4 Расчёт судовой электрической сети
4.1. Общие положения.
Судовая электрическая сеть, как правило, выполняется кабельными линиями и проводами.
Кабель состоит из одного или нескольких изолированных проводников, заключённых не только в общую изоляционную оболочку, но и в герметичную защитную оболочку поверх неё, что позволяет его прокладку в сырых помещениях и на открытой палубе.
Провод, по сравнению с кабелем, имеет облегчённую защитную оболочку, допускающую прокладку только в сухих и отапливаемых помещениях.
Расчёт судовой электрической сети представляет собой достаточно сложную задачу с многофакторной зависимостью, решение которой существенно влияет на характеристики СЭЭС. Прежде всего это определяется тем, что при протекании электрического тока по кабелю или проводу имеют место такие негативные явления, как потери напряжения, мощности, энергии, от которых непосредственно зависит экономичность системы.
Именно поэтому важно правильно выбрать такую марку кабеля и провода в системе распределения электроэнергии на судне и такого сечения, которые обеспечат наибольший срок эксплуатации судовой сети при её наименьших массогабаритных показателях и допустимых потерях мощности и напряжения.
Расчет электрической сети сводится к следующему:
определение расчетных (рабочих) токов в различных участках судовой электрической сети;
выбор сечений кабелей и проводников и их проверка по условиям
работы и прокладки;
определение потерь напряжения в сети с выбранными кабелями и проводами.
4.2. Состав и содержание табличной модели расчёта электрической сети.
Для демонстрации процедуры заполнения табличной модели расчёта электрической сети возьмём для примера рулевое устройство.
Рассмотрим процедуру и особенности этого расчета.
В графе №1 приведено наименование потребителя: 1.Рулевое устройство.
В графе № 2 приведён тип ЭД: АИР 180 М 4.
В
графе №3
приведена номинальная мощность ЭД:
=23,10 кВт.
В
графе №4
коэффициент мощности потребителя в
режиме:
= 0,55.
В
графе №5
указан КПД ЭД:
= 0,76.
В
графе №6
коэффициент загрузки потребителя в
режиме:
=
0,76.
В графе №7 указан режим работы кабеля: непрерывная работа (НР).
В графе №8 указана длина кабеля: 33м.
В графе №9 указана марка кабеля: НГРШМ.
В графе №10 указываем способ прокладки кабеля: пучком.
В графе №11 указывается расчётный ток, который рассчитывается следующим образом:
В графах №12,13 указываются активная и реактивная составляющие тока:
В графе №13 коэффициент К1 – поправочный коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления токопроводящих жил двух, трёхжильных кабелей вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, К1 = 1.
В графе №14 коэффициент К2 - поправочный коэффициент, учитывающий отличие принятой рабочей температуры токопроводящих жил от 650С, К2 = 1,11.
В графе №15 коэффициент К3 – поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от 450С, К3 = 0,63.
В графе №16 коэффициент К4 – поправочный коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения кабелей, проложенных в трубе К4 = 0,8 или кожухах, под зашивкой К4=0,85, К4 = 1.
В графе №17 коэффициент К5 – коэффициент, учитывающий переменный характер нагрузки:
где
-
суммарное время нахождения кабеля под
нагрузкой в течение суток.
В графе №18 рассчитывается эквивалентный ток, для нахождения необходимого сечения кабеля:
В
графе №19
указывается сечение кабеля, исходя из
:
В
графе №20
рассчитываются суммарные потери
напряжения в кабеле от ЭД до ГРЩ
,
%.
Падение напряжения на кабеле для расчетных участков (от генератора до ГРЩ и от ГРЩ до отдельного приемника электроэнергии) определяется на основании выбранных для них сечений и принятых длин кабеля.
При отсутствии точных данных по длине кабельных трасс длины расчетных участков кабельных линий для определения падения напряжения на кабеле принимаются ориентировочно.
В трехфазной электрической сети имеют место как фазные потери напряжения в каждом из проводов, так и линейные потери между двумя линейными проводами.
Для расчёта падения напряжения в линейном проводе можно использовать следующую расчётную формулу:
где
- удельная проводимость меди при
температуре
В графе №21 указан номер автомата, через который запитан потребитель: QF 1.
В
графе №22
указан пусковой ток двигателя по его
данным из паспорта:
Дальнейшие расчёты проводим аналогично для других потребителей (Приложение Г).