Введение.

На судах речного флота РФ разрешается применять как постоянный, так и переменный ток, поэтому род тока в общем случае следует выбирать на основе технико-экономических сравнений различных вариантов. Решающим фактором для выбора рода тока являются требования, предъявляемые судовыми приемниками электроэнергии: электроприводами, электронагревательными приборами, электроосвещением, приборами управления и т.д. Род тока СЭС определяется родом тока подавляющего большинства приемников. Немногие приемники другого рода тока в этом случае будут получать питание через преобразователи. Для электронагревателей и освещения с использованием ламп накаливания род тока не имеет значения. Для работы приборов управления судном – машинных и рулевых указателей, использующих сельсины – необходим переменный ток. Его также удобнее использовать для питания радиостанции и радионавигационных приборов. Электродвигатели постоянного тока с асинхронными электродвигателями при одном и том же токе развивают большой пусковой момент, и позволяет более простыми способами регулировать частоту вращения. Эти двигатели обычно используют для привода механизмов с частыми пусками при большом начальном сопротивлении. В этом случае основное число электродвигателей на судне составляют двигатели постоянного тока. Постоянный ток имеет не только положительные качества, но и свои недостатки. В условиях влажности постоянный ток снижает качество электроизоляции. В сетях, где протекает постоянный ток, появляются блуждающие токи и токи утечки, предвещающие коррозию. При переменном токе полную характеристику рода тока определяют по его частоте, а иногда и по форме кривой напряжения. Помимо этого необходимо знать системунапряжения на выводах источников электроэнергии. В настоящее время на судах речного флота используется в основном переменный ток, частотой 50Гц, это позволяет унифицировать оборудование. На скоростных судах широко применяется постоянный ток, но использование переменного тока с частотой 400Гц, весьма перспективно, т.к. позволяет уменьшить габаритные размеры и массу электрооборудования и стоит дешевле, а это важно для судов на подводных крыльях и воздушной подушке. Переменный ток на СЭЭС можно получить при одно- и многофазной системах напряжения по сравнению с однофазной имеет преимущество, что позволяет получить вращающееся магнитное поле, положенное в основу работы асинхронных электродвигателей. На речных судах, также как и в промышленности, применяются трехфазные симметричные системы синусоидальных напряжений.

Номинальное напряжение на выводах источников электроэнергии предназначено для питания судовой сети, не должно превышать следующие значения: 0,4кВ (400В) – при трехфазной системе переменного тока; 0,23кВ (230В) – при однофазной системе переменного тока. Для основного освещения: переменного тока 12В, постоянного тока 24В. Для переменного трехфазного тока освещения: РТМ требует сети освещения отделить от силовой сети трансформаторами.

В своем курсовом проекте я выбираю переменный ток из-за того, что он дает возможность: преобразовывать напряжение с помощью трансформаторов; разделять СЭЭС с помощью трансформаторов на отдельные электрические не связанные друг с другом части силовой и осветительной сети; получать электроэнергию от береговой сети без преобразователей; повысить уровень унификации судового электрооборудования с электрооборудованием общего применения.

Расчет мощности сээс

Нагрузка судовой электростанции зависит от мощности и числа одновременно включенных приемников электроэнергии, от степени их загрузки и режимов работы судна.

Существует два метода расчета мощности СЭЭС – но я буду использовать табличный метод. Строится таблица нагрузок, в которую вносятся все потребители, их номинальные данные и на основании этой таблицы выбирается число и мощность генераторов.

Далее определяем потребляемую единичную мощностьприемников

Определяем мощность потребляемую группой приемников

.

Определяем коэффициент одновременной работы одноименных приемников

1.Ходовой режим:

2.Стояночный режим: K_одн.ст.= =0

3.Аварийный режим К_одн.ав.= = 1

Теперь определяем коэффициент загрузки. Как правилоk_загр<1,0 и диапазоне его значение достаточно широк. При ходовом режиме коэффициент загрузки бытовых приемников электрической энергии пределах 0,5-0,9, на аварийном режиме коэффициент загрузки бытовых пожарных, балластных и осушительных насосов в пределах 0,3-0,7, а на стояночном режиме коэффициент загрузки палубных механизмов в пределах 0,3-0,8.

Определяем активную мощность группы приемников

1.При ходовом режиме

2. При стояночном режимерулевое устройство не используется

3.При аварийном режиме.

где Р- активная потребляемая мощность группы приемников; Q-реактивная потребляемая мощность группы приемников.

Расчетную активную, реактивную и полную мощности определяют в соответствии формулам:

1.Ходовой режим

2. Стояночный режим без грузовых операций

3.Аварийный режим

Р_рас.- расчетная активная мощность;

Q_рас.- расчетная реактивная мощность;

S_расч.- расчетная полная мощность;

К_п- коэффициент, учитывающий потери в сети (для малых судов 1,02; для средних судов 1,03; для крупных судов 1,04);

К_с.в.р.- коэффициент, вероятность совместной работы приемников в данном режиме. Значение коэффициентаk_с.в.р.- принимается для стоянки без грузовых операций в пределах 0.7-0.75; для ходового режима 0.8-0.9;для аварийного режима 0.9-1.0.

Средневзвешенный коэффициент мощности определяем по формуле:

1. Ходовой режим

2.Стояночный режим

3.Аварийный режим

В таблице указываем условное обозначение работы приемников в данной эксплуатации.

Непрерывно работающими являются одно- или многократно подключаемые приемники, общее время работы которых от 17 до 24 часов в сутки.

Периодически работающие приемники – это многократно подключаемые приемники, общее время работы которых составляют от 3,5 до 17 часов в сутки (от 15 до 70% продолжительности соответствующего режима ).

Эпизодически работающими являются одно- или многократно включаемые приемники, общее время работы которых менее 3,5 часов в сутки (менее 15% от продолжительности рассматриваемого режима).

Выбор типа и количества генераторов

Основным источником электрической энергии на судах является генераторы. Выбор типа генератора определяется типом главной энергетической установки суда.

Мощность и число генераторов выбирают по режиму работы судна с наибольшей нагрузкой потребителей. Запас общей мощности генераторов должен быть больше мощности потребителей не менее 20 %.

В настоящее время промышленностью выпускаются дизель генераторы мощностью от 25 до 2500 кВт при частоте вращения 1500, 1000, 750 и 500 об/мин. , а также судовые турбогенераторы мощностью от 400 до 3000 кВт при частоте вращения турбин в пределах 6000-10000 об/мин с генераторами серии МСК, и я выбираю судовой генератор серии МСК 750-1500.Согласно правилам Регистра РФ на случай выхода из строя любого из основных генераторов должен предусматриваться резервный генератор, мощность которого позволила бы заменить любой генератор судовой электрической станции при отказе. Загрузка выбранных генераторов при работе в длительных режимах (ходовой, стоянка) должна составлять 70-90% номинальной. При работе в кратковременных режимах (съемка с якоря, аварийный) загрузка дизель-генераторов может быть уменьшена до 50-60%, турбогенераторов до 40-50%, валогенераторов до любого уровня.

Тип генератора	Мощность		Напряжение, В	Ток статора, А	К.П.Д. %	Данные ротора
	кВ*А	кВт				Напряжение, В	Ток,А
МСК750-1500	750	600	400	1084	92,5	32	179

Принципиальная схема самовозбуждения генератора серии МСК

Начальное возбуждение осуществляется от остаточного напряжения. Надежность самовозбуждения обеспечивается включением конденсаторов С1.

Токовые обмотки ОТ компаундирующего трансформатора ТКШ включены последовательно с обмотками статора генератора. Обмотки напряжения ОН соединены в звезду и подключены параллельно силовым обмоткам генератора и сборным шинам. Обмотка возбуждения генератора питается через полупроводниковый выпрямитель от вторичных обмоток ОСВ компаундирующего трансформатора, соединённых в звезду. Обмотки питания корректора ОК подключены к корректору напряжения; обмотка питания отсасывающих дросселей ОДО подключена к дросселям.

Работа генератора при холостом ходе обеспечивается током I_о.н. трансформируемым во вторичной обмотке ОСВ обмоткой напряжения ОН.

Регулирование тока возбуждения генератора осуществляется с помощью фазовой схемы компаундирования с корректором напряжения.

Трансформатор с магнитным шунтом представляет собой совокупность элементов схемы фазового компаундирования. Сочетание фаз питания обмоток напряжения и тока подобрано таким образом, чтобы при прочих равных условиях ток обмотки возбуждения генератора увеличивался при уменьшении коэффициента мощности или уменьшился при увеличении его.

Изменение тока управления отсасывающего дросселя приводит к изменению размагничивающей м.д.с. обмотки ОДО, а следовательно, и к изменению потокосцепления обмотки ОСВ, к изменению тока возбуждения и к восстановлению напряжения генератора.