- •Введение
- •1.1 Организация курсового проектирования
- •1.1.1 Цели, задачи и тематика курсового проектирования. Задание на курсовое проектирование
- •1.1.2 Структура курсового проекта
- •1.1.3 Организация выполнения и защиты курсового проекта
- •1.2 Общие вопросы организации дипломного проектирования
- •1.2.1 Цели, задачи и тематика дипломного проектирования
- •1.2.2 Задание на дипломное проектирование
- •1.2.3 Структура дипломного проекта
- •1.2.4 Организация выполнения и защиты выпускной квалификационной работы
- •1.3 Требования к оформлению курсовых проектов и выпускных квалификационных работ
- •1.3.1 Нормативные документы
- •1.3.2 Основные понятия
- •1.3.3 Стадии разработки устройства
- •1.3.4 Виды конструкторской документации
- •1.3.5 Требования к оформлению текстовой части работы
- •1.3.6 Правила выполнения электрических схем
- •1.3.7 Ведомость технического проекта
- •2 Расчет и проектирование элементов судовых электротехнических комплексов
- •2.1 Расчет и проектирование электроприводов судовых механизмов
- •2.1.1 Проектирование электропривода рулевого устройства
- •2.1.1.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.1.2 Определение геометрических характеристик пера руля, гидродинамических сил и моментов, действующих на перо руля
- •2.1.1.3 Определение диаметра баллера руля
- •2.1.1.4 Расчет электрогидравлического рулевого привода
- •2.1.1.5 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.2 Проектирование электропривода якорно-швартовного устройства
- •2.1.2.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.2.2 Выбор основных параметров якорно-швартового устройства
- •2.1.2.3 Расчет мощности электродвигателя
- •2.1.2.4 Предварительный выбор электродвигателя
- •2.1.2.5 Проверка двигателя по значению пускового момента
- •2.1.2.6 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев
- •2.1.2.7 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.3 Проектирование электропривода судовых грузовых лебедок
- •2.1.3.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.3.2 Выбор редуктора грузового устройства
- •2.1.3.3 Предварительный выбор исполнительного электродвигателя лебедки
- •2.1.3.4 Расчет и построение нагрузочной диаграммы
- •2.1.3.5 Проверка выбранного электродвигателя на обеспечение заданной производительности
- •2.1.3.6 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев
- •2.1.3.7 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.4 Методические указания по расчету параметров и выбору элементов схем судового электропривода
- •2.1.4.1 Методические рекомендации по выбору контакторов
- •2.1.4.2 Методические рекомендации по выбору реле защиты
- •2.1.4.3 Методические рекомендации по выбору реле управления
- •2.1.4.4 Методические рекомендации по выбору автоматических выключателей
- •2.1.4.5 Методические рекомендации по выбору магнитных пускателей
- •2.1.4.6 Методические рекомендации по выбору силовых кулачковых контроллеров
- •2.2 Расчет и проектирование судовой электроэнергетической системы
- •2.2.1 Цели задачи проектирования. Требования к результатам проектирования
- •2.2.2 Определение нагрузки генераторов судовой электроэнергетической системы
- •2.2.2.1 Методы расчета нагрузки СЭЭС
- •2.2.2.2 Табличный метод расчета нагрузки
- •2.2.2.3 Проверка генераторов по провалу напряжения
- •2.2.3 Разработка схемы распределения электроэнергии по судну
- •2.2.4 Расчет и выбор преобразователей электроэнергии
- •2.2.5 Расчет судовой сети
- •2.2.6 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры
- •2.2.7 Выбор и расчет шин ГРЩ и АРЩ
- •2.2.8 Расчет значений токов при коротком замыкании в судовой электроэнергетической системе
- •2.2.9 Проверка элементов судовой электроэнергетической системы по токам короткого замыкания
- •2.2.9.1 Проверка шинопроводов по токам короткого замыкания
- •2.2.9.2 Проверка аппаратов защиты по токам короткого замыкания
- •2.2.10 Разработка генераторной секции ГРЩ с системой автоматизированного управления генераторными агрегатами
- •2.2.10.1 Разработка принципиальной схемы генераторной секции ГРЩ
- •2.2.10.2 Разработка системы автоматизации судовой электроэнергетической системы
- •2.3 Расчет и проектирование управляемого выпрямителя для электропривода постоянного тока
- •2.3.1 Цели задачи проектирования
- •2.3.2 Разработка структурной схемы устройства
- •2.3.3 Расчет элементов устройства
- •2.3.3.1 Расчет силового блока выпрямителя.
- •2.3.3.3 Расчет элементов схемы системы управления.
- •2.3.3.4 Разработка схемы и расчет элементов блока питания системы управления
- •2.4 Разработка и проектирование микропроцессорных управляющих систем
- •2.4.1 Цели задачи проектирования
- •2.4.2 Пример разработки МПСУ грузовым лифтом [27]
- •2.4.2.1 Краткое описание объекта автоматизации (грузового лифта) и устройства управления им
- •2.4.2.3 Выбор структурной схемы микропроцессорной системы управления
- •2.4.2.4 Разработка принципиальной электрической схемы МПСУ
- •2.4.2.5 Разработка программы, заносимой в ПЗУ МПСУ
- •2.4.2.6 Прошивка ПЗУ
- •2.4.3 Контроллеры систем
- •2.5 Проектирование судовой компьютерной сети
- •2.5.1 Задачи проектирования
- •2.5.2 Указания к проектированию
- •2.5.3 Разработка судовой компьютерной сети пассажирского парома
- •2.5.3.1 Расчет сети доступа на базе Fast Ethernet
- •2.5.3.2 Выбор оборудования для судовой компьютерной сети
- •2.5.3.3 Расчет затухания
- •2.5.3.4 Монтаж локальной сети
- •2.5.3.5 Установка и настройка программного обеспечения
- •2.5.3.6 Тестирование сети
- •3 Расчет показателей надежности электротехнических устройств
- •3.1 Показатели надежности неремонтируемых объектов
- •3.2 Расчеты надежности неремонтируемых систем
- •3.2.1 Составление логических схем
- •3.2.2 Виды расчетов надежности
- •4 Разработка мероприятий по технической эксплуатации судового электрооборудования
- •5 Разработка мероприятий по предотвращению загрязнения с судов
- •6 Разработка мероприятий по безопасной эксплуатации судового электрооборудования
- •7 Расчет единовременных (капитальных) затрат, необходимых для создания и внедрения новой техники
- •Приложение А Задания для выполнения курсовых проектов
- •Список использованной литературы
2.2.10 Разработка генераторной секции ГРЩ с системой автоматизированного управления генераторными агрегатами
2.2.10.1Разработка принципиальной схемы генераторной секции ГРЩ
Вданном разделе ВКР (или курсового проекта) по указанию руководителя разрабатывается либо электрическая принципиальная схема генераторной секции ГРЩ, либо функциональная схема автоматизации всей электроэнергетической системы.
При разработке электрической принципиальной схемы генераторной секции ГРЩ указываются: генератор, силовые линии, элементы защиты и автоматики, контрольно-измерительные приборы, органы управления и прочее оборудование. Пример выполнения указанной схемы приведен на рисунке 2.25. В пояснительной записке необходимо привести словесный алгоритм работы схемы, осуществить выбор всех функциональных устройств и блоков, обеспечивающих работу схемы.
Для контроля параметров работы генераторного агрегата на панели секции необходимо установить контрольно-измерительные приборы: вольтметры, амперметры, ваттметры, синхроноскоп. Выбор контрольно-измерительных приборов (назначение, количество, диапазоны измерений, точность) осуществляется с учетом требований исходя правил [52], в соответствии с установленными требованиями для генераторов устанавливаются следующие приборы:
амперметр с переключателем для измерения тока в каждой фазе;
вольтметр с переключателем для измерения фазных и линейных напряжений;
частотомер;
ваттметр.
На некоторых генераторных панелях устанавливают фазометры. В судовых электростанциях с двумя и более генераторами, для которых предусмотрена параллельная работа, на генераторной панели устанавливается также синхроноскоп.
Измерительные приборы должны иметь шкалы с запасами по делениям, превышающими номинальные значения измеряемых величин: вольтметры – 120%, остальные приборы – 130%, частотомеры – 10% номинальной частоты.
Класс точности приборов, устанавливаемых на ГРЩ – 1,5…2,5. Переключатели в цепях трансформаторов тока должны работать без разрыва цепи. Использование предохранителей в цепях трансформаторов напряжения, в вольтметрах, частотомерах, ваттметрах и синхроноскопах обязательно.
Технические характеристики электроизмерительных приборов приведены в таблицах 2.48 2.51 [65].
192
Рисунок 2.25 Электрическая принципиальная схема генераторной секции ГРЩ
193
Таблица 2.48 Номенклатура и разделение судовых щитовых приборов по классу точности
Наименование |
Класс |
Типы щитовых приборов |
|
приборов |
точности |
||
|
|||
Амперметры |
1,5 |
Д1500, Д1600, Д180 |
|
2,5 |
Д1500, Д1600, Ml45, Э140 |
||
|
|||
|
1-й |
Э140/1 |
|
Вольтметры |
1,5 |
Д1500, Д1600, Д180 |
|
|
2,5 |
Д1500, Д1600, Д180, Э140, Э421 |
|
Ваттметры |
2,5 |
Д142, Д1503, Д1603, И1604, Д1602 |
|
Варметры |
4-й |
Д1503, Д1603 |
|
1-й |
И1606 |
||
|
|||
Частотомеры |
2,5 |
Д146, Д1506, Д1606 |
|
Мегомметры |
2,5 |
М147, M1503, M1508, М1603, M1604, |
|
Фазометры |
2,5 |
Э144, Э1500, Э160 |
|
|
2,5 |
Э1505, Э1605 |
|
Синхроноскопы |
3-й |
Э145 |
Таблица 2.49 Пределы измерений и способы включения амперметров и вольтметров типа Э140, вольтметров номинального напряжения типа Э140/1
Пределы измерений |
|
|
Включение |
|
Амперметры |
|
|
0÷100, 0÷200, 0÷300, 0÷500 мА |
|
|
Непосредственное |
0÷1, 0÷2, 0÷3, 0÷5, 0÷ 10, 0÷20, 0÷30, 0÷50 А |
|
||
|
|
||
0÷5, 0÷10, 0÷20, 0÷30, 0÷50, 0÷75, 0÷100, |
|
|
|
0÷150, 0÷200, 0÷300, 0÷400, 0÷600, 0÷750, 0÷ |
|
Через трансформатор тока со вторичной |
|
800 А |
|
|
|
|
|
обмоткой на 5 А |
|
0÷1,0, 0÷1,5, 0÷2, 0÷ 3 кА |
|
|
|
|
|
|
|
0÷4, 0÷5, 0÷6 кА |
|
|
|
|
Вольтметры |
|
|
0÷15, 0÷30, 0÷50, 0÷150, 0÷250, 0÷450 В |
|
|
Непосредственное |
0÷450 В |
|
С трансформатором напряжения 380/127В |
|
Вкачестве трансформатора напряжения рекомендуется использовать трансформатор типа ОСБ-0,2, первичное напряжение которого 380В, а вторичное – 127В. Номинальная мощность трансформатора 40 ВА, класс точности 1,0. Нагрузка на трансформатор не должна превышать его номинальную мощность, т.е.
Вкачестве трансформатора тока рекомендуется выбирать трансформаторы типа ТС-0,5. Номинальный ток первичной обмотки: 10, 15,20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 А. Обозначение трансформатора тока включает в себя: тип, номинальное напряжение и номинальный первичный ток. Ток вторичной обмотки -
5А.
194
Таблица 2.50 Пределы измерений и способы включения амперметров и вольтметров типа Д180, Д1500 и Д1600
Пределы измерений |
Включение |
Амперметры типов Д1500 и Д1600 |
|
0÷5, 0÷10, 0÷30, 0÷50, 0÷75, 0÷100, 0÷150, 0÷200 А |
Непосредственное |
0÷5, 0÷10, 0÷20, 0÷30, 0÷50, 0÷75, 0÷100, 0÷150, |
Через трансформатор тока с первичным |
0÷200, 0÷300, 0÷400, 0÷ 600, 0÷750, 0÷800 А |
током, равным пределу измерения, и вто- |
0÷1, 0÷1,5, 0÷2, 0÷3, 0÷4, 0÷5, 0÷6 кА |
ричным током 5 А |
|
Через трансформатор тока с первичным |
0÷100, 0÷150, 0÷200, 0÷ 300, 0÷400, 0÷600, 0÷750, |
током, равным пределу измерения, и вто- |
0÷800 А |
ричным током 5 А и через трансформатор |
0÷1, 0÷1,5, 0÷2, 0÷3, 0÷4, 0÷5, 0÷6 кА |
тока 5/1 типа И1820 (при длине соедини- |
|
тельной линии более 25 м) |
Вольтметры типов Д1500 и Д1600 |
|
0÷30, 0÷50, 0÷150, 0÷250, 0÷450 В |
Непосредственное |
0÷450 В |
С трансформатором напряжения 380/127В |
Амперметры типа Д180 |
|
0÷5, 0÷10, 0÷20 А |
Непосредственное |
0÷5, 0÷10, 0÷20, 0÷30, 0÷50, 0÷75, 0÷100, 0÷150, |
Через трансформатор тока с вторичной |
0÷200, 0÷300, 0÷400, 0÷600, 0÷750, 0÷800 А |
обмоткой на 5А |
Вольтметры типа Д180 |
|
0÷30, 0÷50, 0÷150, 0÷250, 0÷450 В |
Непосредственное |
|
|
0÷450 В |
С трансформатором напряжения 380/127В |
Таблица 2.51 Пределы измерений ваттметров типов Д142, Д1503, Д1603
Номи- |
Пределы измерений ваттметров, кВт, при |
||
нальный |
номинальном напряжении (линейном), В |
||
ток, А |
127 |
220 |
380 |
5 |
1 |
2 |
3 |
10 |
2 |
4 |
6 |
20 |
4 |
8 |
12 |
30 |
6 |
12 |
20 |
50 |
10 |
20 |
30 |
75 |
15 |
30 |
50 |
100 |
20 |
40 |
60 |
150 |
30 |
60 |
100 |
200 |
40 |
80 |
120 |
300 |
60 |
120 |
200 |
400 |
80 |
150 |
250 |
600 |
120 |
250 |
400 |
750 (800) |
150 |
300 |
500 |
1000 |
200 |
400 |
600 |
1500 |
300 |
600 |
1000 |
2000 |
400 |
800 |
1200 |
3000 |
600 |
1200 |
2000 |
4000 |
800 |
1500 |
2500 |
5000 |
1000 |
2000 |
3000 |
6000 |
1200 |
2500 |
4000 |
|
|
195 |
|
Характеристик выбранных приборов необходимо указать в форме таблицы
2.52.
Таблица 2.52 – Результаты выбора электроизмерительных приборов
Наименова- |
Тип, изго- |
Диапа- |
Градировка шкалы |
Объект |
Назначение |
Количе- |
|
ние прибора |
товитель |
зон из- |
Едини- |
Значе- |
и место |
в эксплуа- |
ство |
|
|
мерений |
цы изме- |
ния |
установ- |
тации |
|
|
|
|
рения |
|
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для расширения пределов измерения и функционирования устройств автоматики в схеме генераторной секции должны быть предусмотрены измерительные трансформаторы тока и напряжения. Критерии выбора определяются условиями:
Iном 1, 2 1, 5 I раб |
|
|
U раб Uном |
, |
(2.147) |
P2ном P2 |
|
|
где I раб – рабочий ток в цепи, А, U раб – рабочее напряжение в цепи, В, |
P2 – мощ- |
|
ность нагрузки вторичной цепи, Вт.
При этом для трансформаторов напряжения нагрузка вторичной обмотки
определяется как |
|
P2 Pприб , |
(2.148) |
где Pприб – суммарная мощность, Вт, потребляемая обмотками напряжений при- |
|
боров, реле, входными цепями блоков автоматики. |
|
Для трансформаторов тока |
|
P2 Pприб I22 Rпров Rконт , |
(2.149) |
где Rконт 0,1 – сопротивление контактов Ом, Rпров 0,7 – сопротивление проводов, |
|
Ом. |
|
При токе вторичной обмотки 5А выражение приобретает вид |
|
P2 Pприб 17, 25 . |
(2.150) |
Для расчета мощности нагрузки вторичной цепи измерительных трансформаторов можно использовать следующие данные:
амперметр – 1,2 ВА; вольтметр – 3 ВА; частотомер – 4 ВА; мегомметр – 3 ВА; синхроноскоп – 2,3 ВА.
Потребляемые мощности блоков автоматики определяются их паспортными данными.
Характеристик выбранных измерительных трансформаторов необходимо указать в форме таблицы 2.53.
196
