В соответствие с Речным Регистром номинальное значение частоты переменного тока следует принимать 50 Гц, однако допускается обоснованное применение других частот.
На современных судах используется ряд приемников, частота тока которых равна 400–500 Гц (радиолокационное, навигационное и другое оборудование). Питание этих приемников осуществляется от судовой сети с частотой 50 Гц через преобразователи частоты.
Повышение частоты питающего напряжения является эффективным способом снижения массогабаритных показателей электрических машин переменного тока. Повышение частоты вращения с 3000 до 8000 об/мин в среднем дает снижение массы электрических машин в 2–3 раза и габаритов в 2 раза. Однако существенного снижения веса и габаритов установки в целом можно добиться в том случае, если одновременно с увеличением скорости электродвигателей увеличивается скорость судовых механизмов. В противном случае введение редукторов между быстроходными электродвигателями и тихоходными механизмами снижает преимущество применения в СЭЭС повышенной частоты.
Повышение частоты тока трансформаторов, реакторов и других электромагнитных аппаратов связано с уменьшением количества витков их обмоток и объема магнитопроводов. В результате повышения частоты с 50 до 400 Гц масса и габариты трансформаторов мощностью до 100 кВ·А снижаются в 2–4 раза.
В то же время электрические машины и аппараты на частоте 400 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех.
Масса и габариты коммутационных аппаратов при повышении частоты увеличиваются в связи с ухудшением условий дугогашения и увеличением нагревания токоведущих частей.
Повышение частоты отрицательно сказывается на массе и габаритных размерах электрических кабелей, так как увеличение частоты приводит к увеличению зарядной мощности и электрического сопротивления кабелей и, как следствие, к увеличению потерь энергии.
В судовых установках электрооборудование повышенной частоты применяется на судах на подводных крыльях, воздушной подушке, экранопланах, где мощности СЭЭС небольшие, а снижение массы и габаритных размеров электрооборудования является особенно актуальным.
Таким образом выбираем частоту тока равной 50 Гц.
Расчет мощности судовой электростанции
Как правило, проектирование СЭЭС, после выбора рода тока и значений напряжения и частоты, начинают с расчета величины требуемых генерирующих мощностей для всех расчетных режимов работы судна.
Существуют несколько методов расчета мощности судовой электростанции (СЭС): эмпирический метод нагрузочных таблиц (табличный метод), вероятностно-статистический метод, аналитический метод и ряд других. Однако наибольшее распространение получил табличный метод благодаря наглядности и возможности анализа работы любого отдельного механизма или приемника электроэнергии во всех расчетных режимах работы судна.
К недостаткам этого метода следует отнести неопределенность выбора некоторых коэффициентов, что ведет к неточностям при определении мощности СЭС.
Табличным метод назван потому, что в его основе лежит составление таблицы нагрузок в расчетных эксплуатационных режимах судна.
Составление таблицы нагрузок генераторов СЭС переменного тока происходит следующим образом (Таблица 6.2).
Таблица 6.2 – Расчет нагрузки генераторов СЭС переменного тока
Наименование механизмов (оборудования) и их тип
|
Количество однотипных потребителей, n
|
Расчетная мощность механизмов Рр, кВт
|
Тип потребителя электроэнергии (электродвигателя)
|
Установленная мощность потребителя Ру, кВт
|
Коэффициент использования kи
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Палубные механизмы
|
|
Рулевое устройство
|
2
|
8
|
4А80В4УЗ
|
8
|
1
|
0,85
|
0,83/0,672
|
Подруливающее устройство
|
1
|
125
|
АК 102-6
|
125
|
1
|
0,75
|
0,83/0,672
|
Брашпиль
|
1
|
24
|
МАП 411-4/16
|
24
|
1
|
0,8
|
0,87/0,567
|
Шпиль
|
1
|
12
|
МАП122-4
|
12
|
1
|
0,8
|
0,8/0,75
|
Шлюпочная лебедка
|
1
|
13,6
|
МАП 12-4
|
13,6
|
1
|
0,9
|
0,8/0,75
|
Электротельфер
|
6
|
0,75
|
АО 41-4
|
0,75
|
1
|
0,8
|
0,87/0,567
|
Системы, обслуживающие силовую установку
|
|
Подкачивающий насос легкого топлива
|
1
|
5,5
|
АО 41-4
|
5,5
|
1
|
0,8
|
0,85/0,62
|
Сепаратор легкого топлива
|
1
|
3
|
АО 51-2
|
3
|
1
|
0,78
|
0,89/0,512
|
Подкачивающий насос тяжелого топлива
|
1
|
5
|
АО 41-4
|
5
|
1
|
0,85
|
0,85/0,62
|
Сепаратор тяжелого топлива
|
1
|
3
|
АО 51-2
|
3
|
1
|
0,78
|
0,89/0,512
|
Насос масляный нагнетательный
|
1
|
5,5
|
АО 52-6
|
5,5
|
1
|
0,85
|
0,85/0,62
|
Насос масляный откачивающий
|
1
|
15
|
АО 52-6
|
15
|
1
|
0,5
|
0,82/0,698
|
Сепаратор масляный
|
1
|
3
|
АО 51-2
|
3
|
1
|
0,78
|
0,89/0,512
|
Компрессор
|
1
|
8,5
|
АО 2-32-2
|
8,5
|
1
|
0,85
|
0,89/0,512
|
Общесудовые системы
|
|
Насос осушительный
|
1
|
4
|
АО 2-32-2
|
4
|
1
|
0,8
|
0,89/0,512
|
Насос балластный
|
1
|
22
|
АО 2-42-2
|
22
|
1
|
0,75
|
0,89/0,512
|
Насос пожарный
|
1
|
7,5
|
АО 2-32-2
|
7,5
|
1
|
0,85
|
0,89/0,512
|
Санитарный насос
|
1
|
0,15
|
АО 32-4
|
0,15
|
1
|
0,8
|
0,88/0,54
|
Фекальный насос
|
1
|
5,5
|
АО 51-4
|
5,5
|
1
|
0,8
|
0,87/0,567
|
Грузовой насос
|
2
|
110
|
АК 101-4М
|
110
|
1
|
0,85
|
0,87/0,567
|
Зачистной насос
|
1
|
30
|
МАФ82-73 – 4С
|
30
|
1
|
0,8
|
0,89/0,512
|
Судовое освещение, прожекторы и сигнально-отличительные огни
|
|
Прожектор
|
6
|
1
|
–
|
1
|
1
|
0,8
|
1,00/0,00
|
Освещение палубы
|
10
|
0,015
|
–
|
0,015
|
1
|
0,8
|
0,75/0,882
|
Сигнально-отличительные огни
|
10
|
0,24
|
–
|
0,24
|
1
|
0,8
|
0,75/0,882
|
Приборы автоматики, радиооборудование и электронавигационные приборы
|
|
Гирокомпас Standard 22
(http://www.eraservice.ru/
produkciya/girokompasy/
girokompas_standard__
raytheon_anschutz/page,1/)
|
1
|
168
|
–
|
168
|
1
|
0,8
|
0,75/0,882
|
Радиолокатор
|
1
|
2
|
–
|
2
|
1
|
0,79
|
0,75/0,882
|
Эхолот SES -2000 (http://www.tecckom.com/
SamYung/ses2000.php)
|
1
|
0,080
|
–
|
0,080
|
1
|
0,8
|
0,75/0,882
|
Радиостанция «Бирюза-М» (http://www.oniip.ru/
main.php?id=64)
|
1
|
0,025
|
–
|
0,025
|
1
|
0,79
|
0,8/0,75
|
Прочие потребители
|
|
Телевизор
|
2
|
0,1
|
–
|
0,1
|
1
|
0,78
|
0,8/0,75
|
Холодильник
|
5
|
1,09
|
–
|
1,09
|
1
|
0,7
|
0,8/0,75
|
Электроплита
|
2
|
12,4
|
–
|
12,4
|
1
|
0,87
|
0,81/0,724
|
Пылесос
|
1
|
0,4
|
–
|
0,4
|
1
|
0,75
|
0,8/0,75
|
Утюг
|
1
|
2,4
|
–
|
2,4
|
1
|
0,75
|
0,8/0,75
|
Стиральная машина
|
1
|
0,5
|
–
|
0,5
|
1
|
0,78
|
0,81/0,724
|
|
Суммарные активная и реактивная мощности в расчетном режиме ∑P, ∑Q
|
Общие мощности в расчетном режиме Pреж, Qреж (с учетом потерь в сети 5%)
|
Полная мощность в расчетном режиме Sреж
|
Средневзвешенный коэффициент мощности cos(φреж)
|
Тип, мощность и количество генераторных агрегатов
|
Коэффициент загрузки генераторов по активной мощности Кзаг=(Pреж/Pг∑)∙100%
|
Продолжение Таблица 6.2
Коэффициент загрузки механизма kзм
|
Общий коэффициент загрузки kз
|
Коэффициент одновременности работы однотипных механизмов ko
|
Коэффициент совместной работы потребителя kс.р.
|
КПД электродвигателя 
|
Коэффициент мощности электродвигателя
|
Потребляемая мощность
|
P, кВт
|
Q, кВт
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
|
0,6
|
0,6
|
0,5
|
0,9
|
0,833
|
0,666/0,672
|
5,186
|
3,458
|
0,6
|
0,6
|
1
|
0,3
|
0,726
|
0,666/0,672
|
30,992
|
20,826
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,3
|
0,8
|
0,87/0,567
|
8,1
|
4,593
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,3
|
0,8
|
0,8/0,75
|
4,05
|
3,037
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,3
|
0,9
|
0,8/0,75
|
3,627
|
2,72
|
0,7
|
0,7
|
0,16
|
0,3
|
0,79
|
0,777/0,567
|
0,191
|
0,109
|
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,8
|
0,85/0,62
|
2,475
|
1,534
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,78
|
0,89/0,512
|
1,35
|
0,691
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,85
|
0,85/0,62
|
2,118
|
1,313
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,78
|
0,89/0,512
|
1,385
|
0,709
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,85
|
0,85/0,62
|
2,329
|
1,444
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,5
|
0,82/0,698
|
10,8
|
7,538
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,78
|
0,89/0,512
|
1,385
|
0,709
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,85
|
0,89/0,512
|
3,6
|
1,843
|
|
1,0
|
1,0
|
1
|
0,3
|
0,8
|
0,89/0,512
|
1,5
|
0,658
|
1,0
|
1,0
|
1
|
0,3
|
0,75
|
0,89/0,512
|
8,8
|
4,506
|
1,0
|
1,0
|
1
|
0,3
|
0,85
|
0,89/0,512
|
2,647
|
1,355
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,7
|
0,8
|
0,88/0,54
|
0,105
|
0,057
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,4
|
0,8
|
0,87/0,567
|
2,2
|
1,247
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,4
|
0,85
|
0,87/0,567
|
93,176
|
52,831
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,4
|
0,8
|
0,89/0,512
|
12
|
6,144
|
|
1,0
|
1,0
|
0,33
|
0,3
|
0,8
|
1,00/0,00
|
0,742
|
0
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,3
|
0,8
|
0,75/0,882
|
0,051
|
0,045
|
0,9
|
0,9
|
0,8
|
0,5
|
0,8
|
0,75/0,882
|
1,08
|
0,953
|
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,9
|
0,8
|
0,75/0,882
|
170,1
|
150,028
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,8
|
0,79
|
0,75/0,882
|
1,62
|
1,429
|
0,9
|
0,9
|
1
|
0,5
|
0,8
|
0,75/0,882
|
0,045
|
0,04
|
0,8
|
0,8
|
1
|
1,0
|
0,79
|
0,8/0,75
|
0,025
|
0,019
|
|
0,5
|
0,5
|
0,5
|
0,6
|
0,739
|
0,555/0,75
|
0,041
|
0,03
|
0,8
|
0,8
|
1
|
0,9
|
0,7
|
0,8/0,75
|
5,606
|
4,204
|
0,8
|
0,8
|
0,5
|
0,8
|
0,87
|
0,81/0,724
|
9,122
|
6,604
|
0,5
|
0,5
|
1
|
0,4
|
0,706
|
0,555/0,75
|
0,113
|
0,085
|
0,3
|
0,3
|
1
|
0,4
|
0,623
|
0,371/0,75
|
0,462
|
0,347
|
0,7
|
0,7
|
1
|
0,4
|
0,738
|
0,695/0,724
|
0,19
|
0,137
|
|
|
387,213
|
281,243
|
|
406,57
|
295,305
|
|
502,5
|
|
0,809
|
|
|
0,813
|
|
Скачать 0.55 Mb.