Расчет судовой электрической станции. Работа. Курсовой проект по дисциплине Судовые автоматизированные электроэнергетические системы

• Название: Курсовой проект по дисциплине Судовые автоматизированные электроэнергетические системы
• Анкор: Расчет судовой электрической станции
• Дата: 04.05.2022
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: Работа.docx
• Тип: Курсовой проект; #512148
• страница: 2 из 8

Расчет мощности СЭЭС и выбор электрогенераторов

Нагрузка генераторов СЭЭС характеризуется мощностью, значение которой в любой момент времени равно мощности, потребляемой прием­никами электроэнергии, с учетом потери ее в линиях передачи. Следова­тельно, задача по определению нагрузки генераторов заключается в опре­делении мощности, потребляемой приемниками электроэнергии.

Современные суда насыщены разнообразными приемниками электро­энергии (электрифицированными механизмами и устройствами), коли­чество и установленная мощность которых связаны с назначением, водо­измещением, типом силовой установки и другими отличительными особенностями судов.

Мощность, потребляемая приемниками электроэнергии, зависит от интенсивности их использования в различных режимах эксплуатации су­дов в процессе выполнения конкретного рейса от выхода до прихода в порт приписки. При этом существенное значение имеют количество и вид перевозимого груза, скорость хода, район плавания, состояние мо­ря, время года и т. п. Благодаря такой зависимости изменение мощности приемников электроэнергии и формирование нагрузки генераторов СЭЭС в значительной степени имеет случайный (вероятностный) характер, что учитывается при проектировании СЭЭС. Для этого составляют табли­цу расчета нагрузок генераторов.

В зависимости от типа и назначения судна рассматривают, например, следующие режимы эксплуатации судна:

для грузовых транспортных судов — стоянка без погрузки и с по­грузкой, съемка с якоря, ходовой и аварийный;

для пассажирских судов — стоянка без пассажиров и с пассажирами, съемка с якоря, ходовой и аварийный;

для промысловых судов — стоянка, съемка с якоря, ход на промысел, ход во время промысла, аварийный;

для ледоколов — стоянка, ход в чистой воде, ход во льдах, ава­рийный;

для плавкрана — стоянка без работы и с работой грузовых устройств, переход на другое место работы, аварийный.

При этом необходимо учитывать режимы, в которых ожидается наи­большая, наименьшая и промежуточные по значению между ними нагруз­ки генераторов.

Таблица нагрузок электропотребителей СЭС для упрощения содержит только три режима работы (стоян­ка, ходовой и аварийный), которые являются общими для судов всех ти­пов и назначений.

В об­щем случае приемники электроэнергии по графикам работы подразделяют на работающие не­прерывно (НР), периодически (ПР) или эпизодически (ЭР).

Непрерывно работающими являются однократно включаемые прием­ники, время работы которых составляет 70-100% от продолжительности режима эксплуатации судна. Если продолжительность режима исчисляется сутками, то непрерывно работающими являются приемники, время рабо­ты которых составляет 17-24 ч в сутки.

Периодически работающими являются многократно включаемые приемники, суммарное время работы которых составляет 15-70 % от про­должительности режима, т. е. в пределах 3,5-17 ч в сутки.

Эпизодически работающими являются однократно или многократно включаемые приемники, суммарное время работы которых менее 15 % от продолжительности режима, т. е. менее 3,5 ч в сутки.

Коэффициентом загрузки приемника называется отношение его фак­тической потребляемой мощности в данном режиме к номинальной по­требляемой мощности.

Коэффициент загрузки электродвигателей вентиляторов, насосов и компрес­соров находится в пределах 0,8-0,9, так как мощность их двигателей всегда выбирается с некоторым запасом.

Загрузка рулевого устройства зависит от состояния моря, скорости судна и скорости перекладки руля. Мощность рулевого электропривода выбирается по наиболее тяжелому режиму работы. Поэтому коэффи­циент загрузки рулевого электропривода, как правило, следует прини­мать 0,6-0,9.

Загрузка шпилей и брашпилей зависит от глубины стоянки, состояния моря и силы ветра. Мощность их электроприводов выбирается по наибо­лее тяжелым условиям работы. Поэтому коэффициент загрузки шпилей и брашпилей обычно принимают 0,7-0,9.

Загрузка кранов зависит от ви­да груза, масса которого часто бы­вает меньше номинальной (расчет­ной). Поэтому коэффициент за­грузки кранов следует принимать в пределах 0,8-0,9.

Загрузка буксирных лебедок зависит от состояния моря и вида буксируемого объекта. Коэффи­циент загрузки таких лебедок сле­дует принимать 0,6-0,9.

Загрузка камбузного оборудо­вания зависит от численности пас­сажиров и экипажа судна. Эта чис­ленность существенно изменяется в режиме стоянки судна по сравне­нию со всеми другими режимами (когда судно находится в море). Поэтому коэффициент загрузки камбузного оборудования в режиме стоянки следует принимать 0,4-0,6, в других режимах – близким к единице.

Мощность противопожарных и осушительных средств выбираем по аварийному режиму работы судна. В других режимах эти средства мо­гут работать с коэффициентом загрузки 0,6-0,9.

Значение коэффициента мощности опреде­ляем на основании кривой рис. 1.1 в зависимости от коэффициента за­грузки.



Рис.1.1. Изменение коэффициента мощности асинхронного двигателя в зависимости от коэффициента его загрузки 1, 2– для двигателей мощностью до и свыше 10 кВт соответственно

Количество приемников, работающих в данном режиме, определя­ем в зависимости от наличия резерва, условий их эксплуатации и других особенностей.

Для освещения и подобных приемников , а количество работаю­щих приемников учитываем долевым коэффициентом от мощности.

Подобный анализ работы приемников электроэнергии производится применительно к экстремальным условиям эксплуатации судов, наиболее сложному маневрированию, темному времени суток, холодному или жар­кому периоду года, полной загрузке трюмов, полному количеству пас­сажиров и т. п.

Значение потребляемой активной мощности определяем по формуле, кВт,



где – номинальная потребляемая мощность, кВт; – коэффициент загрузки; – количество работающих приемников.

Значение потребляемой реактивной мощности определяем по формуле, кВА,



где – активная потребляемая мощность, кВт; – определяем в соответствии со значением коэффициента мощности.

При заполнении таблицы необходимо учитывать следующие особен­ности.

В режиме стоянки без грузовых операций (и без пассажиров) на суд­не находится часть экипажа, занимающегося профилактическими работа­ми и осмотром. При этом частично работает незначительное количество приемников электроэнергии, а именно: освещение и отопление, камбузное оборудование, средства связи, общесудовые системы, станочное обо­рудование. Механизмы силовой установки, палубные и другие в режиме стоянки обычно не работают.

В режиме стоянки с погрузкой работают погрузо-разгрузочные сред­ства (краны, лебедки, грузовые насосы и др.). На судне находится весь экипаж, для которого должны быть созданы все условия обитаемости.

В режиме съемки с якоря судно полностью подготовлено к ходовому режиму, силовая установка работает с малой мощностью, на судне нахо­дится весь экипаж и все пассажиры. Работают якореподъемные и швартов­ные устройства.

В ходовом режиме работает большая часть приемников электроэнер­гии за исключением аварийных, резервных, швартовных, погрузочных, спасательных и других специализированных средств. При этом создается полный комфорт для экипажа и пассажиров. Работают механизмы, обес­печивающие ход судна. Действуют средства судовождения и связи.

Ходовой режим ледоколов во льдах характеризуется работой крено- дифферентных насосов. Ходовой промысловый режим добывающих судов характеризуется работой тральных, сейнерных и других лебедок.

В качестве аварийного в таблице рассматривается режим, который характеризуется возникновением на судне пожара, затоплением помеще­ний и т. п. при сохранении работоспособности генераторов СЭЭС. При этом можно отказаться от работы механизмов и систем, обеспечивающих комфорт для экипажа и пассажиров (камбуза, электрического отопле­ния, общесудовой вентиляции, кондиционирования воздуха и т. п.). От­ключается вентиляция, перекачка топлива и масла в помещениях, где ведется борьба с пожаром, но обязательно должны работать приемники электроэнергии, обеспечивающие ход судна, внешнюю и внутреннюю связь, судовождение, а такжё противопожарные, осушительные и другие спасательные средства.

После заполнения таблицы подводят итоги. Путем арифметического сложения численных значений, определяют суммарные значения активной и реактивной мощностей, потребляемых приемниками с графиком работы HP и с графи­ком работы ПР ;

;

;

Далее определяем значение коэффициента разновременности (или участия в суммарной нагрузке) , учитывающего различие графиков ра­боты приемников электроэнергии и вероятность совместной их работы в данном эксплуатационном режиме, в зависимости от соотношения мощ­ности непрерывно и периодически работающих приемников, а именно: при ; при ; при .

После этого определяем нагрузку генераторов, т. е. итоговые значения потребляемой приемниками активной, реактивной и полной мощности, а также средневзвешенного коэффициента мощности по формулам соот­ветственно:

;

;

;

,

где – коэффициент, учитывающий потерю мощности в сети (для ма­лых судов – 1,02, для средних – 1,03, для крупных – 1,04). На этом со­ставление таблицы нагрузок генераторов заканчивается.