 |
Расчет мощности судовой электростанции табличным методом.
|
|
|
|
Введение.
Из всех известных видов энергии наиболее удобна и универсальна электрическая. Её можно сравнительно просто получать путём преобразования энергии двух видов (химической, механической, тепловой, световой и другими видами), передавать с малыми потерями на большие расстояния, легко превращать в другие виды энергии; она обладает свойством делимости, т.е. может распределяться между потребителями любой мощности, позволяет осуществлять комплексную автоматизацию электрооборудования. Электрические машины, приборы и аппараты имеют высокий коэффициент полезного действия. Наконец, ряд процессов, осуществляемых в технике (радиосвязь, радионавигация, телевидение, телефония, телеграфия, электролиз получение ядерной энергии и многие другие), невозможен без электроэнергии. Поэтому электрическая энергия находит самое широкое применение в народном хозяйстве и быту.
Использование переменного тока на судах началось с 1908 года. Впервые генераторы переменного тока и короткозамкнутые асинхронные двигатели в электроприводах насосов были установлены на минном заградителе «Амур».
С каждым годом электровооружённость судов морского флота возрастает всё более быстрыми темпами. При этом большое значение придаётся автоматизации производственных процессов на судне, таких, как погрузочно-разгрузочные работы, управление различными судовыми агрегатами, приборами и судном в целом.
Почти все механизмы современных морских судов имеют электрический привод, многие из них с автоматизированным управлением.
Суда советского транспортного флота оснащены современными электронавигационными (гирокомпасы, эхолоты, электрические лаги, путепрокладчики), радионавигационными (радиопеленгаторы, радиолокаторы) приборами, которые позволяют автоматизировать процессы судовождения и тем самым повысить производительность труда, снизить расход топлива и повысить безопасность мореплавания. Электрическая энергия широко применяется для осуществления внутрисудовой связи и сигнализации, а также для радиосвязи между судами и берегом.
|
|
|
Дальнейшее развитие морского флота основано на комплексной автоматизации, происходящей на базе развития электрификации судов.
Новейшие достижения техники создали принципиальную возможность автоматизации всех производительных процессов на судне, что позволит увеличить экономическую эффективность работы морского флота.[1]
Расчет мощности судовой электростанции табличным методом.
По правилам РР РФ [2], при определении количества и мощности источников основной судовой электростанции учитывают следующие режимы работы судна:
· ходовой
· маневренный
· стояночный
· аварийный
От режима работы судна зависит значение потребляемой мощности, так
как количество и мощность потребителей в разных режимах будут различными.
При выборе мощности генераторов необходимо стремиться к наиболее полной их загрузке во всех режимах.
При определении количества генераторов СЭС необходимо добиваться минимального числа генераторов, что позволяет лучше организовать их взаимозаменяемость, сократить количество запасных частей.
Судовая электростанция должна иметь не менее двух генераторов один из которых основной, а другой резервный. Мощность резервного генератора должна быть достаточной для обеспечения ходового и аварийного режимов работы судна при выходе из строя одного из основных генераторов. Целесообразно мощность резервного генератора принимать равной мощности основного. Это позволяет своевременно и качественно произвести их техническое обслуживание.[3]
|
|
|
Табличный метод заключается в составлении таблицы нагрузок.
Исходными данными для составления таблицы нагрузок являются: в графу 1 заносятся приемники электроэнергии; в графу 2, n - количество потребителей; в графу 3, Рэд- мощность приводного электродвигателя, кВт; d в графу 4, cosφ-коэффициент мощности электродвигателя; в графу 5, η- КПД электродвигателя.
Для упрощения расчетов таблица нагрузки составляется для ходового, маневренного, стояночного и аварийного режимов.
Определяется:
В графу 6 заносится, Рп- установленная (потребляемая) активная мощность однородных приемников, кВт
Рп= 
, кВт.
В графу 7 заносится, Qп- установленная (потребляемая) реактивная мощность однородных приемников, кВт
Qп= 
· tgφ, кВар; 
; 
.
В графу 8, 12, 16 и 20 заносится, Кз- коэффициент загрузки механизма (берется из таблицы коэффициентов [3]).
В графу 9, 13, 17 и 21 заносится, Ко- коэффициент одновременности работы однотипных потребителей
Ко= 
.
В графу 10, 14, 18 и 22 заносится, Рпх- активная мощность с учетом одновременной работы однотипных потребителей в ходовом режиме, кВт
Рпх= 
, кВт.
В графу 11, 15, 19 и 23 заносится, Qпх- реактивная мощность с учетом одновременной работы однотипных потребителей в ходовом режиме, кВар
Qпх= 
, кВар.
Далее рассчитывается и заносится в таблицу под соответствующим режимом: ΣРпх- суммарная активная мощность с учетом одновременной работы всех потребителей в ходовом режиме, кВт
ΣРпх= 
, кВт где
К01- коэффициент одновременной работы всех приемников в ходовом режиме (Из практического опыта установлено, что К01= 
Чем больше приемников работает в соответствующем режиме, тем меньше этот коэффициент и наоборот).
Кп- коэффициент потерь, учитывающий потери в сети (принимается равным 1,05);
ΣQпх- суммарная реактивная мощность с учетом одновременной работы всех потребителей в ходовом режиме, кВар
ΣQпх= 
, кВар;
Sх- полная мощность потребляемая в ходовом режиме, кВа
Sх= 
, кВА.
Также рассчитывается средневзвешенный коэффициент мощности генератора
cosφi= 
.
Расчет маневренного, стояночного и аварийного режимов, подобен расчету ходового режима.
|
|
|
Если средневзвешенный коэффициент мощности cosφi 
то генератор выбирают по общей мощности S, если же cosφi 
то генератор выбирают по суммарной активной мощности P.
Таблица нагрузок.
Исходные данные и результаты расчетов занесены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
Таблица нагрузок
| № п/п | Потребитель | Кол-во, n | Pэд, кВт | соsj | h, % | Pn, кВт | Qn, кВар | ||
| 1 | Рулевая машина | 0,89 | 0,86 | 9,3 | 4,8 | ||||
| 2 | Брашпиль | 0,9 | 0,88 | 12,5 | 6,1 | ||||
| 3 | Буксирная лебедка | 0,89 | 0,91 | 40,7 | 20,8 | ||||
| 4 | Пожарный насос | 7,5 | 0,88 | 0,88 | 8,5 | 4,6 | |||
| 5 | Осушительный насос | 5,5 | 0,91 | 0,87 | 6,3 | 2,9 | |||
| 6 | Насосы (топл. масл.) | 5,5 | 0,91 | 0,87 | 12,6 | 5,8 | |||
| 7 | Вентиляторы | 1,5 | 0,85 | 0,81 | 5,6 | 3,4 | |||
| 8 | Компрессоры | 5,5 | 0,91 | 0,87 | 12,6 | 5,8 | |||
| 9 | Радио и электронавигационные приборы | 7,5 | 0,88 | 0,88 | 8,5 | 4,6 | |||
| 10 | Приборы управления судном | 18,5 | 0,92 | 0,88 | 21,0 | 9,0 | |||
| 11 | Камбуз | 0,9 | 0,9 | 33,3 | 16,1 | ||||
| 12 | Освещение и сигнальные огни | 0,89 | 0,91 | 40,7 | 20,8 | ||||
| 13 | Зарядный агрегат | 0,89 | 0,86 | 4,7 | 2,4 | ||||
Продолжение таблицы 1.1 на странице 9
Продолжение таблицы 1.1
| № п/п | Ходовой | Маневренный | ||||||||
| Kз | Kо | Pпх, кВт | Qпх, кВар | Kз | Kо | Pпм, кВт | Qпм, кВар | |||
| 1 | 0,4 | 3,3 | 1,7 | 0,5 | 1,0 | 4,2 | 2,1 | |||
| 2 | - | - | - | - | 0,6 | 1,0 | 8,0 | 3,9 | ||
| 3 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 4 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 6 | 0,6 | 7,5 | 3,4 | 0,6 | 1,0 | 7,5 | 3,4 | |||
| 7 | 0,6 | 3,6 | 2,2 | 0,7 | 1,0 | 4,0 | 2,5 | |||
| 8 | 0,8 | 9,7 | 4,4 | 0,7 | 1,0 | 8,9 | 4,0 | |||
| 9 | 0,5 | 3,9 | 2,1 | 0,5 | 1,0 | 4,6 | 2,5 | |||
| 10 | 0,4 | 8,5 | 3,6 | 0,5 | 1,0 | 10,2 | 4,4 | |||
| 11 | 0,5 | 16,7 | 8,1 | 0,5 | 1,0 | 16,7 | 8,1 | |||
| 12 | 0,6 | 23,1 | 11,8 | 0,6 | 1,0 | 26,4 | 13,5 | |||
| 13 | 0,7 | 3,3 | 1,7 | 0,7 | 1,0 | 3,3 | 1,7 | |||
| ΣРпх=62,67 кВт | ΣQпх=30,77 кВар | ΣРпм=61,54 кВт | ΣQпм=30,07 кВар | |||||||
| Sх=69,81кВа | сosφх=0,9 | Sм=68,50кВа | сosφм=0,9 | |||||||
Продолжение таблицы 1.1 на странице 10
Продолжение таблицы 1.1.
| № п/п | Стояночный | Аварийный | ||||||||
| Kз | Kо | Pпс, кВт | Qпс, кВар | Kз | Kо | Pпа, кВт | Qпа, кВар | |||
| 1 | - | - | - | - | 0,5 | 1,0 | 5,0 | 2,6 | ||
| 2 | 0,7 | 1,0 | 9,1 | 4,4 | - | - | - | - | ||
| 3 | 0,8 | 1,0 | 30,8 | 15,8 | 0,6 | 1,0 | 23,1 | 11,8 | ||
| 4 | - | - | - | - | 0,9 | 1,0 | 7,6 | 4,1 | ||
| 5 | - | - | - | - | 0,9 | 1,0 | 5,6 | 2,5 | ||
| 6 | 0,5 | 0,5 | 3,3 | 1,5 | 0,6 | 1,0 | 7,5 | 3,4 | ||
| 7 | 0,6 | 0,7 | 2,5 | 1,5 | - | - | - | - | ||
| 8 | 0,9 | 0,5 | 5,5 | 2,5 | - | - | - | - | ||
| 9 | 0,5 | 1,0 | 3,9 | 2,1 | 0,7 | 1,0 | 6,2 | 3,3 | ||
| 10 | 0,5 | 1,0 | 10,2 | 4,4 | 0,5 | 1,0 | 10,2 | 4,4 | ||
| 11 | 0,6 | 1,0 | 19,4 | 9,4 | - | - | - | - | ||
| 12 | 0,5 | 1,0 | 19,8 | 10,1 | 0,8 | 1,0 | 33,0 | 16,9 | ||
| 13 | 0,7 | 1,0 | 3,3 | 1,7 | 0,9 | 1,0 | 4,1 | 2,1 | ||
| ΣРпс=74,42 кВт | ΣQпс=37,25 кВар | ΣРпа=80,55 кВт | ΣQпа=40,28 кВар | |||||||
| Sс=83,22кВа | сosφс=0,89 | Sа=90,06кВа | сosφа=0,89 | |||||||
|
|
|
В связи с расчетами cosφi 
поэтому выбор генератора производится по общей мощности: выбираем 2 генератора для всех режимов: МС117-4, мощностью – 125кВ*А, 100кВт, ток статора при напряжении 400 в – 182А, кпд – 91%, ток возбуждения при номинальной нагрузке – 38А, при х.х. – 19,3, масса 1400 кг, частота вращения – 1500 об/м.
|
|
|
