АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

судовых электроэнергетические систем

Читайте также:
  1. E согласно механизму сотрудничества с системами фермента.
  2. ERP (Enterprise Resource Planning)- системы управления ресурсами предприятия.
  3. FIDELIO V8 - новое поколение систем управления для гостиниц
  4. II. Богословская система
  5. III. Лексика как система (8 часов)
  6. III. СИСТЕМЫ УБЕЖДЕНИЙ И ГЛУБИННЫЕ УБЕЖДЕНИЯ
  7. III. Требования к организации системы обращения с медицинскими отходами
  8. L.1.1. Однокомпонентные системы.
  9. L.1.2.Многокомпонентные системы (растворы).
  10. S: Минимальный налог при упрощенной системе налогообложения - это
  11. SCADA как система диспетчерского управления
  12. SCADA как часть системы автоматического управления

Министерство аграрной политики Украины

Керченский государственный морской технологический университет

 

 

Кафедра:

“Электрооборудования судов и автоматизации производства”

 

Курсовой проект допущен к защите __________ Руководитель: Колодяжный В. В. Курсовой проект защищен с оценкой _________ Руководитель: Колодяжный В. В.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине:

“Судовые электроэнергетические системы”

 

на тему:

 

Проектирование электрической части

судовых электроэнергетические систем

 

 

Судно: суперсейнер тунцеловный

 

 

Выполнил:

студент группы СЭ – 41

Авдеев Б. А.

шифр 06КСЭ546

 

Керчь, 2010 г.


Керченский государственный морской технологический университет

 

Кафедра:

”Электрооборудования судов и автоматизации производства”

Дисциплина:

“ Судовые электроэнергетические системы ”

Специальность:

“Электрические системы и комплексы транспортных средств”

 

Курс 4. Группа СЭ-41. Семестр 8.

 

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект студента

Авдеева Бориса Александровича

 

1.Тема проекта: «Проектирование электрической части судовых электроэнергетические систем».

2.Срок сдачи студентом законченного проекта: “_____”_______________2010 г

3.Исходные данные к проекту:

4.Содержание расчётно-пояснительной записки:

4.1. Определение нагрузки генераторов СЭЭС, выбор источников и преобразователей электрической энергии СЭЭС.

4.2. Разработка принципиальной электрической схемы генерирования и распределения электроэнергии на судне.

4.З. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры, установленной на главном распределительном щите (ГРЩ), выбор и проверочный расчет кабелей, отходящих от шин ГРЩ.

4.4. Расчет токов короткого замыкания в СЭЭС.

4.5. Определение изменений напряжений и частоты в СЭЭС при пуске мощного асинхронного двигателя (провал напряжения).

5.Перечень графического материала:

Приложение 1: табличная модель СЭЭС
Приложение 2: приинципиальная однолинейная схема генерирования и распределения электроэнергии

Приложение 3: таблица выбора кабелей и автоматов

6.Дата выдачи задания: “_____”_______________2010 г.

 

Студент Авдеев Б. А.

Руководитель Колодяжный В. В.

Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
2
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
  Задание
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
“_________”______________________________2010 г.

Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
3
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
  Содержание
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
Содержание

стр.

1. Исходные данные на курсовой проект  
2. Определение расчетной нагрузки генераторов СЭЭС  
3. Выбор структурной схемы главной энергетической установки судна  
4. Состав, мощность и режимы работы судовых электроприемников  
5. Предварительный выбор однолинейной схемы генерирования и распределения электроэнергии на судне  
6. Выбор характерных режимов работы судна  
7. Составление табличной модели СЭЭС для определения требуемой мощности электростанции.  
8. Выбор числа и единичной мощности генераторов  
9. Разработка судовой системы генерирования и распределения электроэнергии  
10. Расчет судовой электрической сети  
11. Выбор аппаратуры распределительных устройств.  
12. Выбор измерительной аппаратуры.  
13. Расчет токов короткого замыкания.  
14. Расчет провала напряжения.  
Приложение 1 (Табличная модель)  
Приложение 2 (Структурная схема главной энергетической установки) 37
Приложение 3 (Выбор кабелей и коммутационной аппаратуры)  
   
Список использованной литературы.  

 

1.

Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
4
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
  1. Исходные данные
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
Исходные данные

Тип судна – Суперсейнер тунцеловный.

 

Перечень электрифицированных механизмов

Наименование электрифицированного механизма или электроприемника Количество приёмников n Мощность Pn, кВт
1. Рулевое устройство    
2. Якорно-швартовые устройства:    
а) брашпиль - -
б) шпиль якорно-швартовый    
в) шпиль кормовой швартовый    
г) шпиль бортовой-швартовый    
3. Краны грузовые    
4. Лебедки    
а) грузовые    
б) траловые (кошельковые)    
в) шлюпочные   3,5
г) комбинированные    
5. Лифты    
а) грузовые    
б) камбузные   2,1
6. Механизмы, обеспечивающие работу главного двигателя    
а) насосы забортной воды    
б) насос пресной воды системы охлаждения цилиндров    
в) насос пресной воды системы охлаждения поршней    
г) насос пресной воды системы охлаждения форсунок    
д) насос масляный    
е) насос топливный    
ж) компрессор пускового воздуха    
з) сепараторы топлива   6,5
и) сепараторы масла    
7. Механизмы вспомогательных котлов    
а) насос питательной воды    
б) насос топливный    
в) насос циркуляционный   2,7
г) вентилятор котла    
8. Испарительная установка:    
а) насос конденсатный    
б) насос ижекторный - -
в) насос вакуумный    
9. Насосы пожарные:    
а) насос основной    
б) малый (аварийный)    

 

Наименование электрифицированного механизма или электроприемника Количество приёмников n Мощность Pn, кВт
10. Насосы балластно-осушительные:    
11. Насосы бытовых систем:    
а) насос санитарный пресной воды (гидроформ)    
б) насос санитарный забортной воды   3,5
в) насос горячей воды    
12. Насосы топливоперекачивающие:    
13. Вентиляторы:    
а) машинно-котельного отделения -  
б) общесудовые -  
14. Рефрижераторы провизионных камер    
а) насос охлаждения провизионной установки   1,7
б) компрессор провизионной установки   3,5
15. Рефрижераторы трюмов:    
а) компрессоры    
б) насосы охлаждения    
в) вентиляторы - -
16.Системы кондиционирования воздуха    
а) компрессоры    
б) насосы рассольные    
в) насосы охлаждения   4,9
г) вентиляторы    
17. Нагревательные устройства:    
18. Камбуз (плиты, моторы): -  
19. Освещение: -  
20. Прожекторы: -  
21. Радиооборудование: -  
22. Электронавигационное оборудование - 7,2
23. Валоповоротное устройство:    
24. Электрифицированное оборудование мастерской: - 27,4
25. Технологическое оборудование:    
а) механизмы рыбомучной установки - -
б) механизмы морозильной установки -  
в) механизмы рыбцеха - -
26. Подруливающее устройство:    
27. Прочая электрическая нагрузка: -  
Вариант б) -  

Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
6
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
2. Определение расчетной нагрузки генераторов СЭЭС.
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
2. Определение расчетной нагрузки

генераторов СЭЭС.

2.1. Общие положения по расчету нагрузки электростанции

В общем случае мощность судовой электростанции зависит от следующих факторов:

• тип и назначение судна;

• водоизмещение;

• мощность главной энергетической установки;

• состав и мощность электрифицированных механизмов и других судовых электроприемников;

• расчетный район плавания;

• условия комфортности судна, включая наличие систем кондиционирования воздуха, вентиляции, оснащенность камбуза и бытовых помещений и т.п.

Наиболее точную характеристику динамики изменения нагрузки судовой электростанции дают графики нагрузки уже эксплуатируемых судов (суточные, месячные, годовые и т.п.), но их удобно использовать при анализе работы реальных СЭЭС, а применять на стадии проектирования очень затруднительно.

Вероятностные методы точнее и дают более реальные результаты расчета, но для их точности требуется очень обширная и достоверная исходная информация, поэтому они слишком сложны и громоздки для практики.

Сегодня чаще используют приближенные детерминированные методы расчета, как достаточно простые, относительно точные и наглядные. В курсовом проекте для расчета нагрузки судовой электростанции используем метод постоянных нагрузок (табличный метод), который получил наибольшее распространение в проектной практике, как дающий простое и наглядное решение задачи, хотя и достаточно приближенное.

Случайный характер процесса электропотребления учитывается с помощью коэффициентов загрузки механизмов и их приводов, а также коэффициентов одновременности их работы.

Метод постоянных нагрузок основан на составлении табличных моделей, отражающих изменение нагрузок отдельных приемников электроэнергии (ПЭ) в различных режимах эксплуатации судна. Они имеют примерно одинаковые для всех типов судов формы и различаются лишь режимами и значениями коэффициентов, которые зависят от типа и назначения судна.

При расчете мощности судовой электростанции задача сводится к правильному определению числа и мощности генераторных агрегатов, которые во всех режимах работы судна должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией надлежащего качества с учетом максимально допустимой загрузки генераторных агрегатов.

Табличный метод расчета мощности предусматривает следующую последовательность:

§ Выбирается род тока СЭЭС и значение напряжения в судовой (силовой) электрической сети.

§ Намечается структурная схема главной энергетической установки судна и состав предполагаемых источников и преобразователей энергии (дизель или турбогенераторы, валогенераторы, утилизационные генераторы, комбинированные установки отбора мощности, трансформаторы и т.д.).

§ Определяются возможные нормальные и допустимые режимы работы (длительная параллельная, кратковременная параллельная, автономная работа и т.п.).

§ Намечается однолинейная схема генерирования электроэнергии судовой электростанции с распределением групп электроприемников и источников питания по секциям ГРЩ.

§ На основании заданного типа судна составляется спецификация всех электроприемников с их разделением по назначению и ответственности.

 

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


§ Для каждого механизма по каталогам выбирается двигатель электропривода с соответствующими параметрами и характеристиками.

§ Намечаются основные расчетные (характерные) режимы эксплуатации данного судна в зависимости от его типа и характера работы.

§ Составляется табличная модель проектируемой электростанции для определения мощности.

§ для каждого режима определяется суммарная потребляемая мощность всех потребителей и мощность электростанции, не обходимая для обеспечения потребности судна в электроэнергии с учетом 5% потерь в судовой сети.

§ По наибольшему и наименьшему значениям потребляемой мощности выбирается единичная мощность генераторов и их количество с учетом требований Регистра к их загрузке.

 

2.2. Выбор рода тока СЭЭС, частоты и

уровней напряжения в судовой сети.

2.2.1. Род тока. Электростанции промысловых судов выполняются как на постоянном, так и на переменном токе.

В настоящее время, как в отечественной, так зарубежной проектной практике судостроения, все большее предпочтение отдается электростанции переменного тока, обеспечивающей большинство судовых электроприемников. Только в отдельных случаях для питания специальных электроприемников используется постоянный ток. Такое решение наиболее эффективно как по экономическим, так и по техническим соображениям, хотя при этом приходится использовать специальные устройства для питания отдельных потребителей постоянным током.

Это объясняется тем, что до 80% нагрузки судовой электростанции составляют электрические двигатели электроприводов различных судовых механизмов и систем.

В подавляющем большинстве (до 70-80%) судовые электрифицированные механизмы не требуют регулирования частоты вращения — это вентиляторы, насосы и компрессоры. В таких электроприводах используется простые, надежные и дешевые трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. По сравнению с ДПТ они в 2-4 раза дешевле, поскольку имеют меньшие габариты (на 25-30 %) и легче на 30-40 %.

В небольшой группе электроприводов необходимо осуществлять ступенчатое регулирование, в основном, это шпили, брашпили и некоторые другие механизмы. Здесь чаще всего используются многоскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и реже АД с фазным ротором.

И лишь очень малая часть электроприводов требует широкого и плавного регулирования частоты вращения, это — буксирные, траловые и ваерные лебедки, грузоподъемные механизмы и т.п. В таком электроприводе обычно применяется двигатель постоянного тока, работающий в системе управляемый выпрямитель – двигатель - (УВ-ДПТ) или в системе асинхронный двигатель- генератор постоянного тока - двигатель постоянного тока (АД-ГПТ-ДПТ).

Таким образом, по своему составу двигательная электрическая нагрузка СЭЭС хотя и неоднородна, но всё же преимуществённо - переменного тока. И именно поэтому применение трехфазного переменного тока в судовых электроустановках обладает целым рядом достоинств по отношению к постоянному току:

• Высокая надежность, меньшие габариты и стоимость, более высокий КПД, наряду с простотой конструкции электрических машин, не требуется тщательный уход ввиду отсутствия коллектора и щеточного аппарата;

• Возможность прямого пуска АД, что снижает стоимость и упрощает их пускорегулирующую аппаратуру;

• Простое и надежное изменение уровней напряжения с помощью трансформаторов, позволяющих к тому же электрически разделить сети разного назначения (силовая, сеть освещения и т.п.)

• Возможность использования электроэнергии от береговых электростанций во время стоянки судна в порту;

• Большая пожаро- и взрывобезопасность ввиду отсутствия искрения коллектора и щеточного аппарата.


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


Но наряду с очевидными достоинствами применение переменного тока в судовых электроустановках имеет и отрицательные качества:

• Большие значения массы, объема и стоимости линий электропередач, чем при использовании постоянного тока

• Необходимость использования очень сложной и дорогой аппаратуры для регулирования скорости вращения, но и она не позволяет плавно и в широких пределах управлять электроприводом ряда палубных механизмов;

• Провалы напряжения при пуске короткозамкнутых АД, мощность которых соизмерима с мощностью СГ судовой электростанции, что вызывает необходимость ограничения их больших пусковых токов.

Применение СЭЭС постоянного тока сегодня остается актуальным лишь для судов, где в качестве источников электроэнергии используются аккумуляторные батареи, работающие параллельно с зарядными агрегатами.

Большое значение при выборе рода тока имеет силовая установка судна. При использовании электрической гребной установки целесообразно создавать комплекс энергетической установки, обеспечивающей движение судна и снабжение потребителей энергией. Род тока таких установок, как правило, устанавливается по гребному двигателю.

В связи с вышеизложенным возмем СЭЭС переменного тока, как наиболее оптимальный вариант.

2.2.2. Частота переменного тока.

Правила морского регистра предписывают установленное в Украине Государственным стандартом частоту 50 Гц для электроприемников общепромышленного назначения. Напряжение электростанции принимаем 400 В, т.к. отечественные генераторы выпускаются на напряжение 400 В.


Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
9
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
3. Выбор структурной схемы главной энергетической установки судна 2.
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
3. Выбор структурной схемы главной

энергетической установки судна

В качестве первичных двигателей судовых генераторов на судах флота рыбной промышленности наибольшее применение получили дизели. Применение валогенераторов существенно повышает гибкость и эффективность комплексного использования установленной мощности судовой электростанции.

Структурная схема генерирования и распределения электроэнергии представлена на рис 1.

Рис. 1.

В данной схеме главный двигатель работает на гребной винт, схема судовой электростанции автономная. Питание наиболее мощного потребителя (траловая лебедка) осуществляется от валогенератора без отборак электроэнергии от судовой электростанции.


Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
10
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
4. Состав, мощность и режимы работы судовых электроприемников
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
4. Состав, мощность и режимы работы

судовых электроприемников

4.1. Разбиение электроприемников по назначению.

В исходных данных задания на проектирование все судовые электроприемники обычно разбиваются по назначению на следующие группы:

1) вспомогательные механизмы машинно-котельного отделения;

2) вспомогательные механизмы главного двигателя;

3) палубные механизмы;

4) устройства кондиционирования воздуха и вентиляции;

5) технологическое оборудование;

6) холодильные установки;

7) средства связи и навигационные приборы;

8) хозяйственные и бытовые установки;

9) системы освещения;

10) промысловое оборудование.

11) подруливающее устройство.

12)другое оборудование

 

4.2. Разбиение электроприемников на группы

по назначению и ответственности

В исходных данных задания на курсовой проект судовые приемники уже разбиты по назначению на следующие группы:

К первой группе относятся приемники электроэнергии, от которых зависит безопасность мореплавания и перерыв в питании которых может привести к аварии судна и гибели людей. к ним относятся:

ü системы управления курсом судна;

ü средства радиосвязи;

ü навигационные приборы и устройства;

ü аварийные пожарные и осушительные насосы;

ü сигнально-отличительные огни;

ü аварийное освещение;

ü аварийная и другие виды сигнализации и др.

Ввиду большой ответственности приемников электроэнергии первой категории, питание их должно обеспечиваться от двух независимых источников.

К приемникам второй категории относятся механизмы, от которых зависит движение судна, управление им, работа главной энергетической установки и сохранность груза. К ним относятся:

• механизмы МКО — масляные, топливные и охлаждающие насосы, сепараторы топлива и масла, компрессоры пускового воздуха, и др.

• вспомогательные пожарные и водоотливные насосы;

• промысловое оборудование и технологические установки промысловых судов;

• различное специальное оборудование в соответствии с на значением судна.

Для них в СЭЭС также должно быть предусмотрено бесперебойное электроснабжение как в нормальных режимах судна, так и в аварийных (при работе основной электростанции). Как правило, это требование обеспечивается за счет создания резервного питания для этой категории механизмов и устройств. Перерыв в питании для этой категории приемников электроэнергии в соответствии с требованиями Регистра разрешается на время ввода в работу резервной линии питания или аварийного источника электроэнергии, но время ввода при этом не ограничивается.


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


К третьей категории относят группу малоответственных или неответственных судовых приемников электроэнергии:

• механизмы камбуза;

• система отопления и кондиционирования воздуха;

• бытовая и трюмовая вентиляция;

• мастерскую и др.

Для этой группы приемников электроэнергии возможен значительный перерыв питания при перегрузках генераторов СЭЭС, на время ликвидации аварий, ремонта оборудования и т.п. При недопустимых перегрузках в СЭЭС эти приемники электроэнергии могут быть просто выведены из работы и тем самым достигается снижение загрузки работающих ГА. Поэтому при разработке схемы ОГ и РЭ рекомендуется все приемники электроэнергии третьей категории или их часть выносить на одну или несколько отдельных секций сборных шин, которые подключаются к сборным шинам ГРЩ через контакторы или другие коммутационные аппараты

Разделение судовых электроприемников по степени важности учитывается позднее при разработке принципиальной схемы генерирования и распределения электроэнергии.

 

2.3.3. Выбор двигателей электроприводов.

Требования, предъявляемые к двигателям электроприводов различных механизмов, также различны. В рамки задания данного курсового проекта выбор двигателей электроприводов в полном объёме не входит, поэтому допускается его выполнение в упрощенном виде. В то же время, при выборе типа двигателя следует учитывать не только параметры и характеристики этих механизмов, но и режим их работы:

а) Рулевой электропривод

Электродвигатели рулевого привода должны быть реверсивными и регулируемыми желательно - с мягкой механической характеристикой. для электропривода руля более предпочтителен электродвигатель постоянного тока, часто применяется схема АД-ГПТ-ДПТ. В электрогидравлическом рулевом приводе возможно применение АД для привода маслонасосов.

В качестве рулевого электропривода выберем асинхронный двигатель 4A180M4OM2.

б) Электропривод шпилей и брашпилей

Исходя из специфики режима работы для электропривода шпилей и брашпилей малой и средней мощности (до 30 кВт) лучше всего подходят компаундные электродвигатели постоянного тока. На судах отечественной постройки обычно применяются двух- и трехскоростные АД с короткозамкнутым ротором с жесткими механическими характеристиками и ступенчатым регулированием скорости с соотношением скоростей 1:2, 1:4 и 1:2:4.

В то же время, наилучшей системой электропривода брашпилей для судов с СЭЭС переменного тока, особенно при большой генерируемой мощности, считается система АД—ГПТ—ДПТ с противокомпаундным или трехобмоточным генератором.

Чтобы не применять громоздкую систему АД—ГПТ—ДПТ с противокомпаундным или трехобмоточным генератором выбор приводов для шпилей и брашпилей будем производить из асинхроных двигателей серии МАП.

для шпиля якорно-швартового выбираем МАП721-4/8/16
для шпиля кормового швартового выбираем МАП621-4/8/16
для шпиля бортового-швартового выбираем МАП621-4/8/16

в) Электропривод грузовых лебедок и кранов.

Функциям, возложенным на электропривод грузовых лебедок и кранов, лучше всего удовлетворяют компаундные электродвигатели постоянного тока с мягкой механической характеристикой, получающие питание от двух судовых электромашинных или тиристорных преобразователей, подключенных к судовой сети. Более рациональным является применение схемы АД-ГПТ-ДПТ.

На судах отечественной постройки часто применяются двух и трехскоростные АД с короткозамкнутым ротором с жесткими механическими характеристиками и ступенчатым регулированием скорости с соотношением скоростей 1:2, 1:4 и 1:2:4.


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


По причинам, упомянутые выше выбираем электорпривод для крана серии 4AH250M8OM2

г) Электроприводы насосов, вентиляторов, компрессоров и воздуходувок.

Электроприводы этой группы механизмов потребляют более половины всей электроэнергии, вырабатываемой судовой электростанцией. В зависимости от рода тока СЭЭС для них применяют электропривод постоянного или переменного тока. В первом случае это ДПТ с регуляторами возбуждения в цепи его шунтовой обмотки, выбираемые с запасом мощности.

В СЭЭС переменного тока для электроприводов этой группы механизмов широко применяются двух- и трехскоростные АД с короткозамкнутым ротором.

Для электроприводов мощных поршневых компрессоров и насосов с большим начальным статическим моментом иногда применяют АД с фазным ротором.

В качестве электроприводов для насосов, вентиляторов, компрессоров и воздуходувок выбераем асинхронные двигатели серии 4А.

 

 


Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
13
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
5. Предварительный выбор однолинейной схемы гене- рирования и распределения электроэнергии на судне  
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
5. Предварительный выбор однолинейной

схемы генерирования и распределения

электроэнергии на судне

На данной стадии проектирования намечается однолинейная электрическая схема судовой электростанции с учетом проектных решений сделанных ранее.

Схема представлена на рис. 2


 

Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
14
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
  6. Выбор характерных режимов работы судна
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
6. Выбор характерных режимов работы судна

В действительности мощность, потребляемая судовыми механизмами и устройствами, не является постоянной, а изменяется в зависимости от режима работы судна.

Правила Регистра предписывают, что при расчете мощности судовой электростанции для определения ее наибольшей и наименьшей загрузки, кроме режимов, предписываемых Регистром, в таблице нагрузок необходимо представить все режимы, рассматриваются также характерные режимы, охватывающие рейсовый (технологический) цикл работы именно данного типа судна.

Определение состава и мощности генераторов основного источника электрической энергии должно производиться с учетом следующих режимов работы судна:

Ø ходового режима,

Ø маневров,

Ø во время пожара, пробоины корпуса или других влияющих на безопасность плавания судна условий при работе основного источника электрической энергии,

Ø других режимов в соответствии с назначением судна.

Характерные режимы промысловых судов:

· стоянка в порту без охлаждения трюмов;

· стоянка в порту с охлаждением трюмов и кондиционированием;

· маневрирование (швартовка, съемка с якоря, прохождение узкостей и др.);

· переход на промысел;

· ход с промысла с работой холодильного и технологического оборудования (при его наличии на судне);

· промысловый режим (день);

· промысловый режим (ночь);

· аварийный режим при работе основной электростанции;

· аварийный режим при работе аварийных генераторов.

При заполнении табличной модели необходимо ясно представлять, в каких режимах и с какой загрузкой работают различные судовые ПЭ. Очевидно, что не все эти приемники работают одновременно и одинаково длительно. В общем случае можно исходить из следующих положений:

v В ходовом режиме работает подавляющее количество ПЭ, за исключением аварийных, резервных, швартовных, погрузочных, спасательных и других специализированных средств. Работают механизмы, обеспечивающие главную энергетическую установку и движение судна, действуют средства судовождения и связи. При этом работают система кондиционирования и другие бытовые приборы и устройства, создается комфорт для экипажа.

v Промысловый режим является наиболее энергоемким по сравнению с другими режимами таких судов. В промысловом режиме работают те же приемники, что и в ходовом режиме. Однако в этом режиме к ним добавляется большая группа приемников, обеспечивающих добычу рыбы, ее переработку и хранение (поисковое оборудование, траловая лебедка, механизмы рыбцеха, технологическое оборудование, механизмы рефрижераторной установки и др.).

v В режиме стоянки с грузовыми операциями на судне находится большая часть экипажа, которую необходимо обеспечить нормальными условиями обитаемости. В случае, если грузовые операции производятся на рейде или е районе промысла, то работают все погрузочно-разгрузочные средства (краны, грузовые лебедки и др.). Следует отметить, что в порту грузовые операции, как правило, осуществляются средствами порта.


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


v В режиме стоянки судна без грузовых операций находится небольшая часть экипажа, которая может заниматься профилактическим ремонтом и осмотром. При этом работает незначительное количество ПЭ, а именно: средства освещения и отопления, станочное оборудование, часть камбузного оборудования, средства связи, общесудовых систем. Механизмы силовой установки и палубные в режиме стоянки обычно не работают. В этом режиме нагрузка электростанции, как правило, является наименьшей для обеспечения ПЭ в режиме стоянки без грузовых операций иногда прибегают к установке специального стояночного генератора или получают питание с берега, чтобы исключить нерациональную работу более мощных генераторов, имеющихся на судне.

v В режиме маневров, съемки с якоря и швартовки работает главная судовая энергетическая установка, якоре подъемные и швартовные устройства, на судне находится весь экипаж, и судно полностью подготовлено к ходовому режиму. Этот режим, как правило, является кратковременным. В режиме маневров для обеспечения безопасности мореплавания обычно в работу вводится дополнительный генератор, создающий необходимый резерв мощности в СЭЭС. Поэтому при большом количестве расчетных режимов при определении мощности судовой электростанции режим маневров допускается не рассматривать.

v В аварийном режиме с работой основной электростанции можно от казаться от работы малоответственных приемников электроэнергии, но обязательно должны работать ПЭ, обеспечивающие ход судна и внутреннюю связь, навигационное оборудование, радиостанции, а также пожарные и осушительные насосы и другие спасательные средства.

В данном курсовом проекте при составлении табличной модели (Приложение 1) были использованы следующие режимы:

o Ход с промысла с работой холодильного и технологического оборудования;

o Стоянка в порту без грузовых операций;

o Маневрирование с работой холодильного и технологического оборудования;

o Аварийный режим при работе основного генератора.

o Промысловый режим (ночь);

 


Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
16
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил
Колодяжный В. В.
 
 
Н - кон
 
Утв.
 
7. Составление табличной модели СЭЭС для опре-деления требуемой мощ-ности электростанции.  
Литера
Листов
 
КГМТУ, МФ, ЭС и АП
7. Составление табличной модели СЭЭС для определения

требуемой мощности электростанции.

Таблицы нагрузок составляются для каждой группы источников и преобразователей электроэнергии (или для каждой генераторной секции ГРЩ), между которыми не предусмотрена параллельная работа.

В графе № 1 приведены наименования приёмников электроэнергии;

В графе №2 приведена степень ответственности приёмника электроэнергии

ОО – особо ответственный приёмник

ОП – ответственный приёмник

НО – неответственный (малоответственный) приёмник

В графах №3 и 4 приведено количество приёмников и их номинальная мощность на валу механизма соответственно;

В графе №5 приведена номинальная мощность на валу электродвигателя;

В графе №6 приведен тип электродвигателя;

В графах №7 и 8 приведены номинальные значения коэффициента мощности cosφ и коэффициента полезного действия η соответственно;

В графе №9 приводится значение коэффициента использования электродвигателя К1, который определяется отношением:

Например, для рулевого устройства:

где — номинальная мощность механизма со стороны привода в соответствии с заданием, (графа № 4);

— номинальная установленная мощность электродвигателя (графа № 5);

Введение коэффициента К1 объяснятся тем, что из-за ограниченной номенклатуры ЭД не всегда представляется возможным найти такой ЭД, у которого номинальная мощность соответствовала бы номинальной мощности механизма . В этом случае необходимо выбирать ЭД ближайшему значению номинальной мощности. При выборе электродвигателя необходимо учитывать назначение механизма и места его размещения на судне.

В графах № 10 и 11 представлены значения суммарной установленной мощности. В графу 10 занесена активная мощность Р, а графу 11 – реактивная мощность Qy.

Например, для рулевого устройства:

кВт

кВАр

В графе №12 приведены режимы в которых работаю все потребители электроэнергии на судне:

Ø НР – непрерывно работающие (длительно работающие) приёмники;

Ø ПР – периодически работающие приёмники;

Ø ЭР – эпизодически работающие приёмники;

Непрерывно работающие являются однократно подключаемые приемники, время работы которых соответствует продолжительности рассматриваемого эксплуатационного режима.

Периодически работающие являются многократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых более 10, но менее 100% от продолжительности режима (в суточном режиме более 2,5, но менее 24 часов)


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


Эпизодически работающие являются однократно или многократно подключаемые приемники, суммарное время работы которых менее 10% от продолжительности режима (в суточном режиме 2,5 ч и меньше).

В графе № 13 приведены значения коэффициентов загрузки механизма К2.

Рассмотрим более подробно порядок выбора всех перечисленных коэффициентов.

Коэффициент загрузки механизма определяется по следующей формуле:

где - фактическая мощность механизма в конкретном характерном режиме работы судна [кВт].

Значения и К2 принимаются на основании анализа режимов работы соответствующих приемников электроэнергии. Так как информация о действительных значениях Рфм в различных режимах работы судна может быть получена только на основании статистических данных то в проектной практике удобнее пользоваться значениями не , а коэффициента загрузки механизма К2.

Например, для механизмов рулевого устройства коэффициент загрузки принимаем следующим: в маневренном и аварийном ре жимах К2 = 0,65; а в ходовом режиме К2 =0,5, а впрмомысловом К2 = 0,55.

В графе № 14 приведены значения коэффициентов загрузки электродвигателя Кз.

Коэффициент загрузки электродвигателя Кз определяется следующим произведением:

Например, для рулевого устройства в аварийный режим при работе основных генераторов:

В графах № 15 и 16 представлены значения КПД h и коэффициент мощности Cosj приемников электроэнергии в данном режиме работы судна.

КПД h и коэффициент мощности Cos j приемников электроэнергии в значительной степени зависят от их загрузки в режимах работы судна. Для определения значений h и Cos j ПЭ по загрузке в конкретном режиме воспользуемся кривыми на рис. 3.

Рис. 3

В графе № 17 приведены значения коэффициента одновременности Ко приемников электроэнергии. Коэффициент одновременности Ко определяется отношением количества работающих электродвигателей в данном режиме к числу установленных


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  


В графах № 15 и 16 представлены значение потребляемой активной и реактивной - мощности приемников электроэнергии в данном режиме.

Для каждого режима судна определяется суммарное значение потребляемой активной и реактивной мощности сначала в отдельности для непрерывно, периодически и эпизодически работающих приемников:

и

Далее определяется суммарная активная и реактивная мощность, потребляемая всеми приемниками в данном режиме.

При определении требуемой мощности судовой электростанции нагрузка эпизодически работающих приемников обычно не учитывается. Ее значение необходимо учитывать только при проверке перегрузочной способности генератора.

Значение коэффициента одновременности для приемников электроэнергии, работающих в непрерывном режиме, очень колеблется и его рекомендуется принимать в пределах 0,6-0,9 в зависимости от режима работы судна. для второй группы приемников электроэнергии, то есть работающих периодически, коэффициент одновременности рекомендуется принимать в пределах 0,3-0,6.

Так в длительных режимах работы ЭС (ходовой, работа на промысле и др.) рекомендуются следующие значения этих коэффициентов: K01 =0,8-0,9; К02 =0,4-0,5.

для маневренного, аварийного и других кратковременных режимов рекомендуются более низкие значения этих коэффициентов.

Определяется суммарная активная и реактивная мощность, потребляемая приемниками с учетом потерь электроэнергии в судовой электрической сети (5%) и значения заносятся в таблицу.

PПРΣ = 1,05*PПΣ=1,05*305,185=320,445

QПРΣ = 1,05*QПΣ=1,05*170,946=179,494

Определяется полная суммарная мощность приемников в режиме.

кВА – для аварийного режима с работой основного генератора.

Определяется средневзвешенный коэффициент мощности

- для аварийного режима с работой основного генератора.

Если значение Соsjcp окажется равным 0,8 (номинальное значение коэффициента мощности большинства отечественных генераторов равно 0,8) или более его, то следующий далее выбор генераторов производится по активной мощности.

При значении Соsjcp менее 0,8 выбор генераторов производится по полной мощности.

Дальнейшие расчеты показали, что во всех режимах работы судовой электростаеции средневзвешенный коэффициент мощности больше 0,8, значит выбор генераторов будем производить по активной мощности.


Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
19
7.092201 – 06 КСЭ 546 – 2010. КП  
Разработ.
Авдеев Б. А. Ж
Проверил

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.071 сек.)