречие с требованиями эксплуатации. Магистральная и магистрально-фидерная системы распределения перестали удовлетворять требованиям селективности при отключении поврежденных участков сети и уступили место более прогрессивной фидерно-групповой системе.

Простота и надежность электрического оборудования переменного тока в сочетании с меньшей стоимостью позволяли значительно улучшить технические и эксплуатационные качества ЭЭС и легче унифицировать судовое оборудование переменного тока с общепромышленным. Поэтому в 30-х годах начали проводиться работы по проектированию судов с ЭЭС переменного тока. В 1935–1938 гг. ЦКБ-17 разрабатывает проект эсминца с ЭЭС, оборудованного трехфазными генераторами.

Так, на эсминце «Страшный» устанавливаются два ТГ трехфазного тока мощностью по 120 кВ∙А и два ДГ мощностью по 60 кВ∙А напряжением 230 В, частотой 50 Гц, частотой вращения 1500 об/мин, работающие раздельно. ГРЩ имели две системы шин, на которые подавалось напряжение от своего или другого генератора. ТГ и их ГРЩ располагались побортно в машинных отделениях, а ДГ — в выгородках на верхней палубе. Была предусмотрена максимальная и нулевая защита автоматическими выключателями, а также селективная защита. Система распределения электроэнергии была принята магистрально-фидерная. По фидерам питались мощные и ответственные потребители, подключение которых к магистрали могло вызвать недопустимое падение напряжения в сети. Для питания потребителей постоянным током был предусмотрен преобразователь мощностью 12 кВт с выходным напряжением 115 В постоянного тока.

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 токе напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

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.