2.5 Расчет провала напряжения при пуске мощного приемника электроэнергии

Существует следующие методы расчета провала напряжения: аналитический, аналитический по упрощенной схеме и графоаналитический. В курсовом проекте выполняется расчет провала напряжения, при пуске пожарного насоса двумя методами графоаналитическим и аналитическим по упрощенной формуле.

Исходные данные для расчета:

Тип генератора –МСС 155-8

Номинальная мощность генератора – 150 кВА

Номинальное напряжение генератора – 400 В

Индуктивное переходное сопротивления генератора – 0,21 о.с.

Назначение электродвигателя – пожарный насос

Номинальная активная мощность электродвигателя – 37 кВт

Номинальное напряжение электродвигателя – 380

Номинальный коэффициент мощности cos φ – 0,89

Кратность пускового тока – 6.

Определяем реактивное сопротивление электродвигателя

(33)

где - номинальная полная мощность двигателя потребляемая из сети.

(34)

(35)

Определяем проводимость двигателя

(36)

По кривым зависимости ( ) определяем провал напряжения при пуске двигателя .

Провал напряжения по упрощенной аналитической формуле

(37)

Необходимо использовать устройство плавного пуска или использовать для запуска два генератора, т.к. превышает дозволенное правилами Регистра

2.6. Выбор аппаратов защиты и кабеля питания брашпиля

Параметры электродвигателя брашпиля

Ном. мощность ,кВт - 50

Ном. напряжение ,В - 380

Ном. КПД – 0,90

Ном. – 0,90

Крат. .пуск. тока =6

Длинна кабеля l,м - 100

Выбор автоматического выключателя:

Для защиты электродвигателя от токов К.З. применяют автоматические выключатели типа А3772БР.Это автоматический выключатель не селективный, трех фазный, с максимальным расцепителем.

Рассчитываем номинальный ток электродвигателя брашпиля.

(38)

Выбираем номинальный ток выключателя по условию:

(39)

Этому условию удовлетворяет автоматический выключатель А37772 БР,с номинальным током 160 А.

Номинальный ток максимального расцепителя равен номинальному току автомата:

Ток срабатывания расцепителя (трогание) выбираем по условию:

(40)

Из стандартных уставок выбираем =800 А. Данные автомата вписываем в таблицу 8.

Таблица 8. Технические данные автоматического выключателя

Наименование оборудования	Ном.мощность ,кВт	Ном.ток ,А	Параметры автоматического выключателя
			Тип	Ном.ток ,А	Ном.ток расц. ,А	,А
Брашпиль	50	93,9	А3772 БР	160	160	800

Выбор питающего кабеля:

Выбор питающего кабеля сводится к выбору марки кабеля, количество жил и площади поперечного сечения жил.

Так как кабель частично будет проложен по открытой палубе, то выбираем марку кабеля КНРэ трех жильный.

Сечение жил выбираем по условию:

(41)

или

(42)

где - коэффициент загрузки двигателя – 0,8

0,85, так как кабель проложен в пучке;

0,7, так как кабель трех жильный;

1,2, так как режим работы кратковременный;

1, так как температура не отличается от нормированной.

По таблице токовых загрузок выбираю сечение жилы 25м с допустимым током 150А. Таким образом подключения брашпиля будет выполнено кабелем КНРЭк 3 50

Проверка кабеля на допустимое падения напряжения:

Выбранный кабель проверяем на допустимое падение напряжения.

Потеря напряжения в каждом проводе трех фазной линии электропередач определяем по формуле:

(43)

- рабочий ток, А;

l-длинна кабеля, м;

- коэффициент мощности электродвигателя;

- удельная проводимость меди – 48,1

- номинальное напряжение, В.

Определяем потери напряжения в кабеле при прямом пуске асинхронного двигателя :

(44)

где - кратность пускового тока – 6;

– коэффициент мощности при пуске – 0,5.

Полученные значения потерь напряжения в кабеле меньше допустимых : 10% - в установившемся режиме, и 25% при пуске. Требования Регистра выполняются.

3. Управление СЭС

3.1 Описание схемы автоматизированной СЭЭС

Автоматизация СЭЭС может быть выполнена при помощи комплексной системы управления или (для малых судов) при помощи отдельных функциональных устройств.

Судовая электростанция должна обеспечивать непрерывность питания электроэнергией приемников согласно следующим требованиям.

Включение ответственных механизмов, необходимых для управления судном после обесточивания, должно осуществляться автоматически (при этом перегрузка электростанции недопустима).

В тех случаях, когда при снижении нагрузки электростанции предусматривается автоматическое отключение агрегатов, необходимо, чтобы оно не происходило при кратковременных снижениях нагрузки.

Если предусмотрен автоматический пуск находящихся в резерве генераторных агрегатов при перегрузке работающих, должны быть обеспечены автоматическая синхронизация, подключение и распределение нагрузки, а также предварительный выбор очередности пуска агрегатов и их подключение к сборным шинам ГРЩ.

Системы управления СЭЭС

Системы управления СЭЭС на морских судах отечественной постройки имеют набор из следующих автоматических унифицированных устройств:

• синхронизации (типов УСГ-1П, УСГ-35);

• распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами (типов УРЧН, УРМ);

• разгрузки генераторов (типов УРГ, УТЗ);

• включения резервного генераторного агрегата (типа УВР);

• переключения питания потребителей (типа УПП);

• контроля изоляции (типов УКИ, ПКИ);

• защиты от обрыва фазы и снижения напряжения при питании с берега;

• звуковой и световой сигнализации (типа УЗС).

Данная схема, которая приводиться в графической части курсового проекта, построена на базе «ИЖОРА»,

Система обеспечивает управление СЭЭС в следующем, объеме: автоматический пуск и остановка резервного ГА, автоматическая синхронизация, распределение нагрузки, стабилизация напряжения и частоты ГА и др. С помощью схемы определим последовательность некоторых автоматических операций.

Предположим, что на шины ГРІЦ включен базовый генератор G1, а в резерве находится генератор G2. Выбор резервного генератора проводят путем установки переключателя "Выбор резерва" на щите управления ЭЭУ в ЦПУ в необходимое положение (на схеме не показан). Резервным ГА находится в режиме, при котором обеспечивается поддержание дизеля в предпусковой готовности посредством автоматизированного подогрева масла в смазочной системе и охлаждающей воды.

При необходимости пуска мощных приемников необходимо предварительно провести пуск резервного ГА из ЦПУ со щита управления СЭС, для синхронизации данного генератора предусмотрено устройство синхронизации (УСГ-35). Автоматическое включение резервного ГА обеспечивает устройство включения резервного генераторного агрегата (УВР). После чего включать мощные приемники из ходовой рубки с промежутками времени 0,8-3,8 с между пусками. Нагрузка генераторов распределяется при помощи устройства распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами (УРМ 35Д).

При уменьшении нагрузки на каждом параллельно работающем генераторе до 30 % номинальной срабатывает устройство разгрузки генераторов(УТЗ).

При электроснабжении судна с берега для защиты судовых приемников от обрыва фазы и сигнализации о снижении напряжения применяется устройство типа ЗОФН. При обрыве фазы ЗОФН выдает сигнал на отключение АВ питания с берега, а при снижении напряжения до 85 % номинального включает световой и звуковой сигналы (HL1 и HА1).

Система самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения СВАРН обеспечивает: в режиме холостого хода самовозбуждение генератора при достижении частоты вращения 90-95 % номинальной, в режиме нагрузки автоматическое регулирование напряжения. При параллельной работе генераторов СВАРН дополнительно обеспечивает пропорциональное распределение реактивной нагрузки.

Визуальный контроль мощности, напряжения и частоты генераторов осуществляют при помощи узкопрофильных электроизмерительных приборов на лицевой части ГРЩ. Щитовые вольтметр и частотомер при помощи общего переключателя поочередно могут подключаться к каждому генератору и шинам ГРЩ, что позволяет уменьшить количество щитовых приборов. Непрерывный контроль сопротивления изоляции силовой сети напряжением 380 В и осветительной напряжением 220 В обеспечивает устройство контроля изоляции (БКИ). При снижении сопротивления изоляции в любой из указанных сетей до установленного предела включаются световой HL2 и звуковой HA2 сигналы.