Самулеев. Воробьев(Самулеев). Курсовая работа Расчёт основных элементов участка судовой электроэнергетической системы

• Название: Курсовая работа Расчёт основных элементов участка судовой электроэнергетической системы
• Анкор: Самулеев
• Дата: 29.12.2021
• Размер: 477.04 Kb.
• Имя файла: Воробьев(Самулеев).docx
• Тип: Курсовая; #321392

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Волжский государственный университет водного транспорта

(ФБОУ ВПО ВГУВТ)

Кафедра электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта

Курсовая работа

«Расчёт основных элементов участка судовой электроэнергетической системы»
Вариант 7

Выполнил: студент группы М-41 Воробьев Д.В.

Проверил: Самулеев В. И.

Нижний Новгород

2018г.

Содержание

1.Введение…………………………………………………………………………..

2.Исходные данные………………………………………………………………...

3.Выбор камбузной плиты…………………………………………………………

4.Выбор электродвигателя…………………………………………………………

5.Выбор кабеля для передачи электроэнергии от распределительного щита генератора G к потребителям……………………………………………………...

6.Выбор аппаратуры защиты………………………………………………………

7.Список использованных источников……………………………………………

1.Введение

Данная работа охватывает несколько типичных взаимозависимых электроэнергетических задач определения основных параметров элементов и режимов участка схемы судовой электроэнергетической системы (СЭЭС). По рассматриваемому в работе участку схемы СЭЭС производится передача электрической энергии от трёхфазного источника синусоидального напряжения к потребителям, в которых осуществляется ее преобразование в механическую и тепловую энергии. Подобные задачи решаются при проектировании судовых электроэнергетических систем.

2.Исходные данные

№	Номинальное линейное напряжение генератора, B	Длина фидера к, м	Мощность камбузной плиты, кВт	Частота вращения механизма, об/мин	Момент на валу механизма, Н*м	Активная составляющая сопротивления изоляции, кОм	Ёмкость фазы относительно корпуса, мкФ
7	230	150	13.0	700-750	32	0.5-20-500	0.007-0.3-6

R_H


L=50

Г

Д

K_d

K_H

M, n

H

M

K


3.Выбор камбузной плиты

1.Выбираем камбузную плиту Н, судового типа по напряжению U, и потребляемой мощности Р_Н согласно таблице 1 и таблице 2 (1).

АПЭ 50

Род тока: трёхфазный переменный.

Напряжение, B: 220.

Потребляемая мощность, кВт: 13.2

Количество и мощность нагревательных плит, кВт: 3 x 3.5

Количество и мощность нагревательных духовок, кВт 3 x 1.25

2.Расчитаем потребляемые из сети мощность Р_{Н потр} и ток, полагая коэффициент ή равным 90% и коэффициент мощности равным единице .





3.Составим и вычертим эквивалентную трёхфазную схему замещения Н с соединением фаз «звездой» (рисунок) и определим комплекс полного сопротивления каждой из фаз схемы замещения.

Определим расчетный ток участка кабельной сети для трехфазного потребителя при активной нагрузке:



Рассчитаем потери мощности в камбузной плите на полезное преобразование электрической энергии в тепловую:









4.Рассчитаем участок судовой кабельной сети для камбузной плиты
В таблице 3 [1] для каждой площади сечения токопроводящих жил трехжильного кабеля марки КНРП указана допустимая сила тока при продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы. Выберем сечение жил кабеля К_н (таблица 3[1]) типа КНРП по величине тока фазы.

Т.к. Iras= 37.8 А, то выберем кабель со следующими характеристиками:

F= 6 мм² - Площадь сечения

Inag= 40А - Длительный режим нагрузки


Схема замещения камбузной плиты

4.Выбор электродвигателя

1.Оценим мощность, потребляемую электродвигателем Д, вращающим механизм М (см. рисунок):
об/мин



=32*73=2496 кВт = 2,5 кВт.

2.Выберем по таблице 4 [1] асинхронный двигатель в соответствии с расчетом в п.3.1. и приведем его основные технические данные.
4А132М8ОМ2 - Тип электродвигателя

Мощность, кВт 5,5

Частота вращения, об/мин 720

Линейный ток, А 24,0

КПД, % 83,0

Коэфф. cosφ 0,74

Кратность пускового тока 5,5


3.Рассчитаем активную и реактивную составляющие тока в фазе кабеля:





4.Рассчитаем активную P_Д и реактивную Q_Д и полную S_Д мощности, потребляемые электродвигателем, при работе механизма, предполагая, что напряжение, частота вращения, коэффициент мощности и КПД имеют номинальную для выбранного двигателя значения, а момент вращения равен заданному.

=220*24*0,74=3,9Квт

220*24*0,67=3,5 кВА

=
5.Составим и вычертим эквивалентную трехфазную схему замещения электродвигателя с соединением фаз "треугольник" (рисунок 3) и рассчитаем комплекс полного сопротивления каждой из фаз в схеме замещения.
RD=U/ =220/13,9=15,8 Ом

XD=U/ =220/12,6=17,4 Ом

ZD= =23,5Ом

6.Определим габаритные размеры электродвигателя по таблице 5 [1] и выполним эскиз (рисунок4) его внешнего вида для модификации М-100.


В

С

А



300

260

452



Эскиз внешнего вида асинхронного электродвигателя модификации

4А112М80М2

7.Выбираем сечение жил кабеля Кд типа КНРП для питания электродвигателя.

Расчётный ток участка кабельной сети:



По таблице 3 выберем кабель типа КНРП со следующими характеристиками:






5.Выбор кабеля для передачи электроэнергии от распределительного щита генератора G к потребителям
1.Рассчитаем модуль, активную и реактивную составляющие тока в фазе кабеля К при одновременном питании электродвигателя и камбузной плиты по формулам(2,4,5,6,7)







2.Выбираем сечение жил кабеля по таблице2 типа КНРП по условию допустимого его нагрева током





3.Рассчитаем комплекс полного сопротивления в фазе кабеля К, предполагая, что ее температура 65˚С. По таблицам 6,7 [1] определим значения активного и реактивного электрического сопротивления в жиле кабеля К:






4.Рассчитаем комплекс падения напряжения в кабеле К.
=



Полученное значение удовлетворяет требованиям Правил Российского Речного Регистра, установленным для силовых потребителей, нагревательных и отопительных приборов – не зависимо от напряжения – не более 7%.
5.Определяем потери напряжения в кабеле как разность модулей векторов напряжения в начале и в конце кабеля.



6.Выбор аппаратуры защиты

Все потребители и источники энергии необходимо защищать от токов короткого замыкания и перегрузки.

Выберем автоматические выключатели для защиты генератора и потребителей от токов к.з. и тепловые реле для защиты электродвигателя от перегрузки.
1.Выберем автоматический выключатель в фазе электродвигателя по рабочему напряжению, рабочему току и конструктивному исполнению: сначала номинальные напряжения и ток выключателя, а затем номинальный ток максимального расцепителя.


















Выберем автомат на 3-х фазный электродвигатель:

АЗ114Р комбинированный расцепитель

Число полюсов – 3

I_ном =30 А

I_{уст кз} =300 А

Р –регистровый выключатель

Выберем автоматический выключатель в фазе камбузной плиты по рабочему напряжению, рабочему току и конструктивному исполнению.

I_раб I_ном

I_раб = 37.4


Для защиты электродвигателя от перегрузки выберем тепловое реле по номинальному току.

I_ном = 18,8 А

Типоисполнение ТРТ133

Максимальный ток продолжительного режима -26

Расчёт электробезопасности

Значения R: Значения С:

R_ч = 1000 Ом С_а = 0,007 мкФ

R_а = 0,5 кОм С_в = 0,3 мкФ

R_в = 20 кОм С_с = 6 мкФ

R_с = 500 кОм


С учётом активной составляющей сопротивления фаз:

С_а = С_в = С_с = 0
I_a = = 0,188 A
I_b = = 0,028 A

I_c = = 0,0013 A






Список использованных источников

1. 
   Самулеев В.И., Александров В.В., Гусакова Т.Н. Расчет основных элементов участка судовой электроэнергетической системы.- метод. указ./ ФГОУ ВПО "ВГАВТ". –
   

- Н.Новгород: 2010. - 32 с.