Данные для проекта 911В. Курсовой проект По дисциплине мдк 01. 01 Эксплуатация и ремонт судовых электрических машин, электроэнергетических систем и электроприводов, электрических систем автоматики и контроля На тему Проектирование судовой электроэнергетической системы
 Скачать 121.5 Kb.
|
 Электромеханическое отделение___________________ Оценка ___________________________ Подпись ___________________________ Дата Курсовой проект По дисциплине: МДК 01.01 Эксплуатация и ремонт судовых электрических машин, электроэнергетических систем и электроприводов, электрических систем автоматики и контроля На тему: Проектирование судовой электроэнергетической системы РУКОВОДИТЕЛЬ: ____________________________ (ученая степень, должность) ____________________________ (Ф.И.О.) КУРСАНТ: ____________________________ (форма обучения, гр., шифр) ____________________________ (Ф.И.О.) ________________________ (Рег. №) ________________________ (дата) ________________________ (подпись лаборанта) Омск 2019 Федеральное агентство морского и речного транспорта Омский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» Подразделение СПО ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по специальной дисциплине «Эксплуатация и ремонт судовых электрических машин, электроэнергетических систем и электроприводов, электрических систем автоматики и контроля»
Тема проекта «Проектирование судовой электроэнергетической системы» Задание 1. Дать характеристику технических параметров судна проекта …………………………. 2. Выбрать род тока, номинальное значение частоты и напряжения судовой энергосистемы. 3. Рассчитать величину требуемых генерирующих мощностей судовой электроэнергетической системы для всех режимов работы судна табличным методом. 4. Выбрать количество и мощность генераторных агрегатов основной электростанции. 5. Выбрать количество и номинальную мощность трансформаторов. 6. Выбрать аварийный источник электроэнергии. 7. Разработать структурную схему судовой электроэнергетической системы. 8. Разработать принципиальную схему судовой электростанции. 9. Выбрать сечения кабелей и проверить по допустимой потере напряжения. 10. Выбрать сечение шинопровода. 11. Выбрать аппараты защиты электрических сетей – предохранители и автоматические выключатели. 12. Сделать выводы. 13. Оформить список использованных источников. Дата выдачи задания: Срок сдачи на проверку: Срок защиты: Руководитель преподаватель общетехнических и электромеханических дисциплин _____________ И.И.Лебедева Задание принял к исполнению _____________ (подпись) СОДЕРЖАНИЕ Введение.................................................................................................................... 1 Техническая характеристика судна……………………………………………… 2 Режимы работы судна……………………………………………………………. 3 Выбор рода тока, номинальных значений частоты и напряжения судовой энергосистемы………………………………………………………………………. 4 Проектирование судовой электроэнергетической системы…………………… 4.1 Расчет мощности судовой электростанции…………………………………….. 4.2 Выбор числа и мощности генераторных агрегатов основной электростанции………………………………........………………………………… 4.3 Выбор количества и номинальной мощности трансформаторов 4.4 Выбор аварийного источника электроэнергии……………………………….. 5 Разработка схем основных цепей………………………………………………… 5.1 Разработка структурной схемы судовой электроэнергетической системы………………………………………………………………………………. 5.2 Разработка принципиальной схемы судовой электростанции……………….. 6 Расчет электрических сетей………………………………………………………. 6.1 Выбор сечения кабелей …………………………….......……………………… 6.2 Проверка кабелей по допустимой потере напряжения………………………. 6.3 Выбор сечения шинопровода…………………………………………………. 7 Выбор аппаратов защиты электрических сетей………………………………… 7.1 Выбор предохранителей.................................................................................... 7.2 Выбор автоматических выключателей………………………………………… 8 Обслуживание главного распределительного щита и других распределительных щитов ………………………………………………………… Заключение……………………...…………………………………………..………. Список использованных источников ………………………………………..……. Приложение А.Технические параметры судна…………………………………… Дать характеристику технических параметров судна проекта 911В Тип судна: двухвинтовой толкач с развитым полубаком, одноярусной надстройкой и приподнятой рулевой рубкой. Назначение: толкание сухогрузных и наливных судов с нефтепродуктами III и I V классов. Буксировка сухогрузных и наливных судов с нефтепродуктами III и I V классов. Буксировка плотов на реках, где нет молевого сплава. Класс Российского Речного Регистра: «Р». Таблица 1.1
Таблица 1.2
Выбрать род тока, номинальное значение частоты и напряжения судовой энергосистемы Проектирование СЭЭС начинается с решения вопроса о выборе рода тока. На начальном этапе, преимущественное применение нашел постоянный ток. Причины этого заключались в том, что, во-первых, технология производства постоянного тока была в то время намного лучше разработана и освоена учеными и инженерами, во-вторых, большая часть электроприемников (в том числе электродвигатели) выпускалась промышленностью на постоянном токе, в-третьих, возможности регулирования электропривода на постоянном токе были практически недосягаемы для электропривода переменного тока. Ситуация качественно изменилась в конце 19 века, когда промышленность перешла к массовому выпуску трехфазных асинхронных двигателей, которые по простоте конструкции и надежности намного превосходили двигатели постоянного тока и при этом имели меньшую массу, габариты и стоимость. С этого момента техника переменного тока занимает все более значительное место на флоте, пока не становится к середине 20-го века доминирующей. В этот период СЭЭС строились на переменном и постоянном токе и решающим аргументом в выборе рода тока являлся состав потребителей. Следующий значительный этап в развитии силовой электротехники связан с широким внедрением во второй половине 20 века полупроводниковой техники и созданием на ее основе надежных и дешевых преобразователей: выпрямителей, инверторов, преобразователей частоты, бесконтактных коммутаторов, регуляторов напряжения и т.д. С этого времени СЭЭС стали строится преимущественно на переменном токе так как, с одной стороны, появились электроприводы переменного тока с характеристиками, близкими к характеристикам электроприводов постоянного тока, с другой, - получить при необходимости из переменного тока постоянный более не представляло серьезной технической проблемы Переменный ток для СЭЭС, кроме общеизвестных технических преимуществ перед постоянным, дает возможность: - разделять СЭЭС с помощью трансформаторов на силовую и осветительную; - получать электроэнергию непосредственно от береговой сети без ее дополнительного преобразования; -передавать и распределять электроэнергию с меньшими потерями. Также применяются три варианта организации судовых энергосистем: 1. СЭЭС на переменном токе; 2. СЭЭС на постоянном токе; 3. Одна часть СЭЭС на переменном, другая – на постоянном токе. При выборе номинального напряжения СЭЭС необходимо принять во внимание следующие соображения. Значения мощности, тока и напряжения для любого элемента (генератора, трансформатора, потребителей и т.д.) электроэнергетической системы связаны зависимостями: для цепей постоянного тока P=UI, где Р – мощность, Вт; U – напряжение между полюсами, В; I – ток, А. для цепей переменного однофазного тока S=UI, где S – потребляемая, генерируемая или передаваемая полная мощность, ВА; U – действующее значение напряжения на зажимах аппарата, машины, кабеля и т.п., В; I – действующее значение тока, А. для цепей переменного трехфазного тока S=  UлI,где Uл – линейное значение напряжения, В Для каждой конкретной энергосистемы с учетом ее мощности, структуры, состава потребителей всегда можно найти оптимальное значение номинального напряжения. Важным фактором при выборе номинального напряжения СЭЭС является то, что в отличие от больших энергосистем, расстояния, на которые передается электроэнергия, ограничены размерами судна. Поэтому относительно редко возникает необходимость применять напряжение выше 400 В. Тем более, что бóльшая часть потребителей имеет номинальное напряжение 220 и 380 В и выбор других значений напряжения СЭЭС требует дополнительной установки повышающих (понижающих) трансформаторов. При выборе номинального напряжения СЭЭС имеет значение и напряжение береговых систем электроснабжения, особенно при постоянном питании с берега. 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 кВА снижаются в 2-4 раза . 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. Рассчитать величину требуемых генерирующих мощностей судовой электроэнергетической системы для всех режимов работы судна табличным методом В настоящее время общепринятым является табличный метод расчета мощности судовых электростанций - он используется в практике всех проектных организаций, проектирующих вспомогательные механизмы и судовое электрооборудование речных судов. Достоинством этого метода является большая надежность, возможность анализа работы любого отдельного механизма или приёмника электроэнергии во всех режимах работы судна, возможность определения некоторых дополнительных показателей (расчетных значений реактивной мощности, средневзвешенного cos f и др.) В первой графе таблицы перечисляются все без исключения потребители электроэнергии, имеющиеся на судне. При этом целесообразно разбить потребители на следующие группы : 1. Системы обслуживающие силовую установку. 2. Общесудовые системы. 3. Грузовое устройство. 4. Рулевое устройство. 5. Якорно-швартовое устройство. 6. Спасательное устройство. 7. Радионавигационное оборудование. 8. Прочее оборудование. 9. Аварийные потребители. В последующих графах указываются их все необходимые данные : - тип потребителя электроэнергии. - их количество. - расчетная мощность на валу механизма Р (кВт). - установленная номинальная мощность потребителя (двигателя) Р (кВт). - коэффициент использования двигателя Ки. Таблица 1.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||