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.
