Курсовая работа

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Котласское речное училище филиал ФГОУ ВПО
Санкт-Петербургский государственный университет
водных коммуникации
190501
«К ЗАЩИТЕ»
Руководитель курсовой работы
Бормотова Н. И.
(подпись)
(Ф.И.О)
___________________
(дата)
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема
Расчет судовой электростанции___________________________________
___________________________________________________
Студент_______________
(дата)
Говоров А. С.
(подпись)
(Ф.И.О)
Дата защиты:________________
Оценка:_____________________
2010 г.
Содержание
1. Задание на курсовую работу
2. Введение
3. Построение таблицы нагрузок.
Расчет числа, мощности и выбор генераторов СЭС
4. Выбор кабелей и проверка их на потерю напряжения
5. Расчет токов короткого замыкания
6. Структурная схема СЭЭС
7. Расчет и выбор шин ГРЩ
8. Выбор аппаратов защиты
9. Выбор электроизмерительных приборов
10. Расчет материалов ГРЩ
11. Внешний вид ГРЩ. Компоновка аппаратов и электроизмерительных приборов
12. Описание работы схемы ССАРН
13. Принципиальная схема самовозбуждения генератора серии МСС
14. Принципиальная схема СЭЭС
15. Распределительная секция ГРЩ
16. Список литературы
Задание на курсовую работу
Тема: Расчет судовой электростанции
Для заданного типа судна рассчитать и спроектировать основную электростанцию.
Курсовая работа содержит в себе следующие вопросы:
1. Введение
2. Таблица нагрузок СЭС
3. Выбор числа и мощности генераторов СЭС
4. Выбор кабелей и проверка их на потерю напряжения
5. Структурная схема СЭЭС и ГРЩ
6. Расчет и выбор шин ГРЩ
7. Выбор аппаратов и электроизмерительных приборов для ГРЩ
8. Конструкция ГРЩ
9. Компоновка аппаратов и приборов на лицевой панели ГРЩ
10. Принципиальная электрическая схема ГРЩ
11. Описание работы схемы ССАРН
12. Использованная литература
№ варианта: 22
Типовой проект: Н3181 Буксир-плотовод мощностью 910 кВт
Номинальное напряжение: 230В
Введение
Электроэнергетическая
система
состоит
из
источников
электроэнергии,
распределительных устройств, преобразователей, электрических сетей и потребителей
электроэнергии.
Наиболее ответственной частью электроэнергетической системы является
электростанция, где производятся выработка электроэнергии, ее преобразование и
первичное распределение по судну. В соответствии с этим на электростанции
сосредоточены источники электроэнергии, преобразователи тока и напряжения,
распределительные устройства.
Источниками электроэнергии на судах являются генераторы постоянного или
переменного тока и аккумуляторные батареи. На современных речных судах
аккумуляторы применяются лишь в качестве аварийных источников электроэнергии, для
стартерного пуска двигателей внутреннего сгорания, питания различных средств связи и
сигнализации.
В качестве основных источников электроэнергии используются генераторы,
приводимые во вращение от первичных двигателей-дизелей, паровых или газовых
турбин, паровых машин и т. д.
В большинстве случаев тип первичного двигателя предопределяется типом главных
двигателей. Если в качестве главного двигателя на судах установлен дизель, то и
первичными двигателями генераторов судовой электростанции являются дизели.
В речном флоте преобладают дизельные суда, поэтому и наиболее распространенным
агрегатом судовых, электростанций являются дизель- генераторы.
Дизель-генераторные электростанции:
имеют достаточно высокий к. п. д., отличаются автономностью работы и
компактностью, так как не связаны ни с какими вспомогательными установками в виде
котлов, паропроводов и т. д.;
постоянно готовы к действию, причем пуск их возможен как вручную, так и
автоматически.
К недостаткам дизель-генераторных электростанций относится несколько
ограниченный моторесурс дизелей.
На речных судах в ходовом режиме используется также привад судовых генераторов
от валопровода гребного винта или вала отбора мощности. Такие генераторы называются
валогенераторами. Судовые электростанции обычно располагаются в машинном
отделении судна, т. е. в одном помещении с главными двигателями и подразделяются по
следующим признакам: по роду тока (постоянного и переменного тока);
по типу первичного двигателя (паровые, первичным двигателем которых является
паровая турбина или паровая машина; тепловые, первичным двигателем которых служит
двигатель внутреннего сгорания
или газовая турбина);
по назначению (основные, аварийные, специального назначения).
Основные электростанции обеспечивают электроэнергией приводы палубных
механизмов, насосов, вентиляторов, снабжают питанием средства судовождения,
освещения, а также оборудование камбуза.
Аварийные электростанции обеспечивают питание жизненно важных потребителей на
судне в случае выхода из строя основной электростанции
Специальные (для питания технологического оборудования земснарядов, станции
гребных электрических установок).
Большинство судов речного флота оборудовано электростанциями переменного тока.
Применение переменного тока на крупных судах предпочтительнее из-за экономии
средств на строительство и эксплуатацию электрооборудования мелкие суда, имеющие
незначительное число электроприводов, учитывая использование аккумуляторов,
целесообразнее оборудовать электростанцией постоянного тока.
Номинальное значение частоты переменного тока принимается равным 50 Гц.
Согласно существующим стандартам номинальные напряжения на выводах
потребителей принимаются равными: для переменного тока, 380, 220, 127, 36, 12 В; для
постоянного тока - 220, 110, 36; 24 В.
На каждом самоходном судне предусматривается не менее двух основных источников
электрической энергии. Ими могут быть дизель- генераторы, турбогенераторы,
аккумуляторные батареи и валогенераторы. Если основными источниками являются
генераторы, то хотя бы один из них должен иметь собственный независимый привод.
Количество и мощность источников основной электростанции выбираются с учетом
следующих режимов работы судна: ходового, стоя ночного, снятия с якоря, шлюзования,
аварийного. Мощность основных источников должна быть такой, чтобы при выходе из
строя любого из них оставшиеся могли обеспечить ходовой и аварийный режимы судна.
При этом наличие аварийных источников электроэнергии не влияет на снижение
требований к основным.
Аварийную электростанцию устанавливают в отдельном отапливаемом помещении,
где, кроме дизель-генератора, находятся аварийный распределительный щит (АРЩ),
аккумуляторы для запуска дизеля и цистерна аварийного запаса топлива. К аварийным
источникам подключают электрический и электрогидравлический приводы руля,
приборы управления судном, сигнальные и отличительные огни, освещение коридоров,
трапов, ходовой рубки, аварийную и пожарную сигнализации и другие ответственные
потребители.
Построение таблицы нагрузок.
Расчет числа, мощности и выбор генераторов СЭС
Для определения необходимой мощности генераторов судовой электростанции
составляется таблица электрических нагрузок при различных режимах работы судна в
зависимости от его типа.
Для правильного составления таблицы необходимо четко представлять назначение
электрифицированного устройства, его режим работы и в каких режимах работы судна он
участвует.
Порядок составления таблицы нагрузок:
В графу 1 заносим все потребители электроэнергии, установленные на судне.
В графу 2 проставляем количество данных потребителей (n).
В графу 3 заносим единичная установленная мощность потребителя (Рн) на
основании его технического паспорта.
В графу 4 проставляем КПД потребителя для номинального режима (ηН).
В графу 5 заносим значение коэффициента мощности, соответствующего
номинальной загрузке двигателя (cosφН).
В графу 6 заносим потребляемая мощность всеми одноименными потреб-ми (PП):
PП= РНn/ ηН
В графы 7, 8, 9, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24 для всех режимов судна
определяются и проставляются следующие коэффициенты:



Коэффициент одновременной работы (КО) одноименных потребителей,
равный отношению числа одновременно работающих механизмов в одном
режиме к общему их числу;
Коэффициент загрузки (КЗ), равный отношению фактической мощности,
потребляемой механизмом, к установленной мощности потребителя;
Коэффициент мощности,
соответствующий действительной
загрузке потребителя (cosφД). Он
определяется
по кривым cosφ=f(P)
В графы 10, 15, 20 и 25 заносим значение активной мощности, потребляемой
одноименными потребителями в каждом режиме (РП.А), которая определяется по
формуле:
РП.А=РП×КО×КЗ
В графы 11, 16, 21 и 26 проставляем значение реактивной мощности (Q) для
каждого режима:
Q=РП.А×tgφД
где φД – угол сдвига между током и напряжением потребителя при соответствующем
коэффициенте загрузки (КЗ).
Если потребитель в данном режиме не работает, то в соответствующих графах
ставим прочерки.
Определяем суммарные активную и реактивную мощности для всех режимов,
путем сложения мощностей отдельных потребителей.
Так же, для каждого режима работы определяем суммарные активную и
реактивную мощности с учетом потерь в сети – 5% и энергетического коэффициента
одновременности
РХ=∑РП.А× КО’×1.05×1.1
QХ=∑Q× КО’×1.05×1.1
Определяем средневзвешенный коэффициент мощности для каждого режима по
формуле:
cosφСРВ= РП.А/∑S
где ∑S – полная мощность, определяемая по формуле:
∑S=√∑ Р2П.А + ∑ 𝑄 2
На основании полученных мощностей выбираем необходимые генераторы.
КО
КЗ
сosφД
ηН
РП, кВт
n
сosφН
Наименование
потребителей
электроэнергии
РН, кВт
Ходовой режим
Потребл.
мощность
РП.А,
Q, квар
кВт
10
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Компрессор
7
11
87,5
0,87
88
0,6
0,5
0,6
26,4
35,2
Циркуляционный насос
охлаждающей воды
2
23
90
0,9
51
1
0,8
0,9
40,8
19,76
Станция кондиционирования
1
13
88,5
0,88
15
1
0,8
0,88
12
6,5
Насосы, подготавливающие
пуск
46
5,3
85
0,85
2,87
-
-
-
-
-
Осушительный насос
2
7,5
87,5
0,86
17
0,5
0,9
0,86
12,92
76,7
Пожарный насос
2
42
92
0,9
91
-
-
-
-
-
Рулевая машина
2
4,2
84
0,84
10
0,5
0,9
0,84
4,5
2,9
Вентиляторы
18
1,9
80
0,83
42,8
0,8
0,8
0,83
27,4
18,4
Брашпиль
1
7\2
2
85
0,75
26
-
-
-
-
-
Шпиль
1
5\1
4,5
87
0,71
17
-
-
-
-
-
Швартовные лебёдки
4
9
87,5
0,86
41
0,5
0,8
0,86
16,4
9,73
Лифт
3
2,5
80
0,83
9,3
0,7
0,8
0,83
5,2
3,49
1
18,9
0
Камбуз
1
28
1
1
28
0,9
0,7
5
Освещение и сигнальные
огни
1
22
1
1
22
0.8
5
0.8
5
1
15.9
0
Приборы управления судном
1
18
1
1
18
0.8
0.9
1
12.9
0
С учётом коэффициента
одновременности
278,6
155.4
С учётом потерь 5%
292,53
162,8
380
211,6
Коэ=0,9
С учётом развития
электрооборудования 30%
Средневзвешенный cosφ
Полная мощность SкВА
Количество и мощность генераторов
0,9
435
1х300 1х150
0,87
56,3
31,9
0,7
0,8
0,87
49,3
27,9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
0,8
0,9
51,8
25,1
10,5
0,8
0,9
40,8
19,8
9
8,18
КО
22
Аварийный режим
Потребл.
КЗ
мощность
РПА, Q, квар
кВт
23 24
25
26
сosφД
0,8
КЗ
Манёвры (съёмка с якоря)
Потребл.
КО КЗ
мощность
РПА,
Q,
кВт
квар
17 18
19
20
21
сosφД
13
0,8
КО
сosφД
12
Стоянка
Потребл.
мощность
РПА,
Q,
кВт
квар
14
15
16
1
0,8
0,88
12
6,48
1
0,8
0,88
12
6,48
1
0,6
0,7
4
0.8
0.9
0.85
2.1
1.3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,5
0,9
0,86
7,65
4,54
0,5
0,9
0,84
7,65
4,56
1
0,8
0,8
6
13,6
8,07
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
0,8
0,9
72,8
35,3
-
-
-
-
-
1
0,9
9
5,81
0,5
0,8
0,8
4
5
3,23
13,7
8,9
0,84
23,9
16,06
0,4
0,8
0,8
4
0,75
23,4
20,64
-
-
-
-
-
0,71
15,3
15,2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3,5
-
-
-
-
-
20,2
0
-
-
-
-
-
14.1
0
0,6
0,5
0,6
12,84
17,1
0,7
0,8
-
-
-
-
-
1
0,9
-
-
-
-
1
0,9
0,5
0,8
0,86
16,4
9,7
0,3
0,6
0,7
1,67
1,7
0,7
0,8
0,83
5,21
0,9
0,8
1
20,2
0
0,9
0,8
1
0.8
0.7
1
12.32
0
0.8
0.8
1
0.5
0.7
1
Коэ=0,7
6.3
0
102
50
107,1
139,2
0.9
0,83
0.9
1
14.6
0
173
88
52,5
180,6
92,4
68,2
234,8
120,1
Коэ=0,7
1
0.8
0.9
0.8
1
19.8
0
1
11.5
2
0
Коэ=1
164
83,5
172,
2
223,
9
87,7
0,9
0,9
0,9
155
1х150
263,7
1х300
251
1х300
114
Всего три генератора, из них два генератора работают в параллели.
Марки генераторов:
МСК-113-4 мощность 300 кВт; напряжение 400 В; ток статора 542 А; масса 2300 кг.
МСК-113-4 мощность 300 кВт; напряжение 400 В; ток статора 542 А; масса 2300 кг.
МСК-102-4 мощность 150 кВт; напряжение 400 В; ток статора 270 А; масса 1410 кг.
Выбор кабелей и проверка их на потерю напряжения
Для всех источников и потребителей электроэнергии, кроме щита питания с берега
выбираются кабели марки КНР, соответственно для ЩПБ марки НРШМ.
Рабочие токи определяем по формуле:
𝐼Р =
𝑃
√3 × 𝑈 × 𝐶𝑜𝑠𝜑 × 𝜂Н
При этом напряжение U, для генераторов берется 400 В, а для потребителей 380 В
Потери напряжения определяем по формуле:
∆𝑈 =
100 × 𝑃 × 𝐿
𝛾 × 𝑆 × 𝑈2
От генераторов:
МСК-113-4 мощность 300 кВт
𝐼Р =
300000
= 540,3 А
1.73 × 400 × 0.8
Т.к промышленность не выпускает трёхжильные кабеля необходимого сечения для
данного тока, то получившуюся величину тока разделим не три и возьмём три
одножильных кабеля.
𝐼Д = 304 А
Потери напряжения:
∆𝑈 =
100 × 300000 × 10
= 0.33%
58 × 95 × 4002
Для трёх одножильных кабелей ∆𝑈 = 0,99%
МСК-102-4 мощность 150 кВт
𝐼Р =
150000
= 270,6 А
1.73 × 400 × 0.8
𝐼Д = 281 А
Потери напряжения:
∆𝑈 =
100 × 150000 × 10
= 0.11%
58 × 150 × 4002
От щита питания с берега:
𝐼Р =
139200
= 330,8 А
1.73 × 380 × 0.8 × 0.8
𝐼Д = 340А
Для брашпиля:
𝐼Р =
22000
= 53 А
1.73 × 380 × 0.85 × 0.75
𝐼Д = 55А
Потери напряжения:
∆𝑈 =
100 × 22000 × 150
= 3.9%
1.73 × 10 × 3802
Для компрессора:
𝐼Р =
11000
= 22А
1.73 × 380 × 0.87 × 0.87
𝐼Д = 24А
Для циркуляционного насоса:
𝐼Р =
23000
= 43 А
1.73 × 380 × 0.9 × 0.9
𝐼Д = 55А
Для станции кондиционирования воздуха:
𝐼Р =
13000
= 25 А
1.73 × 380 × 0.88 × 0.88
𝐼Д = 32А
Для насосов подготавливающих пуск:
𝐼Р =
5300
= 11 А
1.73 × 380 × 0.85 × 0.85
𝐼Д = 14А
Для осушительного насоса:
𝐼Р =
7500
= 15 А
1.73 × 380 × 0.86 × 0.87
𝐼Д = 18А
Для пожарного насоса:
𝐼Р =
42000
= 77 А
1.73 × 380 × 0.92 × 0.9
𝐼Д = 95А
Для рулевой машины:
𝐼Р =
4200
= 9А
1.73 × 380 × 0.84 × 0.84
𝐼Д = 14А
Для вентиляторов:
𝐼Р =
1900
=4А
1.73 × 380 × 0.8 × 0.83
𝐼Д = 14А
Для шпиля:
𝐼Р =
14500
= 36 А
1.73 × 380 × 0.87 × 0.71
𝐼Д = 40А
Для швартовной лебёдки:
𝐼Р =
9000
= 18 А
1.73 × 380 × 0.875 × 0.86
𝐼Д = 18А
Для лифта:
𝐼Р =
2500
=6А
1.73 × 380 × 0.8 × 0.83
𝐼Д = 14А
Для электрокамбуза:
𝐼Р =
28000
= 53 А
1.73 × 380 × 0.8
𝐼Д = 55А
Для освещения и сигнальных огней:
𝐼Р =
22000
= 33 А
1.73 × 380
𝐼Д = 40А
Для приборов управления судном:
𝐼Р =
18000
= 27 А
1.73 × 380
𝐼Д = 32А
Выбранные кабели с необходимым количеством жил с сечением
Наименование
IР, А
IД, А Марка
От генератора МСК-113-4
От генератора МСК-102-4
От щита питания с берега
К брашпилю
К компрессору
К циркуляционному насосу
К станции кондиционирования воздуха
К насосам подготавливающим пуск
К осушительному насосу
К пожарному насосу
К рулевой машине
Для вентиляторов
К шпилю
К швартовным лебёдкам
К лифту
Для электрокамбуза
Для освещения и сигнальных огней
Для приборов управления судном
540,3
270.6
330.8
53
22
43
25
11
15
77
9
4
36
18
6
53
33
27
304
281
340
55
24
55
32
14
18
95
14
14
40
24
14
55
40
32
3(КНР1×95)
КНР3×150
НРШМ3×240
КНР3×10
КНР3×2,5
КНР3×10
КНР3×4
КНР3×1
КНР3×1,5
КНР3×25
КНР3×1
КНР3×1
КНР3×6
КНР3×1,5
КНР3×1
КНР3×10
КНР3×6
КНР3×4
Расчет токов короткого замыкания.
Параметры генератора G1:
P = 300 кВт S = 375 кВА
xd1 = 0.122
ra1 = 0.0185 ом
Сопротивление кабеля от G1 до ГРЩ:
КНР1×95
R = 0.227 ом/км
Х = 0,075 ом/км
𝑅=
𝑅табл × 𝑙
0.227 × 10
=
= 0.00076 ом/м
1000𝑛
1000 × 3
𝑋=
𝑋табл × 𝑙
0.075 × 10
=
= 0.00025 ом/м
1000𝑛
1000 × 3
Сопротивление кабеля от К1 до ГРЩ:
КНР1×10
R = 2,16 ом/км
Х = 0,092 ом/км
𝑅=
𝑅табл × 𝑙
2,16 × 150
=
= 0.324 ом/м
1000
1000
𝑋=
𝑋табл × 𝑙
0.092 × 150
=
= 0.0138 ом/м
1000
1000
Сопротивление контактов, шин, аппаратов на этом участке.
R = 0.001 ом
X = 0,0001 ом
Вычисляем базисную мощность:
Sб = 375 кВА
базисный ток:
𝐼б =
375 × 1000
= 542 А
1.73 × 400
Определяем сопротивление участков схемы :
Активное сопротивление обмоток статора G1:
𝑟1 = 0.0185 ×
375 × 1000
= 0.04
400 × 400
Реактивное сопротивление G1:
𝑥1 = 0.122 ×
375
= 0.122
400
Сопротивления от генератора G1 до шин ГРЩ:
активное
𝑟2 = (0,00076 + 0,00076) ×
375 × 1000
= 0.003
400 × 400
реактивное
𝑥2 = (0,00025 + 0,00025) ×
375 × 1000
= 0.0001
400 × 400
Сопротивление участка кабеля от ГРЩ до точки К1:
активное
𝑟каб = (0,324 + 0,001) ×
375 × 1000
= 0.761
400 × 400
реактивное
𝑥каб = (0,0138 + 0,0001) ×
375 × 1000
= 0.033
400 × 400
полное
Z = √0.7612 + 0.0332 = 0.762
Общее сопротивление генераторной цепи:
активное
r3 = r1 + r2 = 0.04+0.003 = 0.043
реактивное
x3 = x1 + x2 = 0.122+0.0001 = 0.1221
Результирующее сопротивление при коротком замыкании в точке К:
Z = √𝑟32 + 𝑥32 = √0.0432 + 0.12212 = 0.13
Отношение
𝑥3 0.1221
=
= 2.8
r3
0.043
По расчетным кривым находим Io = 6.7 I0.01 = 6
При к.з. на шинах ГРЩ ΔU0 = 0, поэтому ток подпитки равен
𝐼дв =
0,9 − 0
= 3,4
0,266
Ударный ток к.з. при коротком замыкании в точке К равен:
𝑖дв = √2 × 542 × (6,0 + 6,4 × (1,3 − 1) + 3,4) = 8745,8 А
Действующее значение ударного тока к.з. равно
𝐼уд = 542 × (√62 + (√2 × 6,4 × (1,3 − 1)2 ) + 3,4 = 5131,28 А
При коротком замыкании в точке К1 результирующее сопротивление
rрез = r3 + rкаб = 0.045+0.761 = 0.806
xрез = x3 + xкаб = 0.1221+0.033 = 0.1551
Отношение
0,1551
= 0,19
0,806
Zрез = √0.8062 + 0.15512 = 0.821
Io = 1.2 I0.01 = 1,1
Остаточное напряжение на шинах ГРЩ
ΔU = 1,2 × 0,762 = 0,91
Ток подпитки двигателей
𝐼дв =
0,9 − 0,91
= −0,04
0,266
Ударный ток к.з. при коротком замыкании в точке К1
𝑖уд = √2 × 542 × (1,1 + 1,2 × (1 − 1) + (−0,04)) = 810 А
Действующее значение ударно тока к.з. равно
𝐼уд = 542 × (√1,12 + (√2 × 1,2 × 0) + (−0,04) = 575 А
Выбираем АВВ – А3130Р
Номинальный ток 200 А
Номинальный ток расцепителя 150 А
Допустимый ударный ток к.з. при U = 400В 23 кА.
Полученное значение ударного тока меньше чем допустимый ударный ток АВВ, то
данный АВВ применяем в установке с потребиталем.
Расчет и выбор шин ГРЩ.
Распределение электроэнергии между потребителями осуществляется с помощью
шин изготовленных из электротехнической меди.
Расчет шин заключается в определении наибольшего длительного тока нагрузки на
шинах, выборе размеров шин исходя из допустимого тока и проверки выбранных шин на
динамическую и термическую устойчивость, а так же на возможность появления
механического резонанса.
P1=300 кВт
I1=540,3 А
P2=150 кВт
I2=270,6 А
Так как в данной электростанции предусмотрена параллельная работа двух
генераторов, то протекающий по шинам ток будет складываться из суммы токов этих
генераторов:
𝐼 = 𝐼1 +𝐼2
𝐼=
540.3 + 270.6
= 405.5 А
2
Выбираем шину шириной 6 мм и высотой 20 мм.
IДОП=405,5 А
Так как на судах применяются быстродействующие автоматы, то проверка на
электродинамическую устойчивость не требуется.
Вывод: расчет токоведущих шин показал, что для данной электростанции
необходимо применить шины из электротехнической меди с допустимым протеканием
тока по ним 440А.
Выбор аппаратов защиты
В процессе эксплуатации электрических систем возможно нарушение нормальных
условий и возникновение аварийных режимов работы.
К наиболее характерным нарушениям условий работы относятся режимы
короткого замыкания и перегрузок. Для предупреждения недопустимой работы эл.
установок применяются различные средства защиты – универсальные и установочные
автоматические воздушные выключатели и предохранители. К электрической защите
предъявляются требования быстродействия и чувствительности.
Защита от перегрузок в основном необходима на участке генератор – ГРЩ. Она
обычно осуществляется одновременно с защитой от к. з. универсальным автоматом
избирательного действия.
При выборе аппаратов защиты, устанавливаемых в распределительных
устройствах, должны соблюдаться такие условия:
𝑈РАБ ≤ 𝑈Н
𝐼РАБ ≤ 𝐼Н
где:
𝑈РАБ - рабочее напряжение сети
𝑈Н - номинальное напряжение аппарата
𝐼РАБ - рабочий ток который протекает по аппарату
𝐼Н - номинальный ток на который рассчитан аппарат
Автоматы:
1 Генераторы
МСК-113-4
𝐼Р = 540,3А
𝐼РАСЦ = 600А
2×А3140Р
𝐼РАСЦ = 300А
А3140Р
МСК-102-4
𝐼Р = 270,6А
2 Щит питания с берега
𝐼Р = 330А
𝐼РАСЦ = 400А
A3530
3 Компрессор
𝐼Р = 22А
𝐼РАСЦ = 40А
А3110Р
4 Циркуляционный насос
𝐼Р = 43А
𝐼РАСЦ = 80А
А3110Р
5 Станция кондиционирования воздуха
𝐼Р = 25А
𝐼РАСЦ = 50А
А3110Р
6 Насосы подготавливающие пуск
𝐼Р = 11А
𝐼РАСЦ = 25А
А3110Р
𝐼РАСЦ = 30А
А3110Р
𝐼РАСЦ = 150А
А3130Р
7 Осушительный насос
𝐼Р = 15А
8 Пожарный насос
𝐼Р = 77А
9 Рулевая машина
𝐼Р = 9А
𝐼РАСЦ = 20А
А3110Р
𝐼РАСЦ = 10А
АК-502МГ
10 Вентиляторы
𝐼Р = 4А
11 Шпиль
𝐼Р = 36А
𝐼РАСЦ = 80А
А3110Р
12 Швартовные лебёдки
𝐼Р = 18А
𝐼РАСЦ = 40А
А3110Р
13 Лифт
𝐼Р = 6А
𝐼РАСЦ = 15А
А3110Р
14 Электрокамбуз
𝐼Р = 53А
𝐼РАСЦ = 60А
А3110Р
15 Освещение и сигнальные огни
𝐼Р = 33А
𝐼РАСЦ = 40А
А3110Р
16 Приборы управления судном
𝐼Р = 27А
А3110Р
𝐼РАСЦ = 30А
17 Брашпиль
𝐼Р = 49А
А3130Р
𝐼РАСЦ = 150А
Тип защиты
Генераторы МСК-113-4
300 540,3
Генератор МСК-102-4
150 270,6
Щит питания с берега
150
330
Компрессор
11
22
Циркуляционный насос
23
43
Станция кондиционирования воздуха
13
25
Насосы подготавливающие пуск
5,3
11
Осушительный насос
7,5
15
Пожарный насос
42
77
Рулевая машина
4,2
9
Вентиляторы
1,9
4
Шпиль
5/14,5
36
Швартовные лебёдки
9
18
Лифт
2,5
6
Электрокамбуз
28
53
Освещение и сигнальные огни
22
33
Приборы управления судном
18
27
Брашпиль
7/22
49
Номинальный ток
расцепителя, А
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Номинальный ток
автомата, А
Наименование
потребителя
Рабочий ток
потребителя, А
№ п/п
Номинальная
мощность, кВт
Расчеты заносим в таблицу
600
600
400
100
100
100
100
100
200
100
100
100
100
100
100
100
100
200
600
300
400
40
80
50
25
30
150
20
10
80
40
15
60
40
30
150
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
К
Вывод: правильный подбор автоматов к каждому потребителю исключает
возможность выхода их из строя при коротких замыканиях цепи или в случае
возникновения любой другой неисправности.
Выбор электроизмерительных приборов
Диапазон измерения
Способ подключения
Класс точности
Количество
Система прибора
Номинальная частота,
Гц
1.5
1,5
1.5
2.5
2
2
2
2
2.5
2.5
2
2
2.5
1
±3
1
Через ТТ
Непоср.
Непоср.
Через ТТ
токовая
обмотка.
Обмотка
напряжен
ия непоср
Непоср.
Через ТТ
токовая
обмотка.
Обмотка
напряжен
ия непоср.
1.5
1,5
1.5
2.5
1
1
1
1
2.5
2.5
1
1
Непоср.
Через ТТ
Непоср.
1.5
1,5
-
1
1
1
Рабочий ток
потребителя, А
Через ТТ
Через ТТ
Непоср.
Через ТТ
токовая
обмотка.
Обмотка
напряжен
ия непоср.
Непоср.
Через ТТ
токовая
обмотка.
Обмотка
напряжен
ия непоср.
Через доп.
устр.
Через доб.
Сопр.
Тип прибора
0-600А
0-75А
0-450В
0400кВТ
Прибор
Ном. напряжение
потребителя, В
№
1
2
3
4
Амперметр
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Д1500
Д1500
Д1500
Д1503
Генераторы №1 и №3 МСК -113-4
540,3 380
50
Ферродинамч.
54
380
50
Ферродинамч.
540,3 380
50
Ферродинамч.
540,3 380
50
Ферродинамч.
5
6
Частотомер
Фазометр
Д1506
Э1500
540,3
540,3
380
380
50
50
Ферродинамч.
Электромагн.
45-55Гц
0,5е-10,5и
7
Мегомметр
М1503
540,3
380
50
Магнитоэл.
0-5МОм
8
Синхроноскоп
Э1505
540,3
380
50
Электромагн.
0-180
9
10
11
12
Амперметр
Амперметр
Вольтметр
Ваттметр
Д1500
Д1500
Д1500
Д1503
270,6
27
270,6
270,6
Генератор №2
380
50
380
50
380
50
380
50
13
14
Частотомер
Фазометр
Д1506
Э1500
270,6
270,6
380
380
15
16
17
Вольтметр
Амперметр
Фазоуказатель
Д1500
Д1500
145
330
330
330
380
380
380
50
50
МСК-102-4
Ферродинамч.
Ферродинамч.
Ферродинамч.
Ферродинамч.
Ферродинамч.
Электромагн.
Питание с берега
50
Ферродинамч.
50
Ферродинамч.
50
Ферродинамч.
0-300А
0-30
0-450В
0200кВТ
45-55Гц
0.5е-10.5и
0-450В
0-400А
0-900
Т.к. в СЭЭС предусмотрена параллельная работа генераторов, то так же необходима и
реле обратной мощности.
Предохранители: Пр2
Переключатели: рА – КФ 8880; рV – УП 53/3
Т.Т. – многовитковый трансформатор тока 200/5 А
Т.С.Л. – 0.66-1-200
Лампы: U=220В; P=25кВт
Расчет материалов ГРЩ
Для постройки ГРЩ необходимо рассчитать вид и количество материала,
требующегося для данной операции. Это связано с технико-экономическими
показателями с одной стороны и условиями эксплуатации с другой.
1. Листовая сталь
СТ3
S=3мм
Лист
L×H×S
2 листа
2000×700×3
1 лист
3000×2000×3
1 лист
3000×700×3
2. Текстолит
2 листа
3000×1700×20
3. Уголок
30×30×3
8 шт. – 3000мм
10шт. – 2000мм
14шт. – 700мм
общая длинна=53800мм
4. Медь для шин ГРЩ
Три полосы по:
3000×20×6
Описание работы схемы ССАРН
Для обеспечения безотказного начального возбуждения генератора, на валу ротора
устанавливают однофазный генератор с постоянными магнитами, включенный через
селеновый выпрямитель ВпНП на обмотку ротора.
Для гашения поля генератора в цепи установлен рубильник гашения поля РГП.
Напряжение генератора регулируется совместной работой элементов трансформатора с
магнитным шунтом. Ток возбуждения генератора пропорционален напряжению обмотки
О2 трансформатора ТрФК . потокосцепление обмотки О2 определяется суммарной
намагничивающей силой, создаваемой всеми обмотками трансформатора. При этом
намагничивающие силы последовательной и параллельной обмоток складываются
геометрически. Намагничивающая сила обмотки О2, питающая силовой выпрямитель и
реактор отсоса, является размагничивающей.
При холостом ходе генератора действует намагничивающая сила обмотки ОН,
намагничивающие силы обмотки ОТ отсутствуют. При нагрузке и изменении
коэффициента ее мощности, намагничивающая сила обмотки ОН пропорциональна
напряжению генератора, остается практически неизменной, а намагничивающие силы
обмотки ОТ, совпадая по фазе с током нагрузки, изменятся пропорционально значению
последнего. Вследствие этого суммарная намагничивающая сила изменится в зависимости
от значения коэффициента мощности нагрузки.
Параметры компаундирующего трансформатора ТрФК выбирают такими, чтобы
суммарная намагничивающая сила обеспечила необходимое потокосцепление обмотки
О2, а следовательно и ток обмотки возбуждения, необходимый для поддержания
постоянного выходного напряжения генератора с учетом требуемого тока отсоса для
ручной подрегулировки напряжения. Для поддержания постоянного выходного
напряжения генератора при изменении частоты, параметры компаундирующего
трансформатора выбирают такими, что при постоянной частоте и при изменении тока
нагрузки от 0 до 100% напряжение генератора возрастает. Вследствие нагревания обмотки
возбуждения генератора и изменения в связи с этим ее активного сопротивления
несколько изменяется (уменьшается) ток выхода системы автоматического
регулирования, что приводит к изменению (уменьшению) напряжения на генераторе
(тепловые отклонения уставки). Изменение уровня напряжения генератора (уставки
напряжения) достигается изменением значения сопротивления резистора уставки R4,
включенного в цепь управления реактора отсоса. При увеличении сопротивления
резистора уставки ток управления реактора уменьшается, ток реактора отсоса так же
уменьшается, ток в обмотке возбуждения генератора увеличивается и выходное
напряжение генератора возрастает. Резистор уставки позволяет регулировать выходное
напряжение в пределах от +2 до -7%.
Список литературы
1. Методические указания и задания для выполнения курсовой работы по дисциплине
«Судовые электроэнергетические системы»
2. Роджеро И. И. Справочник судового электромеханика и электрика.
«Транспорт» 1986г.
3. Семенов Ю.А. электрооборудование и автоматизация земснарядов.
«Транспорт» 1984г.
4. Чаплыгин И. В. Электрооборудование и электродвижение речных судов.
«Транспорт» 1979г.