Обоснование выбора переменного тока.

Судовые электрические станции предназначены для производства, приема, преобразования и первичного распределения электрической энергии для снабжения всех судовых приемников. Увеличение электрификации речных судов и мощности электростанций вызвал значительное усложнение всего судового электрооборудования , одновременно понизилась надежность электроустановок и сетей обусловленная недостатками постоянного тока. Поэтому большинство серийный речных судов постройки последних лет имеют станции переменного тока.

Одним из достоинств переменного тока: возможность получения различного по величине напряжения с помощью трансформаторов, простота устройства, более высокий КПД, меньшие габариты, снижение веса и стоимости электромашин переменного тока, простота обслуживания и большая надежность работы асинхронных двигателей, незначительные радиопомехи, меньший расход проводникового материала при повышении напряжения, удобство питания судовых электроустановок с берега, где преобладает переменный ток и т.д.

К недостаткам переменного тока относится- большие пусковые токи, вызывающие значительные снижения напряжения в судовой сети, что может вызвать в отдельных случаях срабатывания защиты генератора, остановку работающих электроприводов и т.д., влияние коэффициента мощности на технико-экономические показатели электроустановок, более низкие пусковые моменты и ограниченная возможность регулирования скорости вращения асинхронных двигателей.

На выбор рода тока существенное влияние оказывают потребители. На тех судах, где по мощности преобладают потребители, требующие широкого и плавного регулирования скорости и высоких пусковых моментов, целесообразно применять постоянный ток, а в остальных переменный.

1.1. Расчет мощности судовой электрической станции

расчет мощности судовой электрической станции производим по табличному методу. В гр.1 таблицы указывается наименование групп и приемников электрической энергии, установленных на судне. В гр.2 таблицы указывается конкретный тип приемника электрической энергии, в гр. 3 число приемников n, включая резервные потребители; в гр.4 приводится установленная мощность каждого приемника.

В гр. 5 и 6 таблицы указываются номинальные значения коэффициента мощности cos φ и КПД каждого приемника электрической энергии (данные берутся из справочников). Номинальная потребляемая мощность Р_н.п. приемника, значение которой указывается в гр. 7 таблицы, рассчитывается по формуле:

Р_н.п.=Р_н.у./η,

где Р_н.у.- номинальная установленная мощность

η – КПД приемника.

Для рулевого устройства :

Р_н.п.= 20/0,885 = 22,6 · 2 = 45,2 кВт,

Для группы одноименных приемников :

P_н.п.гр.=Р_н.п.· n =22,6 · 2 = 45,2 кВт,

где: n – число одноименных потребителей.

Также рассчитываем номинальную потребляемую мощность для остальных приемников.

В каждом эксплуатационном режиме приемники электрической энергии работают эпизодически, периодически и непрерывно. Эпизодически работающими являются одно или многократно включаемые приемники, общее время работы которых менее 3,5ч в сутки.

Периодически работающие приемники – это многократно подключаемые приемники, общее время работы которых составляет от 3,5 до 17 ч в сутки.

Непрерывно работающими являются одно или многократно подключаемые приемники, их общее время работы от 17 до 24 ч в сутки.

Н.Р. – непрерывная работа;

Э.Р. – эпизодическая работа;

П.Р. – периодическая работа.

Коэффициент загрузки большинства приемников механизмов и устройств судовой установки и судовых систем изменяется в пределах 0,8-0,9; коэффициент загрузки палубных механизмов в пределах 0,3-0,9; бытовых приемников в пределах 0,5-0,9;

электродвигателя шпиля в режиме снятия с якоря в пределах 0,6-0,8; значение К_зпожарных, балластных и осушительных насосов определяется значением 0,3-0,7, а компрессоры пускового воздуха имеют значение К_з 0,7-0,9.

В гр. 10 таблицы нагрузок приводится значение коэффициента мощности приемника электрической энергии cos φ который определяется по номинальному его значению гр. 5 в зависимости от К_з приемника гр.9. При малом изменении нагрузки приемников электрической энергии (до 75%) значение cos φ принимаются равными номинальному, а при более низких значениях нагрузки коэффициент мощности cos φ уменьшается и его значение, определяется по кривым (метод. указание приложение 4)

Значение потребляемой активной мощности Р кВт, приводится в гр. 12 таблицы и определяется по формуле :

Р = Р_н.п.·К_з·n, где

n – количество приемников работающих в стояночном режиме гр. 11. Значение потребляемой реактивной мощности Q кВар приводится в гр. 12 и определяется по формуле:

Р = Р_{потр.общ.}· К_одн.· К_з;

Q = P · tg φ_реж. ;

где : tg φ определяется по значению коэффициента мощности cos φ (гр.5).

Коэффициент одновременной работы одноименных приемников определяется по формуле: