Курсовая. Сибирский

• Название: Сибирский
• Анкор: Курсовая
• Дата: 02.05.2023
• Размер: 1.04 Mb.
• Имя файла: Kursovaya_SAEES.docx
• Тип: Курсовая; #1102310
• страница: 3 из 3

2) Емкость генераторов:
_{Сг = 0,01*(Pг1+Рг2+Рг3)*10^-3 = 0,01*(100+100+100)*10^-3 = 0,003 мкФ}
3) Ёмкость двигателей при P>10 кВт: С=0,003 мкФ

Ёмкость двигателей при P<10 кВт: С=0,005 мкФ

_{Сэд = 12*0,003 + 17*0,005 = 0,036 + 0,085 = 0,121 мкФ}

4) Емкость судовой сети:
Сф = 6,27431*10^-9 + (0,003+0,121)*10^-6 =0,1303*10^-6
5) Ток, проходящий через тело человека, А:

А

Так как ток, проходящий через тело человека, меньше допустимого ( мА), то устанавливать компенсаторы емкостных токов утечки необязательно.

16. 
    Расчёт токов короткого замыкания
    

G3

G2

G1
К3

А4
К2
А1 А2 К1 А3

№ п/п	Наименование	Сопротивление, мОм		примечание
		активное	реактивное
Участок до точки К1
1	Участок 1-12 цепи G1
1.1	Автоматический выключатель 150/1500 – 1 шт.	0,335	0,29
1.2	Разъединитель 200А 1 шт.	6,3	-----
1.3	Трансформатор тока 200/5 2шт	0.24	0.04
1.4	Кабель 4*65 10 м.	2,2	0.74
1.5	Провод 1 70 2 м.	0.48	0.606
1.6	Соединительная клемма 70 мм 10 шт	1.1	-----
1.7	Соединительная клемма 120 мм 2 шт	0.15	-----
1.8	Суммарное сопротивление	10,9	1.696
1.9	Суммарное в о.е.	0.019	0.003
	Генератор МСК 94-4
1	Сверхпереходное	0,0359	0,185
2	Установившиеся	0,0359	2,149
	Сопротивление цепи
1	Сверхпереходное	0,0449	0,188
2	Установившиеся	0,0449	1,152

17. 
    Расчёт отклонений напряжения
    

Изменение напряжения в сети, возникающее при пуске мощного асинхронного двигателя, не должно приводить к уменьшению напряжения на выводах приемников электроэнергии более, чем на 35 %. Обычно это требование выполняется в случае, если изменение напряжения на ши-нах ГРЩ не превышает 20 %. Падение напряжения в кабеле запускаемого электродвигателя по нормам Правил Регистра [1] не должно превышать 25 %. Следует учесть, что при этом современные регуляторы напряжения синхронных генераторов восстанавливают его за время 0,5–0,7 с, что позволяет при расчете изменения напряжения ограничиться определением лишь величины максимального (первоначального) изменения напряжения.

Исходные данные.

Тип синхронного генератора.	Количество, шт.	Полная Номинальная мощность, SкВт	Номинальное напряжение Uном, В	Номинальный ток Iном, A	Сопротивление			Сопротивление		Постоянная времени
					По продольной оси			По поперечной оси
					Xd	X`d	X``d	Xg	X``g	Т`d.c	T``d.c
МСК 94 - 4	4	50	400	140	2	0,21	0,143	0,946	0,946	0,159	0,003

Предварительная нагрузка:

Полная мощность: S₁ = (50^2 + 40^2)^0.5 = 64 кВА

Коэффициент мощности: Cos ₁ = 0,8

1. 
   Включаемый приёмник (нагрузка) –подруль, его данные изложены в таблице:
   

Pдном	Nдном	Uдном	Iдном	Ηдном	Cosφ3 ном	К=Мп/Мном
75	2955	380	134	0,905	0,89	1	7

S_вк = S_дп = K_iп * S_дном

S_дном = 75/0,89 = 84,27

S_вк = 7 * 84,27 = 589,89

Cos _вк = Cos _п

Cos _п = (1 +)/(1 + 2 + (1/S_к)^2)^0.5 = 0,4

2. 
   Базисные значения величин (в системе С.Г.)
   

Напряжение: U_б = U_ном/(3)^0.5 = 400/(3)^0.5 = 230.94

Сила тока: I_б = I_ном = 140

Сопротивление: Z_б = I_б / U_б = 0.714

Мощность: S_б = 3S_ном = 375 кВА

Проводимость: Y_б = U_б / I_б =1,4 о.е

3. 
   Проводимость нагрузок (приёмников) в о.е.
   

а) Предварительная

полная Y₁ = S₁ / S_б = 64/375 = 0,17 о.е

активная G₁ = Y₁ * Cos ₁ = 0.17 * 0.8 = 0.136 о.е

реактивная B₁ = Y₁*Sin ₁ = 0.17 * 0.6 = 0.102 о.е

б) Включаемой

полная Y_вк = S_вк / S_б = 589,89 / 375 = 1,57 о.е

активная G_вк = Y_вк * Cos _вк = 1,57 * 0,4 = 0,628 о.е

реактивная B_вк = Y_вк*Sin _вк = 1,57 * 0,92 = 1,44 о.е

в) Суммарная

активная G_сум = G₁ + G_вк = 0,136 + 0,628 = 0,764 о.е

реактивная B_сум = B₁ + B_вк = 0,102 + 1,44 = 1,542 о.е

полная Y_сум = Y₁ + Y_вк = 0,136 + 1,57 = 1,7 о.е

4. 
   Напряжение на выводах синхронного генератора при исходном установившемся режиме.
   

а) Вспомогательный параметр

γ₁ = G₁ * Х_g = 0,136 * 0,946 = 0,128 о.е

б) Составляющие напряжения

U_g1 = 1/(1+( γ₁)^2)^0.5 = 1/(1+(0.128)^2)^0.5 = 0.99 о.е

U_d1 = γ₁ * U_g1 = 0.128 * 0.99 = 0.126 о.е

в) Полное напряжение

U₁ = ((U_g1)^2 + (U_d1)^2)^0.5 = 0.997 о.е (проверка ≈ 1)

5. 
   Сила тока синхронного генератора при том же режиме
   

а) Составляющие:

I_d1 = G₁ * U_d1 + B₁ * U_g1 = 0.136 * 0.126 + 0.102 * 0.99 = 0.116 о.е

I_g1 = U_d1 / Х_g = 0.126 / 0.946 = 0.119 о.е

б) Полная сила тока

I₁ = ((I_g1)^2 + (I_d1)^2)^0.5 = 0,166 – проверка = Y₁

6. 
   ЭДС синхронного генератора при том же режиме.
   

а) Сверхпереходная

E”_d1 = U_d1 – Х”_g * I_g1 = 0.126 - 0.946 * 0.119 = 0.013 о.е

E”_g1 = U_g1 + Х”_d * I_d1 = 0.99 + 0.143 * 0.116 = 1 о.е

б) переходная

E’_g1 = U_g1 + Х’_d * I_d1 = 0.99 + 0.21 * 0.116 = 1.01 о.е

в) Наведённая основным магнитным потоком

E_g1 = U_g1 + Х_d * I_d1 = 0.99 + 2 * 0.116 = 1.22 о.е

7. 
   Напряжение синхронного генератора в начале сверхпереходного процесса после включения приёмника (нагрузки).
   

а) Вспомогательные параметры

по оси d: a”_d = G_сум * Х”_d = 0,764 * 0.143 = 0.109 о.е

b”_d = 1+ B_сум * Х”_d = 1 + 1.542 * 0.143 = 1.22 о.е

по оси g: a”_g = G_сум * Х”_g = 0,764 * 0.946 = 0,722 о.е

b”_g = 1+ B_сум * Х”_g = 1 + 1.542 * 0.946 = 2.45 о.е

c” = a”_d * a”_g + b”_d * b”_g = 0.109 * 0,722 + 1.22 * 2.45 = 3,067 о.е

б)Составляющие напряжения:

U”_d = E”_g1*a”_g/c” + E”_d1*b”_d/c” = 1,01*0,722/3,067 + 0,013*1,22/3,067 = 0.238 о.е

U”_g = E”_g1*b”_g/c” - E”_d1*a”_d/c” = 1,01*2,45/3,067 - 0,013*0,109/3,067 = 0.8 о.е

в) Полное напряжение

U” = ((U”_d)^2 + (U”_g)^2)^0.5 = ((0.238)^2 + (0.8)^2)^0.5 = 0.83 о.е

г) Отклонения напряжения

U = U” – 1 = - 0,17=17%

8. 
   Напряжение синхронного генератора в начале переходного процесса
   

а) Вспомогательные параметры

a’_d = G_сум * Х’_d = 1.1 * 0.245 = 0.27 о.е

b’_d = 1+ B_сум * Х’_d = 1 + 1.99 * 0.245 = 1.49 о.е

a’_g = G_сум * Х_g = 1.1 * 0.965 = 1.06 о.е

b’_g = 1+ B_сум * Х_g = 1 + 1.93 * 0.965 = 2.92 о.е

c’ = a’_d * a’_g + b’_d * b’_g = 0.27 * 1.06 + 1.49 * 2.92 = 4.65 о.е

б)Составляющие напряжения:

U’_d = E’_g1 * a’_g / c’ = 1.01 * 1.06 / 4.65 = 0.24 о.е

U’_g = E’_g1 * b’_g / c’ = 1.01 * 2.86 / 4.65 = 0.62 о.е

в) Полное напряжение

U’ = ((U’_d)^2 + (U’_g)^2)^0.5 = ((0.24)^2 + (0.62)^2)^0.5 = 0.66

г) Отклонения напряжения

U’ = U’ – 1 = - 0.14=14%

9. 
   Установившееся значение напряжений после переходного процесса:
   

а) Вспомогательные параметры

a_d = G_сум * Х_d = 1.1 * 2.149 = 2.36 о.е

b_d = 1+ B_сум * Х_d = 1 + 1.99 * 2.149 = 5.28 о.е

a_g = G_сум * Х_g = 1.1 * 0.965 = 1.06 о.е

b_g = 1+ B_сум * Х_g = 1 + 1.99 * 0.965 = 2.92 о.е

c = a_d * a_g + b_d * b_g = 2.36 * 1.06 + 5.28 * 2.92 = 17.92 о.е

б)Составляющие напряжения:

U_d = E_g1 * a_g / c = 1.41 * 1.06 / 17.92 = 0.08 о.е

U_g = E_g1 * b_g / c = 1.41 * 2.92 / 17.92 = 0.23 о.е

в) Полное напряжение

U = ((U_d)^2 + (U_g)^2)^0.5 = ((0.08)^2 + (0.23)^2)^0.5 = 0.24 о.е

г) Отклонения напряжения

U = U – 1 = - 0.16 =16%

10. 
    Изменение отклонений напряжения во времени. Постоянные времени с учетом влияния нагрузки С.Г
    

а) Сопротивление суммарной нагрузки

активное r_сум = G_сум /(Y_сум)^2 = 1,1 /(2,32)^2 = 0,2 о.е

реактивное X_сум = B_сум /(Y_сум)^2 = 1,99 /(2,32)^2 = 0,37 о.е

б) Расчётное сопротивление

активное r_р = r_а + r_сум = 0,0359 + 0,2 = 0,2359 о.е

в) Реактивные установившиеся

X_pd = X_d + X_сум = 2,149 + 0,37 = 2,519 о.е

X_pg = X_g + X_сум = 0.965 + 0,37 = 1.335 о.е

г) Реактивное переходное

X’_pd = X’_d + X_сум = 0.245 + 0,37 = 0.617 о.е

д) Реактивные сверхпереходные

X”_pd = X”_d + X_сум = 0.185 + 0,37 = 0.555 о.е

X”_pg = X”_g + X_сум = 0.965 + 0,37 = 1.335 о.е

е) Постоянная времени переходного процесса

T’_dсум = T’_d*X’_pd*X_d/(X_pd*X’_d) = 0.155*0,617*2,149/(2,519*0,245) = 0.39 о.е

ж) постоянная времени сверхпереходного процесса

T”_dсум = T”_d*X”_pd*X’_d/(X’_pd*X”_d) = 0.009*0.555*0.245/(0.617*0.185) = 0.1 о.е

11. 
    Закон изменения отклонения напряжения.
    

а) Значения расчётных напряжений.

U_p1 = U” – U’ = 0.75 – 0.66 = 0.09 о.е

U_p2 = K * (1 – U) = 0

U_p3 = (1 – U) - K * (1 – U) = 0.34

б)Выражение для отклонения напряжения

U(t) = U_p1 - U_p2 - U_p3 = 0,000000002 – 0 – 0,0076 = - 0,0076 о.е

U_p1 = U_p1 * e^(-t/ T”_dсум) = 0.09 * e^(-1.5/0.1) = 0,000000002 о.е

U_p2 = U_p2 * e^(-2t/ T’_dсум) = 0 о.е

U_p1 = U_p3 * e^(-t/ T’_dсум) = 0.34 * e^(-1.5/0.39) = 0,0076 о.е

12. 
    Проверка СЭЭС на отклонение напряжения.
    

а) Значение наибольшего отклонения напряжения в течение сверхпереходного процесса в синхронном генераторе с AФК равно:

U₁ = (U” + U’)/2 = (-0.25 - 0.34)/2 = -0.295

б)В течении сверхпереходного процесса

U_{1доп min} <= U₁ <= U_{1доп max}

U_{1доп min} = -0.15

U_{1доп max} = 0.20

-0.15 > -0.295 < 0.21

в) Через 1,5 сек. после включения приёмника

U_{2доп min} <= U₂ <= U_{2доп max}

U_{2доп min} = -0,03

U_{2доп max} = 0,03

-0,03 < -0,0076 < 0,03 - условие выполняется.

Приложение 1 :

Лицевой вид панели ГРЩ



Приложение 2:

Схема системы возбуждения и АРН СГ.



К приложению 2:

Описание работы системы:

РПГ-рубильник гашения поля

ТД-добавочное устройство с трансформатором ТЛЭ.

ТНЭ-трансформатор линейного и нелинейного элемента.

Wд-добавочная обмотка, служит для возбуждения и регулирования напряжения.

Корректор напряжения состоит из ТНЭ и ТЛЭ.

МУ- 3-х фазный магнитный усилитель ; VD2-мост

ТД-служит для реактивной параллельной работы генератора.

ДЧК-дроссель частотной коррекции .

ДКН-датчик корректора напряжения.

При Uг=Uгном –Iлэ=Iнэ при Uгн ток в ОУ отсутствует . С увеличением Iвых МУ будет расти ток в обмотке Wд.

ДЧК- служит для стабилизации напряжения генератора при изменении частоты вращения дизеля .

Приложение 3:

Алгоритм функции системы управления ЭЭУ:

1.Включение генераторного автомата.

Блок – схема алгоритма динамической синхронизации и включения генераторного автомата.






К приложению 3:

Описание алгоритма включения генераторного автомата:
Значение операторов алгоритма следующее:

А1 – формирование PMS команды на включение ГА;

В1 – генераторный агрегат готов к синхронизации?;

А2 – переадресация PMS команды на пуск следующего в очереди ДГ?

В2 – проверка наличия сигнала «Black out»?;

В3 – проверка синфразности генератора с сетью?;

А3 – включение аварийной сигнализации о несовпадении фаз синхронизируемого генератора и сети;

А4 – разрешение процесса синхронизации генератора и включение контроля времени синхронизации;

В4 – условия синхронизации генератора выполнены?;

В5 – уставка выдержки времени синхронизации истекла?;

А5 – включение аварийной сигнализации «Неудачная синхронизация»;

А6 – запрос DGU-Мастера о возможности включения ГА;

В6 – разрешение DGU-Мастера на включение ГА есть?;

А7 – включение выдержки времени контроля выключения ГА;

В7 – контакты ГА замкнуты?; В8 – выдержка контроля времени включения ГА истекла?; А8 – включение аварийной сигнализации «Отказ включения ГА»;

А9 – последовательность включения ГА исполнена.

С1- обращение DGU мастера.

С2- ошибка, возвращение на А2.


К приложению 3:

2.Выключение генераторного автомата:


К приложению 3:

Описание алгоритма отключения генераторного автомата:

А1 – отключение генераторного автомата защитой;

А2 – формирование сигнала для команды на отключение генераторного автомата;

В1 – автомат готов к выключению?;

А3 – передача сигнала команды на остановку следующему в очереди на ДГ;

А4 – иницианирование программы разгрузки ДГ и запуск таймера контроля времени разгрузки ДГ;

В2 – ДГ разгружен?;

В3 – время работы таймера разгрузки ДГ истекло?;

А5 – включение аварийной сигнализации «Отказ разгрузки ДГ»;

А6 – команды на выключение автомата и запуск таймера контроля времени отключения генераторного автомата;

В4 – контакты GB разомкнуты?;

В5 – таймер контроля времени отключения генераторный закончил работу?;

А7 – включение аварийной сигнализации «Отказ выключения генераторного автомата»;

А8 – последовательность выключения генераторного автомата исполнена Функция автоматической остановки генераторного

С1-обратная связь генераторного автомата.

Приложение 4:

Алгоритм функции системы возбуждения и АРН СГ.




Список использованной литературы:

1. 
   Соловьёв Н.Н. «Расчёт токов короткого замыкания в судовых электроэнергетических системах» Н. Новгород. 1995.
   
2. 
   Самулеев В.И. Соловьёв Н.Н. «Судовые энергетические системы»
   
3. 
   Самулеев В.И. Соловьёв Н.Н. «Определение мощностей судовой электростанции»
   
4. 
   Самулеев В.И. «Отклонение напряжений в СЭЭС» Н. Новгород. 1995.
   
5. 
   Соловьёв Н.Н. «Расчёт судовых электрических сетей».
   
6. 
   Китаенко Г.И. «Справочник судового электромеханика - Т1,2»
   
7. 
   Правила РРР т.3