5. Расчет мощности и выбор трансформаторов

Сеть освещения некоторых нагревательных приборов радиооборудований и некоторых навигационных приборов получают питание напряжение 220 В переменного тока. При напряжении генератора 400 В, эти приемники получают питание через трансформатор.

Расчет нагрузки трансформатора производим на основании данных таблицы «Нагрузки ходового режима». При расчете коэффициента мощности принимаем в пределах 0,9-1,0. Нагрузку трансформатора определяем без выполнения деления ее на непрерывную и периодическую.

Условие выбора трансформатора

(6)

где – номинальная мощность транзистора, кВА;

- количество транзисторов, шт;

- коэффициент одновременности 0,8-1,0;

- суммарная мощность потребляемая приемниками 220 В;

Следовательно, мощность трансформатора можно вычислить по формуле:

(7)

Приемники электроэнергии получающие питание через трансформатор:

– радиооборудование – 4.0 кВт;

– электронавигационные приборы – 1.1 кВт;

– лампы накаливания – 37,0 кВт;

– люминесцентные лампы – 30,0 кВт;

– плиты камбузные – 30,0 кВт;

– моторы камбузные – 7,5 кВт;

– лифт камбузный – 0,6 кВт;

(8)

Выбираем трансформатор типа ТС3М-100, трансформатор трехфазный, сухой, защищенного исполнения, морской. Номинальной мощностью S_тр=100 кВА. С напряжением первичной обмотки 380 В, вторичной 230 В.

2. Разработка схемы СЭЭС и выбор электрооборудования

2.1 Выбор структуры СЭС

На структурной схеме СЭС показывают основные функциональные части электроэнергетических систем и их взаимосвязь.

Для проектируемой СЭЭС выбираю структуру с автономной СЭС. На основании сравнительного анализа выбрана комплектация СЭЭС с четырьмя основными генераторами и одним резервным. Аварийный стояночный режим обеспечивает аварийный генератор мощностью 100 кВт.

Структурную схему выбираем из типовых схем. Структурная схема приведена в графической части курсового проекта. Структурная схема СЭС выполнена с одной системой сборных шин, которые разделены на 3 секции. Предусмотрены 2 секции пониженного напряжения, к которым подключены потребители камбуза, освещения и радиосвязи. Сборные шины ГРЩ разделены на секции при помощи автоматических выключателей, это позволяет отключать отдельные секции и производить плановые осмотры. Структурная схема СЭЭС предусматривает:

1. длительную параллельную работу всех генераторов основной электростанции

2. раздельную работу генераторов основной электростанции.

3. защиту генераторов и линий электропередач от ненормальных режимов работы.

4. прием питания с берега или другого судна.

5. возможность изготовления ГРЩ по секциям.

2.2 Защита генераторов и выбор аппаратов защиты

Согласно требованиям Регистра – генераторы предназначенные для параллельной работы должны иметь следующие виды защиты:

• от токов короткого замыкания;

• от перегрузки;

• от обратной мощности;

• от минимального напряжения.

Выбор аппаратов защиты от токов короткого замыкания:

Защита от токов короткого замыкания выполняется автоматическим выключателем, который действует на отключение генераторного автомата.

Исходные данные для выбора генераторного автомата является тип генератора, номинальной мощностью, номинальным напряжением и количеством генераторов.

Тип генератора – МСС115-8M;

Количество генераторов – 4;

Номинальная мощность генератора – 200 кВт;

Номинальное напряжение генератора – 400 В.

Рассчитываем номинальный ток генератора:

(9)

выбираем генераторный автомат по условию I_н.а. ≥ I_н.г..

Выбираем генераторный автомат типа ВА74-40 с I_н.а.=800 А.

Условия I_н.а. ≥ I_н.г. выполняется так как 800 А > 361.3 А

Выбираем максимальный расцепитель по условию I_н.а. ≥ I_н.г.. Этому условию удовлетворяет максимальный расцепитель I_н.р.=375 А.

Согласно требованиям Регистра кратность тока срабатывает генераторного автомата должна составлять 2,5-3,5. Принимаем кратность токосрабатывания –3. Результаты выбора генераторных параметров вписываем в таблицу 1.

Таблица 7 – Параметры генераторного автомата

Защищен-ный участок	Тип автом. выключ.	Номиналь- ный ток автомата, А	Номинальный ток расцепителя, А	Кратность Токосрабаты- ваемости
G1	ВА74-40	800	375	3
G2	ВА74-40	800	375	3
G3	ВА74-40	800	375	3
G4	ВА74-40	800	375	3
G5	ВА74-40	800	375	3

Выбор аппаратов защиты от перегрузки:

При нагрузке 90% номинальной мощности устройства автоматическое включение резерва срабатывает и выдает сигнал на запуск резервного генератора.

При нагрузке 110% номинальной мощности срабатывает автоматическое устройство нагрузки генератора и выдает сигнал на отключение первой ступени неответственных приемников.

При нагрузке больше 150% номинальной мощности выдается сигнал на отключение генераторного автомата.

Выбор аппаратов защиты от обратной мощности осуществляется при помощи реле обратной мощности, которое при срабатывании выдает сигнал на отключение генераторного автомата. Согласно требованиям Регистра установка реле для защиты дизель-генератора должна составлять (6-13)% номинальной мощности. Реле обратной мощности подключения к генераторного при помощи трансформатора тока и напряжения. Выбираем измерительный трансформатор тока ТШС-0,66 ОМ3. С номинальным током вторичной обмоткой 5 А и номинальным током первичной обмотки 400А.

Реле обратной мощности типа ИМ149 согласно паспортным данным может быть отрегулировано на следующей установке: 6,4%; 9,6%; 12,8%.

Принимаю уставку 9,6% так как номинальный ток генератора не совпадает с номинальным током первичной обмотки трансформатора тока, то определяем фактическую уставку, в процентах по формуле:

(10)

Параметры реле обратной мощности приведены в таблице 2

Таблица 8 – Параметры реле обратной мощности

Тип реле	Номиналь-ный ток, А	Номинальное напряжение, В	Уставка мощности, %	Уставка по времени, с	Фактическая уставка, %
ИМ-149	5	230	9,6	2	13

Выбор аппаратов защиты от минимального напряжения:

Данная защита осуществляется при помощи минимального расцепителя генераторного автомата который при снижении номинального напряжения 85% U_н с выдержкой времени 3 с, отключается генераторный автомат. Поэтому генераторный автомат выбираем с минимальным расцепителем.