Выбор частоты тока сээс
В соответствие с Речным Регистром номинальное значение частоты переменного тока следует принимать 50 Гц, однако допускается обоснованное применение других частот.
На современных судах используется ряд приемников, частота тока которых равна 400–500 Гц(радиолокационное, навигационное и другое оборудование). Питание этих приемников осуществляется от судовой сети с частотой 50Гц через преобразователи частоты.
Повышение частоты питающего напряжения является эффективным способом снижения массогабаритных показателей электрических машин переменного тока. Повышение частоты вращения с 3000 до 8000 об/минв среднем дает снижение массы электрических машин в 2–3 раза и габаритов в 2 раза. Однако существенного снижения веса и габаритов установки в целом можно добиться в том случае, если одновременно с увеличением скорости электродвигателей увеличивается скорость судовых механизмов. В противном случае введение редукторов между быстроходными электродвигателями и тихоходными механизмами снижает преимущество применения в СЭЭС повышенной частоты.
Повышение частоты тока трансформаторов, реакторов и других электромагнитных аппаратов связано с уменьшением количества витков их обмоток и объема магнитопроводов. В результате повышения частоты с 50 до 400 Гцмасса и габариты трансформаторов мощностью до 100кВ·Аснижаются в 2–4 раза.
В то же время электрические машины и аппараты на частоте 400 Гц создают более высокий уровень шума и радиопомех.
Масса и габариты коммутационных аппаратов при повышении частоты увеличиваются в связи с ухудшением условий дугогашения и увеличением нагревания токоведущих частей.
Повышение частоты отрицательно сказывается на массе и габаритных размерах электрических кабелей, так как увеличение частоты приводит к увеличению зарядной мощности и электрического сопротивления кабелей и, как следствие, к увеличению потерь энергии.
В судовых установках электрооборудование повышенной частоты применяется на судах на подводных крыльях, воздушной подушке, экранопланах, где мощности СЭЭС небольшие, а снижение массы и габаритных размеров электрооборудования является особенно актуальным.
Таким образом выбираем частоту тока равной 50 Гц.
Расчет мощности судовой электростанции
Как правило, проектирование СЭЭС, после выбора рода тока и значений напряжения и частоты, начинают с расчета величины требуемых генерирующих мощностей для всех расчетных режимов работы судна.
Существуют несколько методов расчета мощности судовой электростанции (СЭС): эмпирический метод нагрузочных таблиц (табличный метод), вероятностно-статистический метод, аналитический метод и ряд других. Однако наибольшее распространение получил табличный метод благодаря наглядности и возможности анализа работы любого отдельного механизма или приемника электроэнергии во всех расчетных режимах работы судна.
К недостаткам этого метода следует отнести неопределенность выбора некоторых коэффициентов, что ведет к неточностям при определении мощности СЭС.
Табличным метод назван потому, что в его основе лежит составление таблицы нагрузок в расчетных эксплуатационных режимах судна.
Составление таблицы нагрузок генераторов СЭС переменного тока происходит следующим образом (Таблица 6.2).
Таблица 6.2 – Расчет нагрузки генераторов СЭС переменного тока
|
Наименование механизмов (оборудования) и их тип |
Количество однотипных потребителей, n |
Расчетная мощность механизмов Рр, кВт |
Тип потребителя электроэнергии (электродвигателя) |
Установленная мощность потребителя Ру, кВт |
Коэффициент использования kи |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Палубные механизмы |
| ||||||
|
Рулевое устройство |
2 |
8 |
4А80В4УЗ |
8 |
1 |
0,85 |
0,83/0,672 |
|
Подруливающее устройство |
1 |
125 |
АК 102-6 |
125 |
1 |
0,75 |
0,83/0,672 |
|
Брашпиль |
1 |
24 |
МАП 411-4/16 |
24 |
1 |
0,8 |
0,87/0,567 |
|
Шпиль |
1 |
12 |
МАП122-4 |
12 |
1 |
0,8 |
0,8/0,75 |
|
Шлюпочная лебедка |
1 |
13,6 |
МАП 12-4 |
13,6 |
1 |
0,9 |
0,8/0,75 |
|
Электротельфер |
6 |
0,75 |
АО 41-4 |
0,75 |
1 |
0,8 |
0,87/0,567 |
|
Системы, обслуживающие силовую установку |
| ||||||
|
Подкачивающий насос легкого топлива |
1 |
5,5 |
АО 41-4 |
5,5 |
1 |
0,8 |
0,85/0,62 |
|
Сепаратор легкого топлива |
1 |
3 |
АО 51-2 |
3 |
1 |
0,78 |
0,89/0,512 |
|
Подкачивающий насос тяжелого топлива |
1 |
5 |
АО 41-4 |
5 |
1 |
0,85 |
0,85/0,62 |
|
Сепаратор тяжелого топлива |
1 |
3 |
АО 51-2 |
3 |
1 |
0,78 |
0,89/0,512 |
|
Насос масляный нагнетательный |
1 |
5,5 |
АО 52-6 |
5,5 |
1 |
0,85 |
0,85/0,62 |
|
Насос масляный откачивающий |
1 |
15 |
АО 52-6 |
15 |
1 |
0,5 |
0,82/0,698 |
|
Сепаратор масляный |
1 |
3 |
АО 51-2 |
3 |
1 |
0,78 |
0,89/0,512 |
|
Компрессор |
1 |
8,5 |
АО 2-32-2 |
8,5 |
1 |
0,85 |
0,89/0,512 |
|
Общесудовые системы |
| ||||||
|
Насос осушительный |
1 |
4 |
АО 2-32-2 |
4 |
1 |
0,8 |
0,89/0,512 |
|
Насос балластный |
1 |
22 |
АО 2-42-2 |
22 |
1 |
0,75 |
0,89/0,512 |
|
Насос пожарный |
1 |
7,5 |
АО 2-32-2 |
7,5 |
1 |
0,85 |
0,89/0,512 |
|
Санитарный насос |
1 |
0,15 |
АО 32-4 |
0,15 |
1 |
0,8 |
0,88/0,54 |
|
Фекальный насос |
1 |
5,5 |
АО 51-4 |
5,5 |
1 |
0,8 |
0,87/0,567 |
|
Грузовой насос |
2 |
110 |
АК 101-4М |
110 |
1 |
0,85 |
0,87/0,567 |
|
Зачистной насос |
1 |
30 |
МАФ82-73 – 4С |
30 |
1 |
0,8 |
0,89/0,512 |
|
Судовое освещение, прожекторы и сигнально-отличительные огни |
| ||||||
|
Прожектор |
6 |
1 |
– |
1 |
1 |
0,8 |
1,00/0,00 |
|
Освещение палубы |
10 |
0,015 |
– |
0,015 |
1 |
0,8 |
0,75/0,882 |
|
Сигнально-отличительные огни |
10 |
0,24 |
– |
0,24 |
1 |
0,8 |
0,75/0,882 |
|
Приборы автоматики, радиооборудование и электронавигационные приборы |
| ||||||
|
Гирокомпас Standard 22 (http://www.eraservice.ru/ produkciya/girokompasy/ girokompas_standard__ raytheon_anschutz/page,1/) |
1 |
168 |
– |
168 |
1 |
0,8 |
0,75/0,882 |
|
Радиолокатор |
1 |
2 |
– |
2 |
1 |
0,79 |
0,75/0,882 |
|
Эхолот SES -2000 (http://www.tecckom.com/ SamYung/ses2000.php) |
1 |
0,080 |
– |
0,080 |
1 |
0,8 |
0,75/0,882 |
|
Радиостанция «Бирюза-М» (http://www.oniip.ru/ main.php?id=64) |
1 |
0,025 |
– |
0,025 |
1 |
0,79 |
0,8/0,75 |
|
Прочие потребители |
| ||||||
|
Телевизор |
2 |
0,1 |
– |
0,1 |
1 |
0,78 |
0,8/0,75 |
|
Холодильник |
5 |
1,09 |
– |
1,09 |
1 |
0,7 |
0,8/0,75 |
|
Электроплита |
2 |
12,4 |
– |
12,4 |
1 |
0,87 |
0,81/0,724 |
|
Пылесос |
1 |
0,4 |
– |
0,4 |
1 |
0,75 |
0,8/0,75 |
|
Утюг |
1 |
2,4 |
– |
2,4 |
1 |
0,75 |
0,8/0,75 |
|
Стиральная машина |
1 |
0,5 |
– |
0,5 |
1 |
0,78 |
0,81/0,724 |
|
| |||||||
|
Суммарные активная и реактивная мощности в расчетном режиме ∑P, ∑Q | |||||||
|
Общие мощности в расчетном режиме Pреж, Qреж (с учетом потерь в сети 5%) | |||||||
|
Полная мощность в расчетном режиме Sреж | |||||||
|
Средневзвешенный коэффициент мощности cos(φреж) | |||||||
|
Тип, мощность и количество генераторных агрегатов | |||||||
|
Коэффициент загрузки генераторов по активной мощности Кзаг=(Pреж/Pг∑)∙100% | |||||||
Продолжение Таблица 6.2
|
Коэффициент загрузки механизма kзм |
Общий коэффициент загрузки kз |
Коэффициент одновременности работы однотипных механизмов ko |
Коэффициент совместной работы потребителя kс.р. |
КПД электродвигателя
|
Коэффициент
мощности электродвигателя
|
Потребляемая мощность | |||
|
P, кВт |
Q, кВт | ||||||||
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 | ||
|
| |||||||||
|
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,9 |
0,833 |
0,666/0,672 |
5,186 |
3,458 | ||
|
0,6 |
0,6 |
1 |
0,3 |
0,726 |
0,666/0,672 |
30,992 |
20,826 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,3 |
0,8 |
0,87/0,567 |
8,1 |
4,593 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,3 |
0,8 |
0,8/0,75 |
4,05 |
3,037 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,3 |
0,9 |
0,8/0,75 |
3,627 |
2,72 | ||
|
0,7 |
0,7 |
0,16 |
0,3 |
0,79 |
0,777/0,567 |
0,191 |
0,109 | ||
|
| |||||||||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,8 |
0,85/0,62 |
2,475 |
1,534 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,78 |
0,89/0,512 |
1,35 |
0,691 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,85 |
0,85/0,62 |
2,118 |
1,313 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,78 |
0,89/0,512 |
1,385 |
0,709 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,85 |
0,85/0,62 |
2,329 |
1,444 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,5 |
0,82/0,698 |
10,8 |
7,538 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,78 |
0,89/0,512 |
1,385 |
0,709 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,85 |
0,89/0,512 |
3,6 |
1,843 | ||
|
| |||||||||
|
1,0 |
1,0 |
1 |
0,3 |
0,8 |
0,89/0,512 |
1,5 |
0,658 | ||
|
1,0 |
1,0 |
1 |
0,3 |
0,75 |
0,89/0,512 |
8,8 |
4,506 | ||
|
1,0 |
1,0 |
1 |
0,3 |
0,85 |
0,89/0,512 |
2,647 |
1,355 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,7 |
0,8 |
0,88/0,54 |
0,105 |
0,057 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,4 |
0,8 |
0,87/0,567 |
2,2 |
1,247 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,4 |
0,85 |
0,87/0,567 |
93,176 |
52,831 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,4 |
0,8 |
0,89/0,512 |
12 |
6,144 | ||
|
| |||||||||
|
1,0 |
1,0 |
0,33 |
0,3 |
0,8 |
1,00/0,00 |
0,742 |
0 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,3 |
0,8 |
0,75/0,882 |
0,051 |
0,045 | ||
|
0,9 |
0,9 |
0,8 |
0,5 |
0,8 |
0,75/0,882 |
1,08 |
0,953 | ||
|
| |||||||||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,75/0,882 |
170,1 |
150,028 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,8 |
0,79 |
0,75/0,882 |
1,62 |
1,429 | ||
|
0,9 |
0,9 |
1 |
0,5 |
0,8 |
0,75/0,882 |
0,045 |
0,04 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
1,0 |
0,79 |
0,8/0,75 |
0,025 |
0,019 | ||
|
| |||||||||
|
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,739 |
0,555/0,75 |
0,041 |
0,03 | ||
|
0,8 |
0,8 |
1 |
0,9 |
0,7 |
0,8/0,75 |
5,606 |
4,204 | ||
|
0,8 |
0,8 |
0,5 |
0,8 |
0,87 |
0,81/0,724 |
9,122 |
6,604 | ||
|
0,5 |
0,5 |
1 |
0,4 |
0,706 |
0,555/0,75 |
0,113 |
0,085 | ||
|
0,3 |
0,3 |
1 |
0,4 |
0,623 |
0,371/0,75 |
0,462 |
0,347 | ||
|
0,7 |
0,7 |
1 |
0,4 |
0,738 |
0,695/0,724 |
0,19 |
0,137 | ||
|
| |||||||||
|
|
387,213 |
281,243 | |||||||
|
|
406,57 |
295,305 | |||||||
|
|
502,5 | ||||||||
|
|
0,809 | ||||||||
|
| |||||||||
|
|
0,813 | ||||||||
