Следует отметить, что генераторные агрегаты типа МСК 750-1500 являются основными.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

В режиме с минимальной загрузкой судовой электростанции (стояночный режим без грузовых операций) эксплуатация основного генератора МСК 750-1500 будет экономически невыгодна из-за малого коэффициента загрузки. В этом режиме судно обычно питается от береговой сети.

В качестве АДГ используется генератор МСК750-1500.

Таблица 3.1

Наименование режима работы	Q	n*Q_i	Коэфф. загрузки	Тип ГА
Ходовой режим	983.57	2*600	0,81	МСК750-1500
Маневровый режим	1224.36	3*600	0,68	МСК750-1500
Аварийный режим с раб. АДГ	369.587	1*600	0,61	МСК750-1500
Стояночный режим без грузовых операций	300.191	1*600	0,50	МСК750-1500
Стояночный режим без грузовых операций	477.595	1*600	0,79	МСК750-1500

4. Разработка принципиальной электрической схемы генерирования и распределения электроэнергии на судне

К схеме генерирования и распределения электроэнергии предъявляются следующие требования:

- Бесперебойное снабжение ответственных судовых электроприемников электроэнергией необходимого качества и в требуемом количестве во всех эксплуатационных режимах судна;

- Гибкость схемы, обеспечивающая маневренное управление электроснабжением приемников в нормальных и аварийных режимах с минимальным числом оперативных переключении при переходе с одного режима на другой;

- Равномерное распределение нагрузки между параллельно работающими ГА;

- Защита электрооборудования и элементов судовой электрической сети от недопустимых аварийных и ненормальных режимов работы (короткие замыкания, перегрузка и т.д.);

- Возможность проведения ремонтных и профилактических работ на отдельных элементах схемы СГиРЭ без нарушения электроснабжения судна в целом за счет секционирования шин ГРЩ и резервирования питания;

- Минимальные массогабаритные показатели;

- Применение типовых схемных решений и унифицированного оборудования.

Наиболее ответственным этапом проектирования схемы СГиРЭ является распределение электроприемников по секциям ГРЩ. В соответствии с требованиями Морского Регистра от шин ГРЩ особоответственные потребители должны получать питание по отдельным фидерам.

От шин главного распределительного щита должны получать питание по отдельным фидерам следующие потребители:

1. электрические приводы рулевых устройств;

2. электрические приводы якорного устройства;

3. электрические приводы пожарных насосов;

4. электрические приводы осушительных насосов;

5. электрические приводы компрессоров и насосов спринклерной системы;

6. гирокомпас;

7. щит холодильной установки грузовых трюмов;

8. электрические приводы агрегатов возбуждения электрической гребной установки;

9. секционные щиты основного освещения;

10. щит радиостанции;

11. щит навигационных приборов;

12. щит сигналъно-отличительных фонарей;

13. секционные щиты и распределительные устройства питания других потребителей ответственного назначения, объединенных по принципу однородности выполняемых функций;

14. распределительные устройства объединенного пульта управления и щит станции автоматической сигнализации обнаружения пожара;

15. электрические приводы механизмов обеспечивающих работу главных механизмов;

16. щиты электрических приводов грузовых швартовных, шлюпочных и других устройств вентиляции и нагревательных приборов;

17. щит станции автоматической сигнализации обнаружения пожара;

18. устройства управления винтом регулируемого шага;

19. зарядные устройства стартерных аккумуляторных батарей и батарей, питающих ответственные устройства;

20. щиты питания электрических приводов закрытия водонепроницаемых дверей и устройств, удерживающих противопожарные двери в открытом состоянии, а также щиты сигнализации о положении и закрытии водонепроницаемых и противопожарных дверей;

21. щит холодильной установки системы углекислотного тушения низкого давления.

22. щиты освещения ангаров и светотехнического оборудования посадочных площадок для вертолетов;

23. другие, не перечисленные выше потребители - т требованию Регистра

Допускается питание потребителей, перечисленных в 4, 6, 10, 11, 12, 15, 16, 18, 19, 20 от распределительных устройств, указанных в 13 или 14, по отдельным фидерам, имеющим коммутационные и защитные устройства

Если механизмы одного назначения с электрическими приводами, установлены в двойном или большем количестве, то, по крайней мере, один из этих электрических приводов должен получать питание по отдельному фидеру от главного распределительного щита. На электрические приводы остальных таких механизмов допускается подавать питание от секционных щитов или специальных распределительных устройств, предназначенных для питания ответственных потребителей.

Если сборные шины на главном распределительном щите разделены на секции, имеющие межсекционные разъединительные устройства, то электрические приводы, секционные щиты, специальные распределительные устройства или пульты, установленные в двойном или большем количестве или питаемые по двум фидерам, должны быть подключены к разным секциям главного распределительного щита.

Потребители, получающие питание от аварийных источников должны получать питание по отдельным фидерам от шин АРЩ, оборудованного соответствующей коммутационной и защитной аппаратурой. Допускается питание указанных ниже потребителей:

1. сигнально-отличителъных фонарей, фонарей сигнала «Не могу управляться» и других фонарей, требуемых действующими Международными правилами предупреждения столкновения судов;

2. средств внутренней связи и оповещения, а также авральной сигнализации;

3. соответствующего радио- и навигационного оборудования и системы сигнализации обнаружения пожара;

4. ламп дневной сигнализации, звуковых сигнальных средств (свистков, гонгов и др.), призывной ручной сигнализации и остальных видов сигнализации, требуемых в аварийных состояниях;

Распределительные устройства аварийных потребителей должны находиться выше палубы переборок.

С учетом вышесказанного разбиваем приемники электроэнергии по щитам (см. табл. 4.1), принимая во внимание их расположение на судне и назначение, а также проектируем схему генерирования и распределения электроэнергии на судне.

Таблица 4.1

№ РЩ	Потребители, питаемые от данного РЩ
РЩ1	Насосы санитарной пресной воды, насос забортной воды, насосы горячей воды
РЩ2	РЩ3, РЩ4
РЩ3	Машинно-котельное отделение
РЩ4	Общесудовые
РЩ5	РЩ6, компрессоры, насосы рассольные, насосы охлаждения
РЩ6	Вентиляторы
РЩ7	Нагревательные устройства
РЩ8	Прожекторы
РЩ9	Насос охлаждения провизионной установки, компрессор провизионной установки
РЩ10	Рефрижераторы трюмов
РЩ11	Насосы забортной воды, насос пресной воды сист. охлаждения цилиндров, насос пресной воды сист. охлаждения форсунок, насос масляной, насос топливный, компрессор пускового воздуха, сепараторы топлива, сепараторы масла
РЩ12	Насосы забортной воды, насос пресной воды сист. охлаждения цилиндров, насос пресной воды сист. охлаждения форсунок, насос масляной, насос топливный, компрессор пускового воздуха, сепараторы топлива, сепараторы масла
РЩ13	Насос питательной воды, насос топливный, насос циркуляционный, вентилятор котла
РЩ14	Насос конденсатный, насос инжекторный, насос вакуумный
РЩ15	Грузовые лебедки
РЩ16	Освещение
РЩ17	Освещение
РЩ18	Освещение
РЩ19	Освещение
РЩ20	Освещение
АРЩ	Рулевое устройство, лебедка шлюпочная, насос пожарный малый (аварийный), насос баластно-осушительный, РШ20(освещение), радиооборудование, электронавигационное оборудование

Принципиальная электрическая схема генерирования и распределения электроэнергии на судне приведена в Приложении 2.

Основная судовая электростанция содержит три дизель-генератора, обеспечивающих всю судовую электрическую нагрузку трехфазным переменным током 50 Гц напряжением 380В и 220В, а также резервный дизель-генератор, который вводится в работу в случае выхода из строя одного из трех основных ДГА . Питание электроприемников в режиме стоянки в порту без охлаждения обеспечивает стояночный дизель-генератор.

Электроснабжение судовых потребителей с номинальным напряжением 220В обеспечивается через понижающие трансформаторы Т1-ТЗ.

Наиболее ответственные и мощные электроприемники получают питание непосредственно от шин ГРЩ и подключаются по радиальной схеме к разным секциям. Особоответственные электроприемники в соответствии с требованиями Морского Регистра подключаются к шинам аварийного распределительного щита (АРЩ). В нормальных режимах АВ QS85 аварийного дизель-генератора (АДГ) отключен, работают основные генераторы, обеспечивающие электроэнергией АРЩ, соединенный с ГРЩ через КМ. В аварийном режиме, при исчезновении напряжения на шинах ГРЩ, срабатывает КМ в цепях связи секций ГРЩ и АРЩ и автоматически запускается АДГ.

5. Расчет судовой электрической сети

5.1. Общие положения

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.

Рассмотрим процедуру и особенности этого расчета.

5.2. Выбор типа и сечения кабелей и проводов

Выбор кабеля по напряжению, как и в других электроустановках, сводится к обеспечению условия

Расчет требуемого сечения и выбор кабеля рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. На схеме генерирования и распределения электроэнергии намечают наиболее характерные участки кабельной сети, подлежащие расчету:

· кабель от генератора до ГРЩ;

· кабель от ГРЩ до одного из распределительных щитов (РЩ);

· кабель от одного из РЩ до отдельного приемника электроэнергии, подключенного к его шинам.

2. По значениям мощности приемников электроэнергии, полученным в таблице расчетных нагрузок ЭС, определяются расчетные токи кабелей судовой сети на участках, указанных в п. а):

· Расчетный ток кабеля, соединяющего генератор с ГРЩ принимается равным номинальному тока генератора

· Расчетный ток кабеля, питающий АД

· Расчетный ток кабеля, питающий РЩ

· Расчетный ток кабеля, питающий трансформатор

Сечение кабеля выбирается по эквивалентному току. Эквивалентным током для кабелей с резиновой изоляцией считается ток,

длительное прохождение которого приводит кабель к такому же износу, как и при кратковременной нагрузке заданным током, а для кабелей с пластмассовой изоляцией (из полиэтилена или полихлорвинила) — ток, длительное прохождение которого вызывает такой же нагрев кабеля что и к концу кратковременного режима:

где — коэффициент, учитывающий уменьшение допустимой нагрузки кабеля в связи с ухудшением теплоотдачи при прокладке его в пучке. Для трехрядных пучков = 0,6, для двухрядных = 0,8, для однорядных = 0,9.

— коэффициент, зависящий от числа часов работы кабеля в сутки t₃,

k ₁ — коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от 45°.

k ₂ — коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения кабелей, проложенных в трубе или в кожухе длиной более 2 м (для трубы К₂ = 0,8; для кожуха К₂ = 0,85).

Из-за сложности выполнения монтажных работ в судовых условиях сечение кабеля не рекомендуется брать более 240 мм Если по расчетному току требуется принять большее сечение, то рекомендуется выбрать несколько кабелей меньшего сечения, проложенных параллельно и способных длительно про пускать расчетный ток. Правда, в этом случае необходимо учитывать пучковость их прокладки.

5.3. Проверка выбранных сечений кабелей и проводов на допустимое падение (потери) напряжения

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 определении 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. При равномерной нагрузке фаз фазные потери напряжения определяются в соответствии с выражением

а линейные потери напряжения находят из соотношения

Поскольку в сетях переменного тока с частотой 50 Гц значение х, как правило, много меньше значения r, то в практических расчетах реактивной составляющей можно пренебречь и потери напряжения определяться как

5.4 Пример расчета и выбора кабелей.

В качестве примера рассчитаем кабель:

Питающий рулевое устройство

Определим эквивалентный ток:

— коэффициент, зависящий от числа часов работы кабеля в сутки t₃,

К₁ — коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды от 45°.

К₂ — коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения кабелей, проложенных в трубе или в кожухе длиной более 2 м

Питающий РЩ1

В состав потребителей РЩ1 входят: насос горячей воды (позиция IVа), насос санитарный забортной воды (XVII), насос санитарный пресной воды (XXV). Для ЭД каждого из них рассчитываются активные и реактивные токи:

– активный ток ЭД 1-го насоса горячей воды;

– активный ток ЭД 2-го насоса горячей воды;

– активный ток насоса санитарный забортной воды;

– активный ток насоса санитарный пресной воды;

– реактивный ток ЭД 1-го насоса горячей воды

– реактивный ток ЭД 2-го насоса горячей воды;

– реактивный ток насоса санитарный забортной воды;

– реактивный ток насоса санитарный пресной воды;

Тогда:

Определим эквивалентный ток:

По эквивалентным токам выбираем следующие кабели

Рулевое устройство: КНРП 3x55;

РЩ3: КНРП 3x55;

Определяем падение напряжения в кабелях

Кабели подходят, так как падение напряжения на них меньше 2,6%.

Таблица расчета и выбора кабелей приведена в Приложении 3

5.4. Выбор сборных шин распределительных устройств

В настоящее время в большинстве случаев проектной практики для выполнения ГРЩ и других РУ принимаются типовые нормализованные серии панелей и щитов блочного типа, в которых сборные шины являются составной частью комплектации и уже рассчитаны на определенные условия работы. При этом отдельная процедура выбора и проверки сборных шин не требуется. В отдельных случаях проектирования СЭЭС с использованием РУ индивидуального каркасного исполнения она необходима.

В общем случае выбор сборных шин РУ включает в себя:

· определение возможного наибольшего длительного тока нагрузки на шины;

· выбор формы, расположения, сечения и числа полос шин;

· проверку шин на динамическую (возможность появления резонанса) и термическую устойчивость.

Рассмотрим особенности указанных проектных процедур.

Наибольший длительный ток шин ГРЩ и других РУ определяется исходя из распределения нагрузки вдоль сборных шин с учетом коэффициента одновременности работы присоединений. При этом в качестве расчетного должен рассматриваться наиболее тяжелый режим работы.

Поскольку точный учет фактического распределения нагрузки вдоль сборных шин ГРЩ при параллельной работе нескольких генераторов практически невозможен, то при проектировании сборных шин в качестве расчетного обычно рассматривается режим раздельной работы генераторов, считая, что в этом случае генераторные шины загружены примерно одинаково.

Наибольший длительный ток шин ГРЩ определяют из условия

где К_нн— коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки шин по длине, К_нн= 1,15.

Форма сечения шин определяет площадь поверхности охлаждения и соответственно допустимый ток нагрузки. При одной площади поперечного сечения поверхность охлаждения шин прямоугольного сечения всегда больше, чем у шин круглого (сплошного) сечения и это различие возрастает с уменьшением толщины прямоугольных шин.

6. Выбор аппаратуры распределительных устройств

Выбор ВА производится по техническим условиям на их поставку, каталогам и справочникам.

Прежде всего, необходимо, чтобы АВ удовлетворял требованиям Регистра по температуре, ударо – и вибростойкости, влажности и т.д. Затем производится выбор АВ по основным номинальным параметрам: роду тока, напряжению, току нагрузки и частоты. Далее выполняется расчет уставок и защитных характеристик, в процессе которого может быть откорректирован выбор АВ по номинальным параметрам.

При определении выдержек времени (уставок) на время срабатывания АВ в зоне короткого замыкания следует исходить из требований по быстродействию и избирательности с учетом схем СГ и РЭ и возможностей аппаратов защиты. Не рекомендуется использовать выдержки времени свыше 0,3¸0,5 с во избежание значительного разрушения ВА электрической дугой.

В общем случае уставки АВ по времени их срабатывания должны возрастать в такой последовательности:

Номинальные токи расцепителей автоматов I_ном.р, включенных в различные питающие линии выбираются по расчетным рабочим токам этих линий, полученных ранее, исходя из условия

Номинальный ток расцепителя выключателя фидеров питания групповых щитков следует определять для наиболее загруженного режима:

Уставка по току срабатывания выключателей фидеров питания ЭД определяются из условий отстройки от ложных срабатываний в режиме пуска ЭД

где уст – уставка по току срабатывания в зоне к. з. выключателя по ТУ;

k_д=1,1÷1,4 – коэффициент, учитывающий допуски на пусковой ток двигателя и срок

срабатывания выключателя в зоне к. з.;

k_а=1,3 – коэффициент, учитывающий величину апериодической составляющей

пускового тока;

k_пуск – кратность пускового тока АД по ТУ.

Если АД имеет автоматическое переключение питания, то уставка по току срабатывания определяется так:

где p=0,7÷1 – коэффициент, учитывающий остаточную ЭДС АД при включении его в

противофазе;

При установке выключателя на фидере питания силового распределительного щита выключателя с выдержкой времени, уставка определяется из следующего условия:

где q – количество АД;

m–(q+1) – количество трансформаторов;

I_{xх j} – ток холостого хода j-го трансформатора, % от номинального;

k_mj=1,1, при p_m<25 кВА; =1,8, при p_m>100 кВА;

I_ном.mj – номинальный ток первичной обмотки трансформатора;

I_ф – расчетный ток фидера, питающего щит;

– определяется в случае, если аппаратурой управления допускается

одновременный запуск нескольких ЭД, не имеющих минимальной защиты;

– сумма номинальных токов, одновременно вкл. или перекл. приемников;

Пример расчета и выбора АВ:

· рулевого устройства

Номинальный ток 37,13 А.

Время срабатывания в зоне к.з. 0,04 с.

где =1,05; =1,15; =1,3

= 5 – каталожное значение кратности пускового тока двигателя;

Выбираем трёхполюсный автоматический выключатель типа АК50-3М:

- номинальный ток автомата 50 А.

- номинальный ток расцепителя 8 А.

- =7,28

РЩ7

Номинальный ток 12,21 А.

Время срабатывания в зоне к. з. 0,25с.

Выбираем автомат типа АК50 3М:

- номинальный ток автомата 50А.

- номинальный ток расцепителя 16А.

Пример расчета и выбора предохранителей:

При выборе предохранителей пользуемся следующим принципом расчета: для защиты цепей при статической нагрузке выбираем плавкую вставку предохранителя исходя из условия:

I _{ном.пл.в.} > I _ном

Для защиты цепей с динамической нагрузкой плавкую вставку выбираем с учетом пусковых токов:

I _{ном.пл.в.} > I _ном k _пуск k _скв / a

k _пуск =6; k _скв =0,91; a =1,12

Используя приложение 19, выбираем следующий тип предохранителей:

FU60…FU65: (XVI) → ПДС-I патрон 6 А, пл. вст. 6 А.

Результаты расчетов отображены в Приложении 3

7. Выбор измерительной аппаратуры

Пределы измерения приборов выбираются исходя из номинальных данных источников электроэнергии и следующих условий:

предел измерения амперметра

предел измерения вольтметра

предел измерения ваттметра

Отрицательная часть шкалы ваттметра необходима для фиксирования перехода генератора в двигательный режим. Характеристики выбранных приборов приведены в табл. 8.1.

Таблица 7.1

Характеристики электроизмерительных приборов

Местонахождение	Тип прибора	Параметры и характеристики
Дизель-генераторы Г1, Г2, Г3	Амперметр Д1500	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 1500 А Класс точности: 1,5 Габариты 100х100х170 Подключается через трансформатор тока с первичным током, равным пределу измерения, вторичным током до 5А
	Вольтметр Д1500	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 450 В Класс точности: 1,5 Габариты 100х100х170 Подключается непосредственно
	Ваттметр Д143	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 750 кВт Класс точности: 2,5 Габариты 100х100х170 Включение параллельной цепи через трансформатор напряжения 380/220 В
	Частотомер Д1506	Электродинамической системы Предел измерений: 45 – 55 Гц Класс точности: 2,5 Габариты 100х100х170 Подключается через трансформатор напряжения 380/220 В

Местонахождение	Тип прибора	Параметры и характеристики
Аварийный дизель-генератор АДГ	Амперметр Д1500	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 1500 А Класс точности: 1,5 Габариты 100х100х170 Подключается через трансформатор тока с первичным током, равным пределу измерения, вторичным током до 5А
	Вольтметр Д1500	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 450 В Класс точности: 1,5 Габариты 100х100х170 Подключается непосредственно
	Ваттметр Д143	Электродинамической системы Предел измерений: 0 – 750 кВт Класс точности: 2,5 Габариты 100х100х170 Включение параллельной цепи через трансформатор напряжения 380/220 В
	Частотомер Д1506	Электродинамической системы Предел измерений: 45 – 55 Гц Класс точности: 2,5 Габариты 100х100х170 Подключается через трансформатор напряжения 380/220 В
Колонка синхронизации	Синхроноскоп Э1505		Электромагнитной системы Погрешность измерений: 3% Габариты 100х100х170 Подключается через 2 трансформатора напряжения 380/220 В

Основная схема включения приборов показана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема включения электроизмерительных приборов

8. Выбор трансформаторов

Выбор трансформаторов осуществляется по полной мощности потребителей, подключенных к его вторичной обмотке. Полная мощность потребителей, работающих в самом загруженном режиме – 22,8 кВА, в аварийном режиме (питание от АРЩ) – 30,5 кВА.

Типы трансформаторов указаны в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Типы используемых трансформаторов

Тип	Мощность, кВА	Напряжение, В		Напряжение короткого замыкания, %	Потери мощности при коротком замыкании,%
Тип	Мощность, кВА	высокое	низкое	Напряжение короткого замыкания, %	Потери мощности при коротком замыкании,%
ТСЗМ-25	25	220 – 380	133, 230	5,5	1,8
ТСЗМ40	40	220 – 380	133, 230	5	3,25

9. Пример расчета токов короткого замыкания

Исходные данные для расчета:

Генераторы: Г1, Г2, Г3 серии МСК 750-1500 со следующими основными параметрами: S_н1=750 кВА; U_н1=400 В; I_н1=1084 А; x_d=2,31 о.е.; r=0,019 о.е.; рабочий ток фидерного кабеля сечением 4х70 мм² I=1082,5 A.

Потребитель: электродвигатель Д серии 4A132M20M2 со следующими основными параметрами: S_нд=230 кВА; Р_нд=200 кВт; I_нд=351 А; E″_д=1,8 о.е.; z″_д=0,56 о.е.

На основании заданного расчетного тока генератора I_н=900А в качестве генераторных выключателей QA77, QA80, QA83 выбираем селективный автоматический выключатель типа ВА74-43 с I_н=1600А, t_расц=1 с, I_кз=I_уд=110 кА, I_расц=1250 А.

При рабочем токе 465,74 А в качестве фидерного выключателя QF78 выбираем селективный автоматический выключатель типа АК50 3М I_н=13 А, t_расц=0,04 с, I_расц=16 А, I_кз=5 кА.

Базисную мощность принимаем равной сумме мощностей генераторов, базисное напряжение – равным номинальному напряжению генераторов (на шинах ГРЩ):

Расчет:

r₂

r₁

x₁

x₂

1. Составляем расчетную схему замещения для определения тока к.з. в точке К₁ (рис.9.1).

Рис. 11.1. Схема замещения при к.з. в точке К₁

Определяем значения сопротивлений обмоток статора генераторов Г1, Г2 и Г3:

;

Сопротивления кабеля (4х70) составляют: активное – , индуктивное – . Сопротивления пяти проложенных параллельно кабелей длиной 20 м равны:

;

Активное сопротивление выключателей QA77, QA80, и QA83, ряда контактов и шин ГРЩ принимаем равным ; индуктивное - . Тогда:

;

Общее сопротивление генераторных ветвей:

;

Для определения эквивалентного сопротивления четырех генераторных ветвей воспользуемся комплексной формой их выражения:

Полученные значения сопротивлений , и являются результирующими при коротком замыкании в точке К₁.

По расчетным кривым соответственно для определяем:

Отношению соответствует ударный коэффициент К_уд=1,5. Тогда

С учетом влияния электродвигателей на ток к. з.:

Ток подпитки от электродвигателей при к. з. на шинах ГРЩ в точке K₁ (DU_K1=0):

Ударный ток к. з. в точке K1 с учетом тока подпитки от электродвигателей:

I_уд1_S= I_уд1г+ I_уд1д=39957,3+4963,89=44921,19 А.

2. Составляем расчетную схему замещения для определения тока к.з. в точке К₂

(рис. 9.2):

Рис. 9.2. Схема замещения при к.з. в точке К₂

Сопротивления выключателя QА78 составляют: активное – , индуктивное – .

Согласно приложению 10, сопротивления шин ГРЩ сечением 380 мм² длиной 4 м составляют: активное – , индуктивное – . Тогда:

;

Полное расчетное сопротивление цепи будет равно:

;

Полученные значения сопротивлений , и являются результирующими при коротком замыкании в точке К₂.

По расчетным кривым соответственно для определяем:

Отношению соответствует ударный коэффициент К_уд=1,5. Тогда

С учетом влияния электродвигателей на ток к. з.:

Падение напряжения в цепи от шин ГРЩ до точки К2:

Ток подпитки от электродвигателей при к. з. на шинах ГРЩ в точке K₁:

Ударный ток к. з. в точке K1 с учетом тока подпитки от электродвигателей:

I_уд2_S= I_уд2г+ I_уд2д=39957,3+4784,36=44741,66 А.

3. Составляем расчетную схему замещения для определения тока к.з. в точке К₃

(рис. 9.3).

Рис. 9.3. Схема замещения при к.з. в точке К₃

Сопротивления кабеля (4х70) составляют: активное – , индуктивное – . Сопротивления этого кабеля длиной 20 м равны:

;

Полное расчетное сопротивление цепи будет равно:

;

Полученные значения сопротивлений , и являются результирующими при коротком замыкании в точке К₃.

По расчетным кривым соответственно для определяем:

Отношению соответствует ударный коэффициент К_уд=1,5. Тогда

С учетом влияния электродвигателей на ток к. з.:

Падение напряжения в цепи от точки К₂ до точки К₃:

Ток подпитки от электродвигателей при к. з. на шинах ГРЩ в точке K₃:

Ударный ток к. з. в точке K₃ с учетом тока подпитки от электродвигателей:

I_уд3_S= I_уд3г+ I_уд3д=38809,1+4560,16=43369,26 А.

В результате произведенного расчета получены следующие значения токов к. з.:

· в цепи генератора при коротком замыкании на шинах ГРЩ в точке К₁ с учетом тока подпитки от электродвигателей I_уд1 _S≈ 44,9 кА; автоматический выключатель типа ВА74-43 допускает ударный ток до 45 кА.

· в цепи автоматического выключателя QF78 при коротком замыкании на его контактах в точке К₂ с учетом тока подпитки от электродвигвтелей I_уд2 _S≈ 44,7 кА автоматический выключатель типа АЛ50 3М допускает ударный ток до 50 кА.

· в цепи фидера потребителя Д при коротком замыкании на расстоянии 75м от шин ГРЩ в точке К₃ с учетом подпитки от электродвигателей I_уд3 _S ≈ 43,3 кА; автоматический выключатель типа А3724СР допускает ударный ток до 50 кА.

Таким образом, выбранные аппараты удовлетворяют требованиям в отношении допустимых ударных токов к. з.

12. Определение провала напряжения в СЭЭС при пуске мощного АД

Существует ряд требований Регистра, определяющих допустимый провал напряжения.

Любое внезапное изменение симметричной нагрузки генератора, работающего при номинальной частоте вращения и при номинальном напряжении, при имеющихся токе и коэффициенте мощности, не должно вызывать снижения номинального напряжения ниже 85% и повышения выше 120%. После этого напряжение генератора должно в течение не более 1,5 с восстанавливаться в пределах 3% номинального напряжения. Для аварийных агрегатов эти значения могут быть увеличены до 5с и по напряжению до 4% номинального.

Максимальный провал напряжения на зажимах синхронного генератора при пуске короткозамкнутого АД зависит от:

- Пускового тока во время пуска;

- Значений переходного и синхронного индуктивных сопротивлений генератора;

- Постоянной времени обмотки возбуждения;

- Свойств регулятора напряжения.

Чем выше значения указанных величин, тем больший максимальный провал напряжения может иметь место.

Следует также отметить, что по сравнению с пуском двигателя при холостом ходе пуск нагруженных двигателей вызывает больший провал напряжения генератора. Это объясняется тем, что инерционность у двигателя под нагрузкой значительно больше, чем на холостом ходу.

Расчеты провалов напряжения синхронных генераторов необходимо выполнять для случаев пуска наиболее мощных АД к аварийным дизель-генераторам и к основным генераторам работающим при стоянке и ходовых режимах судна, а также для случаев, когда данный двигатель подключается к одному или нескольким параллельно работающим генераторам наименьшей мощности.

Не допускается перед пуском, например, электродвигателя пожарного насоса, включать дополнительный генератор (параллельно к ранее работающим). Схема пуска электропривода такого насоса должна быть выполнена с ограничением пускового тока. В некоторых случаях следует прибегать к установке нескольких механизмов для замены одного механизма большой мощности.

Ниже приведен расчет провала напряжения в среде MathCAD.

Исходные данные:

Генератор типа МСК 750-1500 со следующими основными параметрами:

ВА - полная мощность

Вт - активная мощность

В - номинальное напряжение

А - номинальный ток

xd=2.31

- синхронное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси, о.е

Xd’=2.36

- переходное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оcи, о.е.

Xd”=0.15

- сверхпереходной индуктивное сопротивление обмотки

статора по продольной оси, о.е.

- коэффициент усиления корректора напряжения

T’dg=0.39

c - постоянная времени обмотки возбуждения при к.з. обмотке статора

T”dg=0.014

с - постоянная времени успокоительной обмотки при к.з. обмотке статора

n:=1

шт - число генераторов, работающих при запуске наиболее мощного АД

Параметры эквивалентного мощного АД (лебёдка (траловая)):

Pnomb=200*10³

Вт - активная мощность

В - номинальное напряжение

А - номинальный ток

- кратность пускового тока

Реактивное сопротивление АД:

о.е.

Напряжение генератора в сверхпереходном режиме:

о.е.

Напряжение генератора в переходном режиме:

о.е.

Расчет:

Напряжение генератора в установившемся режиме:

о.е.

Сверхпереходная составляющая затухает с постоянной времени:

Переходная составляющая затухает с постоянной времени:

Изменение напряжения генератора без учета действия АРН:

Суммарное напряжение сети с учетом действия АРН:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Титов В.В., Худяков В.К. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов высших учебных заведений по специальности 18.09 «Электрооборудование и автоматики судов» – Калининград: КТИРПХ, 1992

2. Справочник судового электротехника / под ред. Г. И. Китаенко – Л.: Судостроение, 1980

3. Регистр СССР. Правила классификации и постройки морских судов. – Л.: Транспорт, 1985

4. Лейкин В.С., Михайлов В.А. Автоматизированные электроэнергетические системы промысловых судов. – М.: Агропромиздат, 1987

5. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы.– М.: Транспорт, 1988

6. Константинов В.Н. Системы и устройства автоматизации судовых электроэнергетических установок. – Л.: Судостроение, 1988

7. В.В. Колодяжный, Титов В.В., Горбулев Ю.Н. Проектирование электрической части судовых электроэнергетических систем. Керчь: КМТИ, – 2000. – 118 с.

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 107; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!