курсовая готовая К. Сээс 1
 Скачать 334.93 Kb.
|
Средневзвешенный коэффициент мощности нагрузки в каждом режиме работы находится по формуле: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=| Генератор серии МСК | |
| Тип генератора | МСК91 - 4 |
| Мощность кВт | 75 |
| Номинальное напряжение | 400 и 230 |
| Частота вращения об/мин | 1500 |
| КПД % | 88.7 |
| Соединения фаз | звездой с выведен ной нулевой точкой. |
7 Расчет элементов автоматики подключенные в ГРЩ
Таблица 7-Перечень элементов автоматики, подключаемого в ГРЩ
| № п/п | Наименование потребителей | Номинальная мощность потреблений Р-ном, кВт | Номинал. ток потр. I ном, А | Расчётный ток Потр-ля Iрасч.расцеп, А | Тип выклю- чателя | Номинал. ток автом. Iн. авт., А | Номинал. ток расцепит. Iн.расц,А |
| 1 | Лебедка шлюпочная | 3.5 | 11 | 11 | C | 15 | 30 |
| 2 | Насос фекальный | 3.5 | 11 | 11 | C | 15 | 30 |
| 3 | Насос питательный | 2.2 | 8 | 8 | C | 10 | 20 |
| 4 | Насос циркуляционный | 2.2 | 8 | 8 | C | 10 | 20 |
| 5 | Вентилятор МО | 3.5 | 11 | 11 | C | 15 | 45 |
| 6 | Вентилятор столовой и камбуза | 0.37 | 1 | 1 | C | 5 | 15 |
| 7 | Вентилятор прачечной, душевой и уборной | 0.25 | 0.9 | 0.9 | C | 5 | 15 |
| 8 | Насос забортной воды | 2.5 | 9 | 9 | C | 10 | 30 |
| 9 | Насос горячей воды | 2.2 | 8 | 8 | | 10 | 30 |
| 10 | Насос топливный | 1.5 | 5 | 5 | C | 10 | 35 |
| 11 | Насос циркулярной горячей воды | 0.55 | 1 | 1 | C | 5 | 15 |
| 12 | Насос масляный | 1.5 | 5 | 5 | C | 10 | 30 |
| 13 | Насос масляный резервный главных двигателей | 5.0 | 18 | 18 | C | 20 | 40 |
| 14 | Насос балластно - осушительный | 5.5 | 17 | 17 | C | 20 | 40 |
| 15 | Насос пожарный | 15 | 51 | 51 | C | 55 | 95 |
| 16 | Брашпиль | 6/3.5 | 20 | 20 | C | 30 | 60 |
| 17 | Шпиль | 5.5/2.5 | 18 | 18 | C | 20 | 50 |
| 18 | Лебедка Буксирная | 8 | 29 | 29 | C | 30 | 70 |
| 19 | Компрессор | 8 | 29 | 29 | C | 30 | 60 |
| 20 | Электроточило | 0.36 | 1 | 1 | C | 5 | 15 |
| 21 | Электрокамбузная плита | 10 | 34 | 34 | C | 35 | 50 |
| 22 | Электрокипятильник | 2.1 | 9 | 9 | C | 10 | 20 |
| 23 | Освещение | 9 | 40 | 40 | C | 45 | 75 |
| 24 | Прожектор | 11 | 50 | 50 | C | 50 | 90 |
| 25 | Зарядное устройство | 2 | 7 | 7 | C | 10 | 30 |
| 26 | Сварочный трансформатор | 9 | 35 | 35 | C | 40 | 70 |
| 27 | Радионавигационное оборудование | 5 | 18 | 18 | C | 20 | 45 |
| 28 | Электрогрелки | 10 | 45 | 45 | C | 50 | 85 |
| 29 | Прочая электрическая нагрузка | 14 | 63 | 63 | C | 65 | 98 |
Расчет номинальных токов потребителей находится по формуле:
(16)Лебедка шлюпочная
I= (P/V) × cosφ =3.5 / 220 = 11 A
Насос фекальный
I= (P/V) × cosφ=3.5 / 220 = 11 A
Насос питательный
I= (P/V) × cosφ =2.2 / 220 = 8 A
Насос циркуляционный
I= (P/V) × cosφ =2.2 / 220 = 8A
Вентилятор МО
I= (P/V) × cosφ=3.5 / 220 = 11 A
Вентилятор столовой и камбуза
I= (P/V) × cosφ=0.37 / 220 = 1 A
Вентилятор прачечной, душевой и уборной
I= (P/V) × cosφ=0.25 / 220 = 0.9 A
Насос забортной воды
I= (P/V) × cosφ=2.5 / 220 =9 A
Насос горячей воды
I= (P/V) × cosφ=2.2 / 220 = 8 A
Насос топливный
I= (P/V) ×=1.5 / 220 = 5 A
Насос циркулярной горячей воды
I= (P/V) × cosφ=0.55 / 220 = 1 A
Насос масляный
I= (P/V) × cosφ =1.5 / 220 = 5 A
Насос масляный резервный ГД
I= (P/V) × cosφ=5 / 220 = 18 A
Насос балластно-осушительный
I= (P/V) × cosφ=5.5 / 220 = 17 A
Насос пожарный
I= (P/V) × cosφ=15 / 220 = 51 A
Брашпиль
I= (P/V) × cosφ= 6 / 220 = 20 A
Шпиль
I= (P/V) × cosφ=5.5 / 220 = 18 A
Лебедка буксирная
I= (P/V) × cosφ=8 / 220 = 29 A
Компрессор
I= (P/V) × cosφ=8 / 220 =29 A
Электроточило
I= (P/V) × cosφ=0.36 / 220 = 1 A
Электрокамбузная плита
I= (P/V) ×=10 / 220 = 34 A
Электрокипятильник
I= (P/V) × cosφ=2.1 / 220 = 9 A
Освещение
I= (P/V) × cosφ =9 / 220 = 40 A
Прожектор
I= (P/V) × cosφ=11 / 220 = 50 A
Зарядное устройство
I= (P/V) × cosφ=2 / 220 = 7 A
Сварочный трансформатор
I= (P/V) × cosφ=9 / 220 = 35 A
Радионавигационное оборудование
I= (P/V) × cosφ= 5 / 220 = 18 A
Электрогрелки
I= (P/V) × cosφ=10 / 220 = 45 A
Прочая электрическая нагрузка
I= (P/V) × cosφ=14 / 220 = 63 A
Поскольку установленное РКО требование о минимальном значении сечения кабеля составляет 10 А/ 1 мм2, расчитывается с необходимым запасом в 15% ,из этого следует, что:
(17)Выбран медный кабель марки NYM, с двойной изоляцией, так как он одобрен РРР и имеет широкий диапазон сечений.
Лебедка шлюпочная
Насос фекальный
Насос питательный
Насос циркуляционный
Вентилятор МО
Вентилятор столовой и камбуза
Вентилятор прачечной, душевой и уборной
Насос забортной воды
Насос горячей воды
Насос топливный
Насос циркулярной горячей воды
Насос масляный
Насос масляный резервный ГД
Насос балластно-осушительный
Насос пожарный
Брашпиль
Шпиль
Лебедка буксирная
Компрессор
Электроточило
Электрокамбузная плита
Электрокипятильник
Освещение
Прожектор
Зарядное устройство
Радионавигационное оборудование
Электрогрелки
Прочая электрическая нагрузка
8 Выбор автоматических выключателей для потребителей
Автоматический выключатель – контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания.
Таблица 8 - Выбор автоматического выключателя для потребителей[7]
| Тип | Число полюсов | Вид расцепления | Номинальный ток |
| А3523 | 3 | Комбинированный | 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75,80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130 |
Расчет номинального тока нагрузки для генератора P=75кВт
I= 75 (кВТ) ÷ 220 (В)× cosµ* n(Кпд)= 234 (A)
Расчет кабеля
Выбор автоматического выключателя: AVR SX600–A SX 40
9 Система самовозбуждения и регулирования синхронного генератора
Конструктивные особенности, а также непрерывное усовершенствование синхронных генераторов с самовозбуждением привели к многообразию регуляторов. Однако принципиально все регуляторы обеспечивают выполнение одних и тех же задач, а именно:
- автоматическое регулирование напряжения генератора;
- передачу от обмоток статора через обмотки О1, О2, О3 и выпрямитель Вп (рис.1) в обмотку ротора энергии, необходимой для питания обмотки возбуждения генератора.
На рис.1 представлена в общем виде одна из возможных система самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения судового синхронного генератора. Система состоит из трансформатора фазового компаундирования ТрФК с тремя основными обмотками О1, О2, О3. Обмотки О1, О2 являются первичными, обмотка О3 - вторичной (выходной). Трансформатор имеет обмотку управления ОУ, включенную на корректор напряжения КН, схема которого не показана.
Рисунок 1 – Система самовозбуждения и автоматического регулирования синхронного генератора
Выходная обмотка О3 трансформатора подключена на трехфазный выпрямительный мост Вп, от которого подается в обмотку ротора (обозначена штриховой линией) постоянный ток возбуждения.
Процесс самовозбуждения синхронного генератора протекает следующим образом. Благодаря остаточному магнетизму железа ротора, при его вращении в обмотке статора наводится некоторая э.д.с. Под действием этой э.д.с. по обмотке О2 трансформатора течет переменный ток, под действием магнитного поля которого в обмотке О3 также наводится э.д.с. Под действием последней через выпрямитель Вп и, следовательно, через обмотку ротора потечет ток возбуждения, увеличивающий магнитный поток ротора, э.д.с. в обмотке статора, ток в обмотке О2 и т.д. Так как автомат генератора еще не включен, то обмотка О1 током не обтекается и в процессе самовозбуждения не участвует. Из-за небольшой величины начальной э.д.с., обусловленной остаточным магнетизмом железа, и большого сопротивления обмоток О2, О3 и выпрямителя Вп начальный ток возбуждения может оказаться недостаточным для самовозбуждения генератора. Тогда прибегают к дополнительным мерам, направленным на увеличение начального тока возбуждения (например, подача в обмотку ротора постоянного тока от аккумуляторов, установка на генераторе дополнительного генератора начального самовозбуждения и др.).
К окончанию процесса самовозбуждения генератора на его зажимах будет номинальное напряжение, а в обмотке О2 под действием этого напряжения потечет максимальный ток. После этого можно включать автомат «А» и нагружать генератор током нагрузки. Как известно, это приводит к уменьшению напряжения генератора, но теперь вступает в работу обмотка О1 которая создает магнитный поток, наводящий в обмотке О3 дополнительную э.д.с, что вызывает увеличение тока возбуждения в обмотке ротора и восстанавливает напряжение генератора до заданной величины.
Теперь рассмотрим, как трансформатор ТрФК осуществляет регулирование напряжения генератора в условиях изменения величины и характера нагрузки.
Предположим, генератор развивает номинальное напряжение, на его шины включено несколько потребителей. По обмотке О1 протекает ток нагрузки, генератора, по обмотке О2 - ток I2 и напряжения одной фазы генератора.
Вектор тока нагрузки I всегда является отстающим от вектора напряжения на некоторый угол φ, так как в полный ток нагрузки входит определенная доля индуктивного тока. Можно сказать, что положение вектора тока определяется величиной коэффициента мощности cosφ. Вектор тока отстает от вектора напряжения на угол 90° благодаря дросселю Др, включенному в цепь обмотки О2, т.е. ток этой обмотки индуктивный.
Токи создают в ТрФК магнитодвижущие силы (м.д.с). Векторы м.д.с. всегда совпадают с векторами тока. М.д.с. F3 является геометрической суммой векторов м.д.с. обмоток О1 и О2. Величина тока возбуждения пропорциональна величине м.д.с. обмотки О3.
Предположим, что нагрузка на генератор увеличится, но без изменения ее характера (фазы). Генератор уменьшит свое напряжение но одновременно увеличится и м.д.с. в обмотке О3.Это приведет к увеличению тока возбуждения генератора и восстановлению его напряжения до номинального значения. Такая реакция ТрФК на изменение величины нагрузки называется амплитудным компаундированием.
В практике эксплуатации синхронных генераторов встречаются случаи, когда величина полного тока генератора не изменяется, но доля индуктивного тока увеличивается, т.е. уменьшается cosφ (увеличивается угол φ). В результате генератор уменьшает напряжение. Но м.д.с. вторичной обмотки О3 ТрФК увеличивается. Следовательно, увеличивается ток возбуждения и напряжение генератора восстанавливается до нормы. Реакция ТрФК на изменение нагрузки по характеру, называется фазовым компаундированием.
Таким образом доказано, что трансформатор фазового компаундирования осуществляет регулирование напряжения генератора по возмущающему воздействию току нагрузки (амплитудное компундирование) и характеру нагрузки (фазовое компаундирование). Это называется амплитудно-фазовым компаундированием.
ТрФК (см. рис.1) не может обеспечить высокую точность регулирования напряжения генератора, поэтому система регулирования снабжается корректором напряжения КН. Схемы корректоров напряжения очень разнообразны и довольно сложны, их строят на бесконтактных устройствах типа магнитных усилителей, а в последнее время - на полупроводниковых элементах. Принципиально все корректоры напряжения выполняют следующие функции: регулирование напряжения генератора по отклонению регулируемой величины. Например, если ТрФК произвел регулирование недостаточно точно и напряжение на шинах не соответствует заданной величине, то корректор осуществляет подрегулирование; (регулирование по изменению частоты вращения генератора; регулирование по температурным изменениям; распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами).
Корректор напряжения в процессе регулирования изменяет ток в обмотке управления ОУ, расположенной в ТрФК, тогда изменяется общее намагничивание железа ТрФК и величина индуктируемого тока в обмотке О3. Это изменяет величину главного параметра регулирования - тока возбуждения генератора.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных расчетов было выявлено, что генератор МСК91-4 на 75 кВт, удовлетворяет всем требованиям РКО и характеристикам судна, так как имеет необходимый запас мощности при разных режимах работы. Также был произведен расчет кабелей для всех потребителей. А установка автоматизированной системы регулирования частоты вращения приводного двигателя, позволит облегчить работу обслуживающего персонала.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Судовые синхронные генераторы серии МСК [электронный ресурс] https://servomotors.ru/documentation/electromotor/book2/book2p38.html (дата обращения 5.02.23)
2. Синхронные генераторы серий МСК И МСКФ [электронный ресурс] https://electro.mashinform.ru/generatory-moshchnostyu-do-100-kvt/sinhronnye-generatory-serij-msk-i-mskf-obj4078.html (дата обращения 10.02.23)
3. Справочник судового электротехника. /Под ред. Г.И. Китаенко - 2-е изд., перераб. и доп. В двух томах, Т.2. — Л.: Судостроение, 1983.
4. Справочные данные по электрооборудованию. /Сост.Б.В.Дьяков. В трех томах, Т.3.- М.: Энергия. 1967.