Раздел 2 . Разработка схемы судовой электростанции и выбор аппаратуры , приборов и кабелей

2.1 Выбор структурной схемы судовой электростанции

Принципиальная схема главного тока СЭС представлена в графической части курсовой работы.

Она выполнена с одной системой сборных шин, которые разделены на 4 секции. К секциям шин Ш1 подключены генераторы и наиболее ответственные потребители электрической энергии. К секции шин Ш2 подключен генератор, потребители стояночного режима, сюда же может быть подано питание с берега. К секциям шин Ш3 и Ш4 подключены потребители камбуза, освещение и другие потребители напряжения 220 В. С помощью выключателей имеется возможность разделить ГРЩ на секции и осуществить осмотр аппаратуры тех или иных генераторов и соответствующих потребителей электроэнергии.

Структурная схема СЭЭС предусматривает:

1)параллельную работу всех генераторов, установленных на электростанции;

2)раздельную работу отдельных генераторов;

3)защиту генераторов и линий электропередач от ненормальных режимов работы;

4)прием питания с берега или от других судов;

5)систему управления при переходе от одного режима к другому;

6)выполнение периодических осмотров и ремонтов ГРЩ электростанции при снятом напряжении;

7)возможность изготовления ГРЩ по секциям.

2.2 Выбор шин грщ

2.2.1 Теоретические положения

Основой выбора сечения жил является величина длительно протекающего по ним рабочего тока.

2.2.2 Выбор генераторных шин

Генераторные шины выбираем по I_нг с учетом ухудшения теплоотдачи щита в защитной оболочке, определяем значение расчетного тока генераторных шин.

I_расч=(1,15…1,2)I_раб ; (18)

I_расч=1,2*721,7=866 А

Выбираем шины с соотношением сторон 8×50мм , что соответствует току в 1125 А .

2.3 Выбор генераторного кабеля и проверка на потери напряжения

2.3.1Выбор марки и сечения кабеля:

Выбор генераторного кабеля сводится к выбору марки, числа жил и площади поперечного сечения жилы S .

В качестве генераторного выбираем КНРк – кабель негорючий с резиновой изоляцией жил и кремнийорганической оболочкой.

Для выбора S используем таблицы норм токовых нагрузок, приведенных в регистре. Кабель выбираем по условию:

I_раб ≤ к₁*к₂*к₃*к₄*I_доп ; (19)

где к_1-4 – поправочные коэффициенты учитывающие отличие условий прокладки от нормированных.

I_раб равен рабочему току кабеля и I_нг

I_доп– допустимый ток кабеля

Записываем формулу (27) в виде:

; (20)

Принимаем следующие значения коэффициентов:

к₁ = 1(одиночная прокладка)

к₂ = 0.7(3 жилы)

к₃ = 1(длительный режим работы)

к₄ = 1(температура в машинном отделении ≈ 45°С и не отличается от нормированной.

Так как ток кабеля имеет большое значение, генераторный кабель будет состоять из нескольких параллельно проложенных.

Выбираем S=120мм² , номинальный ток данного сечения 270А.

1030/270=3,8

Округляем в большую сторону. Берем 4 кабелей.

При этом расчетный ток каждого кабеля составит 1030/4=257,5А.

Условие выполняется, так как 257,5А <270А

Таким образом, подключение генератора к ГРЩ должно выполняться кабелем КНРк 4(3×120).

2.3.2Проверка выбранного кабеля на потерю напряжения в линии между генератором и ГРЩ:

Потери напряжения ΔU,% в кабеле трехпроводной сети переменного тока определяются по формуле:

(21)

гдеI_а– значение активной составляющей тока нагрузки, А;

I_а = I_раб * cosφ ,

l – длина кабеля, м;

γ – удельная проводимость меди, γ=48м/(Ом*мм²);

S – сечение жили, мм²;

U – линейное напряжение, 380 В.

Принимаем длину кабеля 20м. при расчете учитываем, что питающих кабелей 4.

Таким образом, потеря напряжения ΔU % = 0,02 % меньше допустимой Правилами Регистра на участке «генератор - ГРЩ»(1%).