МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Котласское речное училище филиал ФГОУ ВПО
Санкт-Петербургский государственный университет
водных коммуникации
190501
«К ЗАЩИТЕ»
Руководитель курсовой работы
Бормотова Н. И.
(подпись) (Ф.И.О)
___________________
(дата)
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема Расчет судовой электростанции___________________________________
___________________________________________________
Студент_______________ Говоров А. С.
(дата) (подпись) (Ф.И.О)
Дата защиты:________________
Оценка:_____________________
2010 г.
Содержание
Задание на курсовую работу
Введение
Построение таблицы нагрузок. Расчет числа, мощности и выбор генераторов СЭС
Выбор кабелей и проверка их на потерю напряжения
Расчет токов короткого замыкания
Структурная схема СЭЭС
Расчет и выбор шин ГРЩ
Выбор аппаратов защиты
Выбор электроизмерительных приборов
Расчет материалов ГРЩ
Внешний вид ГРЩ. Компоновка аппаратов и электроизмерительных приборов
Описание работы схемы ССАРН
Принципиальная схема самовозбуждения генератора серии МСС
Принципиальная схема СЭЭС
Распределительная секция ГРЩ
Список литературы
Задание на курсовую работу
Тема: Расчет судовой электростанции
Для заданного типа судна рассчитать и спроектировать основную электростанцию. Курсовая работа содержит в себе следующие вопросы:
Введение
Таблица нагрузок СЭС
Выбор числа и мощности генераторов СЭС
Выбор кабелей и проверка их на потерю напряжения
Структурная схема СЭЭС и ГРЩ
Расчет и выбор шин ГРЩ
Выбор аппаратов и электроизмерительных приборов для ГРЩ
Конструкция ГРЩ
Компоновка аппаратов и приборов на лицевой панели ГРЩ
Принципиальная электрическая схема ГРЩ
Описание работы схемы ССАРН
Использованная литература
№ варианта: 22 Типовой проект: Н3181 Буксир-плотовод мощностью 910 кВт Номинальное напряжение: 230В
Введение
Электроэнергетическая система состоит из источников электроэнергии, распределительных устройств, преобразователей, электрических сетей и потребителей электроэнергии.
Наиболее ответственной частью электроэнергетической системы является электростанция, где производятся выработка электроэнергии, ее преобразование и первичное распределение по судну. В соответствии с этим на электростанции сосредоточены источники электроэнергии, преобразователи тока и напряжения, распределительные устройства.
Источниками электроэнергии на судах являются генераторы постоянного или переменного тока и аккумуляторные батареи. На современных речных судах аккумуляторы применяются лишь в качестве аварийных источников электроэнергии, для стартерного пуска двигателей внутреннего сгорания, питания различных средств связи и сигнализации.
В качестве основных источников электроэнергии используются генераторы, приводимые во вращение от первичных двигателей-дизелей, паровых или газовых турбин, паровых машин и т. д.
В большинстве случаев тип первичного двигателя предопределяется типом главных двигателей. Если в качестве главного двигателя на судах установлен дизель, то и первичными двигателями генераторов судовой электростанции являются дизели.
В речном флоте преобладают дизельные суда, поэтому и наиболее распространенным агрегатом судовых, электростанций являются дизель- генераторы.
Дизель-генераторные электростанции:
имеют достаточно высокий к. п. д., отличаются автономностью работы и компактностью, так как не связаны ни с какими вспомогательными установками в виде котлов, паропроводов и т. д.;
постоянно готовы к действию, причем пуск их возможен как вручную, так и автоматически.
К недостаткам дизель-генераторных электростанций относится несколько ограниченный моторесурс дизелей.
На речных судах в ходовом режиме используется также привад судовых генераторов от валопровода гребного винта или вала отбора мощности. Такие генераторы называются валогенераторами. Судовые электростанции обычно располагаются в машинном отделении судна, т. е. в одном помещении с главными двигателями и подразделяются по следующим признакам: по роду тока (постоянного и переменного тока);
по типу первичного двигателя (паровые, первичным двигателем которых является паровая турбина или паровая машина; тепловые, первичным двигателем которых служит двигатель внутреннего сгорания
или газовая турбина);
по назначению (основные, аварийные, специального назначения).
Основные электростанции обеспечивают электроэнергией приводы палубных механизмов, насосов, вентиляторов, снабжают питанием средства судовождения, освещения, а также оборудование камбуза.
Аварийные электростанции обеспечивают питание жизненно важных потребителей на судне в случае выхода из строя основной электростанции
Специальные (для питания технологического оборудования земснарядов, станции гребных электрических установок).
Большинство судов речного флота оборудовано электростанциями переменного тока. Применение переменного тока на крупных судах предпочтительнее из-за экономии средств на строительство и эксплуатацию электрооборудования мелкие суда, имеющие незначительное число электроприводов, учитывая использование аккумуляторов, целесообразнее оборудовать электростанцией постоянного тока.
Номинальное значение частоты переменного тока принимается равным 50 Гц.
Согласно существующим стандартам номинальные напряжения на выводах потребителей принимаются равными: для переменного тока, 380, 220, 127, 36, 12 В; для постоянного тока - 220, 110, 36; 24 В.
На каждом самоходном судне предусматривается не менее двух основных источников электрической энергии. Ими могут быть дизель- генераторы, турбогенераторы, аккумуляторные батареи и валогенераторы. Если основными источниками являются генераторы, то хотя бы один из них должен иметь собственный независимый привод.
Количество и мощность источников основной электростанции выбираются с учетом следующих режимов работы судна: ходового, стоя ночного, снятия с якоря, шлюзования, аварийного. Мощность основных источников должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них оставшиеся могли обеспечить ходовой и аварийный режимы судна. При этом наличие аварийных источников электроэнергии не влияет на снижение требований к основным.
Аварийную электростанцию устанавливают в отдельном отапливаемом помещении, где, кроме дизель-генератора, находятся аварийный распределительный щит (АРЩ), аккумуляторы для запуска дизеля и цистерна аварийного запаса топлива. К аварийным источникам подключают электрический и электрогидравлический приводы руля, приборы управления судном, сигнальные и отличительные огни, освещение коридоров, трапов, ходовой рубки, аварийную и пожарную сигнализации и другие ответственные потребители.
Построение таблицы нагрузок. Расчет числа, мощности и выбор генераторов СЭС
Для определения необходимой мощности генераторов судовой электростанции составляется таблица электрических нагрузок при различных режимах работы судна в зависимости от его типа.
Для правильного составления таблицы необходимо четко представлять назначение электрифицированного устройства, его режим работы и в каких режимах работы судна он участвует.
Порядок составления таблицы нагрузок:
В графу 1 заносим все потребители электроэнергии, установленные на судне.
В графу 2 проставляем количество данных потребителей(n).
В графу 3 заносим единичная установленная мощность потребителя(Рн)на основании его технического паспорта.
В графу 4 проставляем КПД потребителя для номинального режима (ηН).
В графу 5 заносим значение коэффициента мощности, соответствующего номинальной загрузке двигателя (cosφН).
В графу 6 заносим потребляемая мощность всеми одноименными потреб-ми (PП):
PП= РНn/ ηН
В графы 7, 8, 9, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24 для всех режимов судна определяются и проставляются следующие коэффициенты:
Коэффициент одновременной работы (КО) одноименных потребителей, равный отношению числа одновременно работающих механизмов в одном режиме к общему их числу;
Коэффициент загрузки (КЗ), равный отношению фактической мощности, потребляемой механизмом, к установленной мощности потребителя;
К
оэффициент мощности, соответствующий действительной загрузке потребителя (cosφД). Он определяется по кривым cosφ=f(P)
В графы 10, 15, 20 и 25 заносим значение активной мощности, потребляемой одноименными потребителями в каждом режиме (РП.А), которая определяется по формуле:
РП.А=РП×КО×КЗ
В графы 11, 16, 21 и 26 проставляем значение реактивной мощности (Q) для каждого режима:
Q=РП.А×tgφД
где φД – угол сдвига между током и напряжением потребителя при соответствующем коэффициенте загрузки (КЗ).
Если потребитель в данном режиме не работает, то в соответствующих графах ставим прочерки.
Определяем суммарные активную и реактивную мощности для всех режимов, путем сложения мощностей отдельных потребителей.
Так же, для каждого режима работы определяем суммарные активную и реактивную мощности с учетом потерь в сети – 5% и энергетического коэффициента одновременности
РХ=∑РП.А× КО’×1.05×1.1
QХ=∑Q× КО’×1.05×1.1
Определяем средневзвешенный коэффициент мощности для каждого режима по формуле:
cosφСРВ= РП.А/∑S
где ∑S – полная мощность, определяемая по формуле:
∑S=
На основании полученных мощностей выбираем необходимые генераторы.
| Наименование потребителей электроэнергии | n | РН, кВт | ηН | сosφН | РП, кВт | Ходовой режим | ||||||||||||||||
| КО | КЗ | сosφД | Потребл. мощность | |||||||||||||||||||
| РП.А, кВт | Q, квар | |||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | ||||||||||||
| Компрессор | 7 | 11 | 87,5 | 0,87 | 88 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 26,4 | 35,2 | ||||||||||||
| Циркуляционный насос охлаждающей воды | 2 | 23 | 90 | 0,9 | 51 | 1 | 0,8 | 0,9 | 40,8 | 19,76 | ||||||||||||
| Станция кондиционирования | 1 | 13 | 88,5 | 0,88 | 15 | 1 | 0,8 | 0,88 | 12 | 6,5 | ||||||||||||
| Насосы, подготавливающие пуск | 46 | 5,3 | 85 | 0,85 | 2,87 | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| Осушительный насос | 2 | 7,5 | 87,5 | 0,86 | 17 | 0,5 | 0,9 | 0,86 | 12,92 | 76,7 | ||||||||||||
| Пожарный насос | 2 | 42 | 92 | 0,9 | 91 | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| Рулевая машина | 2 | 4,2 | 84 | 0,84 | 10 | 0,5 | 0,9 | 0,84 | 4,5 | 2,9 | ||||||||||||
| Вентиляторы | 18 | 1,9 | 80 | 0,83 | 42,8 | 0,8 | 0,8 | 0,83 | 27,4 | 18,4 | ||||||||||||
| Брашпиль | 1 | 7\22 | 85 | 0,75 | 26 | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| Шпиль | 1 | 5\14,5 | 87 | 0,71 | 17 | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| Швартовные лебёдки | 4 | 9 | 87,5 | 0,86 | 41 | 0,5 | 0,8 | 0,86 | 16,4 | 9,73 | ||||||||||||
| Лифт | 3 | 2,5 | 80 | 0,83 | 9,3 | 0,7 | 0,8 | 0,83 | 5,2 | 3,49 | ||||||||||||
| Камбуз | 1 | 28 | 1 | 1 | 28 | 0,9 | 0,75 | 1 | 18,9 | 0 | ||||||||||||
| Освещение и сигнальные огни | 1 | 22 | 1 | 1 | 22 | 0.85 | 0.85 | 1 | 15.9 | 0 | ||||||||||||
| Приборы управления судном | 1 | 18 | 1 | 1 | 18 | 0.8 | 0.9 | 1 | 12.9 | 0 | ||||||||||||
| С учётом коэффициента одновременности | Коэ=0,9 | 278,6 | 155.4 | |||||||||||||||||||
| С учётом потерь 5% | | | | | | | | | 292,53 | 162,8 | ||||||||||||
| С учётом развития электрооборудования 30% | | | | | | | | | 380 | 211,6 | ||||||||||||
| Средневзвешенный cosφ | 0,9 | |||||||||||||||||||||
| Полная мощность SкВА | | 435 | ||||||||||||||||||||
| Количество и мощность генераторов | 1х300 1х150 | |||||||||||||||||||||
1 2 3 4