Расчет судовой электростанции, разработка схемы СЭС. Расчет судовой электростанции, разработка схемы сэс
 Скачать 362.29 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования «Севастопольский государственный университет» морской Институт Кафедра СЭО Расчетно-графическая работа Вариант 14
МИ 26.05.07.14.000 ПЗ
Севастополь, 2022 Содержание
Введение Основной задачей курсового проектирования является разработка эскизного проекта электростанции для конкретного, реального типа судна. Судно является автономным сооружением и свою жизнедеятельность, как правило, должно обеспечивать собственными средствами. Поэтому к проектируемой электростанции в производстве и распределении электроэнергии предъявляется ряд жестких требований, основные из них таковы: 1) Надежная работа электростанции во всех эксплуатационных режимах работы судна, чтобы обеспечить бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией. Для этого обычно предусматриваются: установка на судне двух или более генераторных агрегатов (ГА); резерв мощности источников питания; применение специальных схем соединения электростанций. 2) Обеспечение высокого качества вырабатываемой электроэнергии, т.е. поддержание постоянства напряжения и его частоты на заданном уровне. Стабильность этих параметров, как правило, обеспечивается применением систем автоматического регулирования возбуждения генераторов и частоты их вращения. 3) Эффективная и экономичная работа источников электроэнергии; возможность быстрой ликвидации поврежденных участков; простота в управлении при переходе от одного режима работы к другому; безопасность обслуживания. Несоблюдение этих правил является причиной снижения технико-эксплуатационных параметров СЭС, а, следовательно, и надежности ее работы. 4) Оптимальная комплектация электростанции, минимальные массогабаритные параметры ее электрооборудования. Таблица 1 – Исходные данные варианта №14
2.1 Расчет главных размерений судна 2.1.1 Дедвейт,  т (т)2.1.2 Длина между перпендикулярами,  , м (м)2.1.3 Ширина по миделю, B, м  (м)2.1.4 Осадка, T, м  (м)2.1.5 Максимальная длина, LMAX, м  (м)2.2 Расчет судовой электростанции 2.2.1 Ходовой режим Среднюю мощность РХ, кВт, определяют из выражений  , при  ; (2.1) , при  ; (2.2) (кВт)где N – мощность главных двигателей энергетической установки, кВт;  – коэффициент одновременной работы, k0 = 0,82;РХУ – мощность холодильной установки; РЭН – мощность эпизодической нагрузки; РБП – расчетная мощность бытовых приемников, равная  РК, РБВ – расчетная мощность камбузов и бытовых вентиляторов, кВт; РКВ – расчетная мощность для систем кондиционирования воздуха, кВт. Расчетные мощности РБВ и РКВ определяются по формулам  ; ,где kС.БВ и kС.КВ – коэффициенты для систем соответственно вентиляции и кондиционирования воздуха. Коэффициент kС.КВ принимается равным 0,7. Коэффициент kС.БВ находиться в функциональной зависимости от суммы установленных мощностей бытовых вентиляторов. Например, при PBi равной 20, 50 и 100 кВт, коэффициент kС.БВ равен соответственно 0,75; 0,47; 0,42.  (кВт)Результаты расчетов по формулам (2.1) и (2.2) рекомендуется проверять по следующим выражениям, учитывающим энерговооруженность и особенности электрооборудования судна  , при ; (2.3) , при , (2.4)где РР1, РР2, РР3, РР4 – расчетные мощности соответственно вспомогательных механизмов, обслуживающих главную энергетическую установку, электронавигационного оборудования, светильников, периодически включаемых приемников, определяемых по формулам:  ;  ; ;  ,где – к.п.д. трансформаторов или преобразователей, = 0,9; D – водоизмещение судна, т.  (кВт) (кВт) (кВт) (кВт)Поскольку воспользуемся выражением 2.4 (кВт)2.2.2 Режим стоянки без грузовых операций Среднюю расчетную мощность в данном режиме находят по формуле  (2.5) (кВт)Результаты расчетов (2.5) рекомендуется проверять по формулам  , при ; (2.6) , при . (2.7)Поскольку проверим по формуле 2.7 (кВт)2.2.3 Режим работы с грузовыми операциями Расчетную мощность работы с грузовыми операциями находят по формуле  (2.8) (кВт)где РСТ, РГМ – расчетные мощности в режиме стоянки без грузовых операций и мощности грузовых механизмов, кВт. 2.2.4 Режим маневрирования Режим маневрирования находят по формуле  (2.9) (кВт)где РБР и РКП – номинальные потребляемые мощности электродвигателей брашпилей и компрессора пускового воздуха, кВт. 2.2.5 Аварийный режим работы основной СЭС  (2.10) (кВт)2.2.6 Аварийная ЭС Согласно требованиям Морского Регистра, мощность СЭС выбирается в соответствии с нагрузкой потребителей, которые должны работать в аварийном режиме. Такими потребителями являются: штурманское и радионавигационное оборудование, аварийное освещение, сигнальные огни, пожарные насосы, прожекторы, аварийная пожарная сигнализация, рулевые механизмы. При предварительном определении мощности АЭС, когда неизвестны мощности потребителей, работающих в аварийном режиме, можно принять  (2.11) (кВт)По результатам расчета мощности СЭС в различных режимах работы судна составляется таблица 2, где следует предложить два варианта комплектации СЭС и сделать выбор оптимального варианта с учетом требований Морского Регистра. Таблица 2 – Мощность СЭС в различных режимах работы судна
2.3 Разработка схемы СЭС 2.3.1 Расчет сборных шин ГРЩ  (2.12)где  – суммарная мощность генераторов, кВт; – напряжение на сборных шинах ГРЩ, В. (А)Выбираем сечение шин из расчета  .По таблице (Приложение А) выбираем шины 60х8 и проверяем на нагрев  (2.13) (А)Пакет из двух шин 60х8, удовлетворяют требованию  , поскольку  .2.3.2 Расчет генераторных шин  (2.14) (А)По таблице (Приложение А) выбираем шины 40х4 и проверяем на нагрев (2.15) (А)Шины 40х4, удовлетворяют требованию , поскольку  .2.3.3 Расчет отводящей шины мощного потребителя (Брашпиль)  (2.16) (А)По таблице (Приложение А) выбираем шины 15х3 и проверяем на нагрев (2.17) (А)Шины 15х3, удовлетворяют требованию , поскольку  .2.4 Выбор кабелей судовой СЭС 2.4.1 Определяем рабочий ток и выбираем кабель на участке генератор – ГРЩ (2.18) (А)Выбираем кабель КНР 2 (3х120) мм2 по приложению Б Если кабели укладываются пучком, то  (2.19) (А)где k1; k2 – коэффициенты, учитывающие нагрев кабелей от близости, берутся из соответствующих таблиц (k1·k2 1,25). Проверяем кабель на нагрев  (2.20)где Тmах = 65 0С, Tокр. = 42°С. Если  , то выбирается большее сечение кабеля. (А)Кабель КНР 2 (3х120) мм2, удовлетворяют требованию , поскольку  .2.4.2 Определяем рабочий ток и выбираем кабель на участке Брашпиль – ГРЩ  (2.21) (А)Выбираем кабель КНР 1 (3х50) мм2 по приложению Б Проверяем кабель на нагрев по выражению 2.20  (А)Кабель КНР 1 (3х50) мм2, удовлетворяют требованию , поскольку  .2.4.3 Определяем рабочий ток и выбираем кабель на участке кабельная перемычка. (2.22) (А)Выбираем кабель КНР 1 (3х50) мм2 по приложению Б Проверяем кабель на нагрев по выражению 2.20 (А)Кабель КНР 1 (3х50) мм2, удовлетворяют требованию , поскольку  .Составим однолинейную схему СЭС.  Библиографический список 1. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы /А.П. Баранов: Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1988. – 328 с 2. Богомолов В.С. Судовые электроэнергетические системы и их эксплуатация / В.С. Богомолов.– М.: Мир, 2006.-320 с. 3. Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания / В.А.Ваншейдт - Л.: Судостроение, 1977 – 392с. Приложение А Таблица 1 – Нормы токовых нагрузок на шины  Приложение Б Таблица 1 – Нормы токовых нагрузок на кабели  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||