Курсовая работа Толкач-буксир Пр. 4282

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1Раздел 1. Расчет мощности и выбор числа и типов генераторных агрегатов (ГА)

2Раздел 2. Принципиальные электрические схемы СЭС:

2.1.Принципиальная однолинейная электрическая схема СЭС

2.2.Принципиальная однолинейная электрическая схема ГРЩ

2.3.Принципиальная электрическая схема подключения генератора

3Раздел 3. Расчет и выбор защитных, коммутационных аппаратов и электроизмерительных приборов.

3.1Расчет и выбор аппаратов защиты.

3.2.Выбор электроизмерительных приборов.

3.3.Выбор коммутационной аппаратуры.

3.4.Перечень элементов.

4 Список использованной литературы.

Введение

Электрическая энергия относительно просто вырабатывается, легко передается на любые расстояния, хорошо преобразуется в другие виды энергии (механическую, звуковую, световую, тепловую, химическую). Благодаря этим качествам электрическая энергия в настоящее время занимает доминирующее положение во всех отраслях хозяйства (промышленности, сельском хозяйстве, транспорте).

На современных судах устанавливаются сотни потребителей электрической энергии, обеспечивающих привод всех механизмов, внутреннюю и внешнюю связь, радио- и гидролокацию, кондиционирование воздуха, приготовление пищи и т.д. Суда могут иметь одну или две электростанции, общая мощность генераторов которых составляет до сотен киловатт.

Работа СЭЭС оказывает влияние не только на ход судна, но и на безопасность плавания, сохранность груза и т. Д.

Совершенствование судового оборудования предусматривает:

•Повышение экономичности;

•Создание автоматизированных ЭС с автоматическим пуском, управлением и контролем за работой ГА;

•Улучшение качества генерируемой электроэнергии путем совершенствования параметров и характеристик систем стабилизации напряжения, и САР частоты вращения ГА;

•Совершенствование типовых схем и конструкций ГРЩ и пультов управления, автоматизированных ЭС;

•Улучшение характеристик и конструкций коммутационных и защитных аппаратов.

1. РАЗДЕЛ 1. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЧИСЛА И ТИПОВ ГЕНЕРАТОРОВ

При расчете мощности судовой электростанции (СЭС) основной задачей является определение числа и мощности генераторных агрегатов (ГА), которые должны обеспечивать во всех режимах работы судна бесперебойное снабжение качественной электроэнергией потребителей с учетом максимальной загрузки ГА.

Мощность СЭС зависит от типа судна, мощности энергетической установки, водоизмещения, района плавания, от числа и мощности потребителей электроэнергии.

Согласно Правилам классификации и постройки судов внутреннего плавания (Правила Речного Регистра том 4, часть 5 «Электрическое оборудование», раздел 2.2): количество и мощность источников электроэнергии основной судовой электростанции должны выбираться с учетом следующих режимов работы судна:

1.ходового;

2.стояночного;

3.снятия с якоря (шлюзования);

4.специальных режимов для судов технического флота, промысловых и других судов в соответствии с их назначением;

5.аварийного режима - при работе основных источников электрической энергии (при пожаре или получении судном пробоины).

Для расчета мощности судовых электростанций использую табличный метод, на основании, которого рассчитываю потребляемые мощности в различных режимах работы судна.

Форма и содержание таблицы одинаковы для всех судов и могут различаться только режимами в зависимости от назначения судна и рода тока.

Табличный метод расчета мощности генераторов.

Определение нагрузки судовой электростанции табличным методом заключается в следующем:

В таблицу заносятся все потребители, работающие в данном режиме, их номинальные данные, данные для режима работы

1.Составляют табличную форму, количество режимов работы, в которой согласуется

стипом судна и характером его эксплуатации, как указано выше.

2.На основании расчетов, связанных с выбором отдельных судовых потребителей электроэнергии, заполняют графы 2 - 8 таблицы:

- графа 2: наименование потребителей;

- графа 3: количество однородных потребителей (n);

- графа 4: установленная мощность на валу механизма (Рм); - графа 5: тип электродвигателя (для потребителей, имеющих электродвигатель);

- графа 6: номинальная мощность электродвигателя или потребителя (Рн); - графа 7: номинальный коэффициент полезного действия (ŋН);

- графа 8: номинальный коэффициент мощности (cos Н),

3. На основании исходных данных по графам 3,4,6,7 заполняют графы 9,10,11:

- графа 9: коэффициент использования электродвигателя К1 Рм Рн

- графа 10: потребляемая мощность однородных потребителей активная

Где: tq 1 определяют по коэффициенту мощности потребителя в данном режиме работы.

После заполнения таблицы определяем суммарные потребляемые мощности (активная, реактивная, полная). После этого выбирают общий коэффициент одновременности работы потребителей для каждого режима. Тем самым учитывают несовпадение максимумов нагрузки потребителей во времени.

6.Выбирают общие коэффициенты одновременной работы продолжительно К01 и

кратковременно К02 работающих потребителей в различных режимах, учитывающие вероятность совместной работы приемников в данном режиме.

7.Определяют суммарную расчетную потребляемую мощность (с учетом потери активной мощности в сети, составляющей примерно 3-5%) активную и реактивную для продолжительно работающих приемников и периодически включаемых приемников по формулам:

Р1∑Р = К01 КП ∑РР1 ; Q1∑Р = К01 КП ∑QР1 - для продолжительно работающих приемников; Р2∑Р = К02 КП ∑РР2 ; Q2∑Р = К02 КП ∑QР2 - для периодически включаемых приемников,

где Р1∑Р , Q1∑Р - суммарные активная и реактивная мощности продолжительно работающих приемников с учетом коэффициентов одновременности и потерь в судовой сети.

Р2∑Р , Q2∑Р - тоже самое для периодически включаемых приемников;

К01 - коэффициент одновременности продолжительно работающих потребителей в соответствующих режимах приемников;

К02 - коэффициент одновременности периодически включаемых потребителей;

КП - коэффициент потерь в судовой сети; В отдельных расчетах нагрузки СЭС учитывают мощный эпизодически работающий приемник,

активную и реактивную мощности, которого суммируют с соответствующими мощностями периодически работающих приемников (Р2∑Р , Q2∑Р )

8. Находят активную и реактивную общую суммарную потребляемую мощность по графам 17. 18

Р∑Р = Р1∑Р + Р2∑Р , Q∑Р = Q1∑Р + Q2∑Р

9.Находят полную суммарную мощность в каждом режиме работы

cos P P P

S P

Если средневзвешенный коэффициент мощности по режимам больше номинального коэффициента мощности генераторов, то число и мощность последних выбирают по активной суммарной потребляемой мощности. Если меньше, то мощность генераторов СЭС выбирают по полной мощности S∑P

Определение количества и мощности генераторов.

Итоговые значения нагрузки электростанции в различных режимах работы служат основанием для выбора количества и мощности генераторов, устанавливаемых в судовой электростанции. При этом намечают несколько возможных вариантов электростанции по составу генераторов, исходя из наличия поставляемых промышленностью дизель-генераторов.

Затем производят анализ данных вариантов по ряду показателей. Вариант с минимальным количеством типоразмеров генераторов является наиболее приемлемым.

Загрузка генераторов, работающих в различных режимах, должна быть наибольшей.

Однако при этом лучшим следует считать такой вариант, в котором все генераторы (основные и резервные) по типу и мощности одинаковы. Загрузка генераторов составляет 70-80 % номинальной мощности.

Необходимо, чтобы в длительных режимах (ходовой) загрузка генераторов составляла 80 %. В относительно кратковременных режимах (съемка с якоря, аварийный режим и т.п.) загрузка

может быть 70 % и несколько меньше.

Длительность стоянки судов может быть близка к длительности хода, поэтому генераторы, работающие в режиме стоянки, также должны иметь наибольшую загрузку.

Обеспечить наиболее высокую загрузку генераторов можно всегда, если стремиться к разукрупнению мощностей и увеличению количества генераторов, используя параллельную работу.

Минимальное количество генераторов электростанции равно двум. При этом один из генераторов является основным, а другой генератор - резервным. Однако лучше, когда электростанция имеет три - четыре генератора. В таком случае в работе могут находиться два - три генератора; один генератор - на профилактике; один или два генератора - в готовом для работы резерве.

Известно следующее общее положение: мощность энергетических систем всегда должна учитывать рост мощностей потребления электроэнергии. Опыт показывает, что в течение десятков лет эксплуатации на судах устанавливаются новые дополнительные потребители электроэнергии.

В тоже время электростанция по мощности сохраняется в первоначальном виде. В связи с этим, судовые электростанции должны иметь резерв мощности, который на 20-30 % превышает требуемый резерв по регистру.

По расчетной мощности СЭЭС выбираем генератор переменного тока, имеющий следующие параметры:

-номинальный КПД: ŋН=90%

-частота вращения: n =1500 об/мин.

На основании расчета мощности СЭЭС принимаем к установке:

РАЗЛЕЛ 2. ЭЛЕТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СЭС. 2.1. Однолинейная электрическая принципиальная схема СЭС.

Согласно Правил Регистра непосредственно от ГРЩ получают питание:

электроприводы рулевого и якорно-швартовных устройств, насосов пожарных и балластно-осушительных,

навигационное оборудование,

щиты основного освещения, радиостанция,

основные ЭП механизмов силовой установки (компрессоры пускового воздуха,

насосы

топливный и масляный),

грузовые, траловые и шлюпочные лебедки.

От аварийного распределительного щита получают питание электроприводы аварийногопожарного насоса, производится дублирование питания электронавигационных приборов, радиостанции, аварийного освещения, сигнализации пожарной и СО2.

Через вторичные распределительные щиты питаются: вентиляторы трюмов, насосы бытовыхсистем, вентиляторы МКО и общесудовые, вентиляторы системы кондиционирования воздуха, механизмы, обеспечивающие работу вспомогательных котлов, испарительная установка, нагревательные устройства, электроприводы рыбообрабатывающих цехов, электроприводымастерской, потребители камбуза и прочая нагрузка.

Принципиальная однолинейная электрическая схема СЭС для двух генераторов состоит изунифицированных схемных узлов.

В схеме СЭС расположены схемные узлы цепей главного тока генераторных агрегатов, главного распределительного щита и отходящих фидеров электроснабжения ответственных ималоответственных приемников. Коммутация цепей главного тока осуществляетсяавтоматическими выключателями, предназначенными для подключения к шинам ГРЩгенераторов (выключатели QF1, QF2), фидера питания с берега (выключатель QF3), щитааварийной электростанции (выключатель QF4) и

фидеров электроснабжения приемников (выключатели QF).

Ответственные приемники электроэнергии, обеспечивающие движение и безопасность плавания судна, подключаются через отдельные фидеры к шинам ГРЩ (осушительный насос, брашпиль, шпиль, пожарныйнасос, компрессор, топливный и масленые насосы). Малоответственные приемники группируют пооднородности

выполняемой функции в РЩ (РЩ №1 – станки; РЩ №2 насосы; РЩ №3 – лебедки; РЩ №4 - вентиляторы; РЩ №5 – камбуз)