9.1.1. Методы определения мощности сээс

К основным методам определения мощности СЭЭС относят:

• вероятностный;

• статического моделирования;

• табличный;

• аналитический.

Вероятностный метод делится на:

• метод статистических испытаний;

• метод массового обслуживания;

• метод числовых характеристик.

Первый метод позволяет получить наибольшие и вероятные промежуточные значения мощности СЭЭС в виде чисел. Для этого разрабатывается вероятностная модель задачи, решение которой находится использованием случайных законов распределения. При этом исходные данные повторяются на ЭВМ с возможными вариациями.

Метод массового обслуживания применяется относительно несложных по структуре СЭЭС с ограниченным числом приемников, нагрузка которых задается дискретно (ступенчато).

Метод числовых характеристик является более универсальным. Допустим при расчете СЭЭС с большим числом приемников и произвольным характером нагрузки.

Метод статистического моделирования основан на применении аналоговых вычислительных машин для построения статистической модели, воспроизводящей схему замещения СЭЭС. Каждый элемент такой модели по своим характеристикам и параметрам соответствует отдельным элементам реальной схемы СЭЭС (ЭДС источника, сопротивление элементов и т.д.). Достоинство данного способа – возможность соединения элементов модели по различным схемам в соответствии со структурой конкретной СЭЭС. Кроме того параметры такой модели могут изменяться в широких пределах. Определение параметров (токов и напряжений) на модели осуществляется соответствующими электроизмерительными приборами. Такие модели широко применяются для анализа установившихся режимов СЭЭС. При расчете переходных режимов (КЗ, неполнофазные режимы) метод статистического моделирования практически не применяется.

Наибольшее применение до настоящего времени получил табличный метод расчета нагрузки, при котором нагрузка СЭЭС определяется в каждом характерном режиме работы судна. При разработке типовых судов и их модернизации используется аналитический метод расчета нагрузок, разработанный на основе обобщения статистических материалов по эксплуатации уже раннее построенных судов данной серии. Табличный метод подробно рассматривается при выполнении курсового проекта, поэтому в курсе лекций не приводится.

Аналитический метод определения мощности основан на существовании зависимости мощности судовой электростанции от мощности главного двигателя судна. Анализ статистических данных позволил выявить эмпирическую формулу связи мощности судовой электростанции в ходовом режиме с мощностью главной энергетической установки. Общий вид данной зависимости

РХ = 18+0,028 N,

где РХ – мощность электростанции в ходовом режиме судна (кВт);

N – мощность главной энергетической установки (кВт).

При этом установлено, что данное выражение справедливо только для дизельных энергетических установок с малой частотой вращения, у которых масляные и охлаждающие насосы и насосы забортной воды имеют электропривод. Данное выражение не учитывает нагрузку эпизодически работающих электродвигателей, поэтому с учетом этих электроприемников выражение получает вид:

РХ1 = РХ + РЭ,

где РЭ – мощность наибольшего эпизодически включаемого в работу приемника (кВт).

При расчете мощности электростанции используется два выражения:

Р_Х1 = Р_Х + Р_Э, при Р_Э > Р_Б

Р_Х2 = Р_Х + Р_Б , при Р_Б > Р_Э

где Р_Б – мощность бытовых электроприемников СЭЭС, которая представляет собой:

Р_Б = Р_К + Р_В + Р_КВ,

где Р_К = - суммарная мощность электроприемника в камбуза;

Р_В = К_В - суммарная мощность вентиляционных установок;

Р_КВ = К_КВ - мощность системы кондиционирования.

Коэффициент КВ зависит от суммарной установленной мощности бытовых вентиляторов. В расчетах используется три его значения:

если кВт, то К_В = 0,75

= [20 50]кВт, то К_В = 0,45

> 50кВт, то К_В = 0,47

Значение К_В принимается равным 0,7 независимо от мощности. В режиме стоянки судна мощность его электростанции при отсутствии грузовых операций определяется по следующему выражению:

Р_С = 11+0,002D,

где D – водоизмещение.

В зависимости от конкретного типа судна используются следующие эмпирические формулы, устанавливающие зависимость между мощностью главных двигателей или водоизмещением судна.

1. Для судов морского флота (сухогрузных теплоходов):

1.1. с вертикальной погрузкой или Р = 115D^0,8

при горизонтальной погрузке или

1.2. для пароходов и крупных сухогрузных теплоходов Р = 245N или Р = 125D

1.3. для нефтеналивных судов Р = 200+143N или Р = 225D^0,5 = 225

1.4. для ледоколов и самоходных паромов Р = 48N^0,8 или Р = 11D^1,45

1.5. для буксиров Р = 177N или Р = 245D

2. Для судов внутреннего и смешанного плавания:

2.1. для сухогрузов Р = 0,002N или Р = 0,055D

2.2. для нефтеналивных судов или

2.3. для буксиров и толкачей или

2.4. для пассажирских судов Р = 0,38N или Р = 200D^1,5

Примечание: для морских судов мощность главного двигателя должна быть представлена в МВт, а водоизмещение D в тыс. тонн. Для судов внутреннего и смешанного плавания мощность N в МВт, а водоизмещение D в тоннах.

Данные эмпирические выражения используются только на стадии эскизного проектирования судов, когда еще не известны полные исходные данные по составу электрооборудования и электроприемников СЭЭС.