Пермский филиал
Волжского государственного университета водного транспорта
РЕФЕРАТ
по дисциплине: Судовые электроприводы
на тему: «Расчет электропривода якорно-швартовного устройства»
Вариант №4
Выполнил:
Студентка 4 курса, гр. 41-ЭМ-19
Макурина Анастасия Олеговна
Проверил:
Яворский.
Выбор количества и мощности главных и резервных генераторов - технико-экономическое обоснование
На современных судах большое количество электроприводов включается и отключается автоматически. На многих судах устанавливаются потребители большой мощности, соизмеримой с мощностью генератора.
Учитывая, что на автоматизированных судах постоянная вахта в МО может отсутствовать, необходимо обеспечить нормальную работу всех потребителей без перегрузки генераторов, что требует более обоснованного выбора мощности генераторов и принятия некоторых схемных решений, исключающих их перегрузку. Например: при включении электродвигателей большой мощности на некоторых судах предусматривается блокировка, исключающая возможность пуска при недостаточной мощности СЭС на шинах; предусматривается автоматический запуск и отключение резервного генератора в зависимости от загрузки генераторов; при восстановлении напряжения на шинах ГРЩ после обесточивания, пуск электродвигателей производится по программе, исключающей одновременное включение нескольких потребителей и др.
Итоговые суммарные нагрузки электростанции, рассчитанные по режимам работы, дают возможность выбрать количество и мощность генераторов судовой электростанции. При выборе необходимо учитывать требования Правил Регистра:
. На каждом судне должно быть не менее двух основных источников электроэнергии, причем одним из них может быть валогенератор.
. Мощность генераторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них оставшиеся обеспечили питание ответственных приемников электроэнергии в режимах ходовом, аварийном и маневров.
. Суммарная мощность всех генераторов переменного тока должна быть достаточной для пуска самого мощного АД в случае выхода из строя любого генератора.
Кроме того, при выборе генераторов руководствуются следующим:
а) выбранные генераторы при работе в продолжительных режимах (ходовой, стоянка) должны быть хорошо нагружены (в пределах 70-90% номинальной мощности), а при работе в кратковременных режимах (маневров, аварийный) нагрузка ДГ может быть снижена до 50 - 60 %, ТГ - до 40 - 50 %, ВГ - до любого уровня).
б) число типоразмеров генераторов должно быть минимальным (оптимально-одного типоразмера).
Первое условие позволяет более рационально использовать моторесурсы первичных двигателей и генераторов, повысить К.П.Д. и уменьшить расход топлива; а второе - обеспечить взаимозаменяемость генераторов, уменьшить номенклатуру и количество запасных частей.
По итогам расчётной мощности загрузок электростанции по режимам работы судна определяется единичная и суммарная мощности ГА. При этом единичнаямощность ГА выбирается по режиму минимальной потребляемой мощности приемниками энергии и на многих типах судов обычно соответствует мощности в реснсиме стоянки без грузовых операций.
Общее количество однотипных ГА определяется по режиму максимальной потребляемой мощности приемниками, и на многих типах судов этот режим соответствует аварийному (с работой основной электростанции) или режиму маневрирования,
По другим режимам потребляемые мощности должны обеспечиваться числом выбранных ГА с учётом их максимальной загрузки. Как указано выше, максимальная загрузка ГА повышает экономичность ГА электростанции за счет повышения К.П.Д.
При выборе ГА судовой электростанции во всех случаях должен быть предусмотрен резервный ГА. Лучший вариант выбора резервного генератора - когда мощность резервного ГА и основного одинаковы, и в этом случае резервным агрегатом может быть любой генераторный агрегат электростанции, чем обеспечивается полная взаимозаменяемость агрегатов.
Это обстоятельство упрощает схему распределения электроэнергии судна, упрощает и облегчает обслуживание электростанции.
Понятно также, что чем больше генераторов меньшей мощности на электростанции, тем легче правильно их загрузить, применяя параллельную работу. Однако, увеличение количества генераторов не всегда возможно, т.к. потребует большего места для размещения электростанции, больше трубопроводов и т.д. К тому же установка большого количества генераторов меньшей мощности повышает, как правило, строительную стоимость судна. Следовательно, для правильного выбора количества и мощностей генераторов электростанции целесообразно производить технико-экономическое сравнение нескольких возможных вариантов по капитальным затратам, эксплуатационным расходам и срокам окупаемости.
Опыт показывает, что судовые электростанции судов морского и технического флота имеют от двух до четырех генераторов и очень редко - большее количество.
Установка стояночного ДГ меньшей мощности по сравнению с основными в большинстве случаев нецелесообразна.
Расчет мощности и выбор аварийного генератора
На всех пассажирских, грузопассажирских, учебных, экспедиционных, научно- исследовательских, нефтеналивных, ледоколах, китобойных базах и плавучих морских заводах, а также на грузовых судах валовой вместимости более 300 per. т. должны быть установлены аварийные электростанции, т.к. аварийный режим для них - это выход из строя основной электростанции.
Аварийный генератор устанавливают для питания приёмников электроэнергии, которые обеспечивают безопасность судна и людей.
К таким приёмникам (по Правилам Регистра) относятся :
. Один из двух агрегатов рулевого устройства.
. Аварийный пожарный насос.
. Аварийное освещение.
. Сигнально-отличительные огни.
. Радиооборудование.
. Электронавигационное оборудование.
. Средства внутренней связи и авральног сигнализации.
. Системы сигнализации обнаружения пожаров.
. Спринклерная система тушения пожаэов.
. Лампы дневной сигнализации, звукових сигнальных средств (свистки, горны и т.п.),
. Иные системы, работа которых может быть признана Регистром как необходимые для обеспечения безопасности судна и экипажа.
Нагрузка аварийного генератора (кВт)находится путём суммирования мошвостей приведенных выше приёмников электроэнергии с учетом, что мощность аварийного освещения составляет 10-20 %мощноста сети основного освещения (т.е. суммарной мощности ламп накаливания и люминесцентных ламп).
Р А.Г. - К3 * (Pp.v. + Ра.п.н. + Рс.о. Рр.о. + Рэ.н.о. + (ОД-0,2) (Рл.н. + Рл>л.)),
где: Кз= 1,05-1,1 - коэффициент запаса, учитывающий влияние на нагрузку аварийного генератора приёмников, перечисленных выше в 7-8-9-10-11. Рр.у. - мощность рулевого устройства, кВт, Ра.п.н. - мощность аварийного пожфного насоса, кВт, Рс о. - мощность сигнально-отличигельных огней, кВт, Рр.о. - мощность радиооборудования, кВт, Рэ.н.о. - мощность электронавигацюнного оборудования, кВт, Рл.н. - мощность ламп накаливанид кВт, Рл.л. - мощность люминесцентных 1амп, кВт.Аварийные дизель-генераторы еуд<овотечественного производства имеют мощности 8, 12 16 24 30, 100 и 200 кВт' Их вышУскают в комплекте с системами управления. При расчетах'для других мощностей можно выбирать генераторы по таблицам других серий (см. приложение таблица 12-1).
То., исходя из вышеизложенного и наосновании расчетных, данных для каждого конкретного судна выбирают генераторь'1' которые сводят в отдельную таблицу.
| Пример заполнений таблицы выбора генераторов Назначение | Тип генератора | Мон1ДНОСТЬ (к-Вт) | Кол- во (шт.) | Напряжение (В) | Примечания |
| Основной | МСК 103-4 | -200 | 2 | 230/400 | |
| Резервный | МСК 103-4 | ^200 | 1 | 230/400 | |
| Аварийный | МСК 91-4 | 7 Ь | 1 | 230/400 | |
Проведенные обследования некото]РЬ1Хсудовых электростанций подтверждают, что мощности основных ГА (без учетаpe3efPBH0r0) выбираются часто со значительным запасом (30-40%).
Однако запас мощности основных ГАК на 20-30% следует считать вполне допустимым, т.к. в процессе эксплуатации судна (20-3(° лет) возможно увеличение числа и мощности приемников электроэнергии на модерниззацию сУДна-
Выбор элементов систем автоматики Общие сведения
На основе анализа технологической схемы и существующих приборов и средств автоматизации, применяемых в заданном технологическом процессе, формулируются основные требования к приборам и средствам автоматизации, которые можно подразделить на следующие основные:
а) функциональные требования, включая технические характеристики;
б) требования, выдвигаемые физическими условиями работы (искро- и взрывобезопасность, вибростойкость, влагонепроницаемость, защищенность от агрессивной среды и т.п.);
в) требования по надёжности и ремонтопригодности;
г) весовые и габаритные требования на всю систему автоматизации в целом и на отдельные её элементы (приборы и средства автоматизации);
д) требования инженерной психологии, связанные с недопустимостью ошибок при эксплуатации системы автоматизации человеком, организация рабочего места оператора и т. п.
Следует иметь в виду, что условия окружающей среды в местах установки средств автоматизации определяют возможность их применения, особенность работы службы эксплуатации, а в отдельных случаях и работоспособность агрегатов, линий и производств.
Условия пожаро-, взрывоопасности объекта и агрессивности окружающей среды, а также требования к быстродействию, дальности передачи сигналов информации и управления являются определяющими при выборе средств автоматизации по виду энергии носителя сигналов (электрической, пневматической, гидравлической и др.) в канале связи. Так, для пожаро- и взрывоопасных технологических процессов (установок) в большинстве случаев применяют пневматические средств автоматизации; при высоких требованиях к быстродействию и значительных расстояниях между источниками и приемниками сигналов информации применяют, как правило, электрические и комбинированные средств автоматизации.
Также необходимо ориентироваться на использование серийно выпускаемых средств; при этом следует учитывать, что средства автоматизации общепромышленного применения предназначены для усреднённых промышленных условий эксплуатации и не все они могут удовлетворять работе отдельных предприятий.
Следует стремиться к применению однотипных приборов и ТСА, предпочтительно унифицированных комплексов, характеризующихся простотой сочетания, взаимозаменяемостью и удобством компоновки на щитах автоматики. Использование однотипных (унифицированных) средств даёт значительные эксплуатационные преимущества как с точки зрения их настройки, так и при техническом обслуживании и ремонте.
В проектируемые системы автоматизации необходимо закладывать средства автоматизации с тем классом точности, который определяется действительными требованиями объекта автоматизации. Как известно, чем выше класс средства измерения, тем более сложной является конструкция прибора, тем выше его стоимость, сложнее эксплуатация.
Количество приборов и средств автоматизации на оперативных щитах и пультах должно быть ограниченным. Излишек аппаратуры является не менее вредным, чем её недостаток: усложняет эксплуатацию, отвлекает внимание обслуживающего персонала от наблюдений за основными приборами, определяющими ход технологического процесса, удлиняет сроки монтажных работ, увеличивает стоимость автоматизируемого объекта.
По мере расширения спектра задач современных плавсредств, закономерно увеличивается и ответственность их электротехнического обеспечения. Бортовая аппаратура, оборудованиеи средства автоматизации управления во многом определяют безопасность и эффективность эксплуатации всего судна. При этом сохраняются и базовые требования к функциональности, компактности и эргономики. В современном виде судовое электрооборудование представляет собой обширный комплекс устройств и систем, выполняющих самые разные функции.
Особенности электрооборудования на плавсредствах
Специфику применения судовых электроприборов и оборудования обуславливают особые условия эксплуатации. На все виды электротехники в той или иной степени влияют вибрации, температурные перепады и повышенная влажность. Кроме того, часть устройств работает в условиях рисков контакта с агрессивными веществами – например, с парами нефтепродуктов от судового дизель-генератора и морской солью. Забортное оборудование и вовсе регулярно обливается водой. И даже бортовые установки подвержены выпадению росы в результате конденсации. Соответственно, требуется специальная защита для корпусов и электротехнической начинки приборов.
Имеют место и механические нагрузки, которые могут усложнять работу судовых систем. Колебания, передаваемые от морских винтов, влияют не только на техническое состояние аппаратуры, но также и на ее показания, что особенно важно для измерительных и навигационных устройств. Поэтому корпуса судового электрооборудования получает специальные демпфирующие накладки, минимизирующие интенсивность вибрационного воздействия. Для крупных установок в этих же целях применяются амортизирующие платформы.
Распределительные устройства
Это коммуникационная основа любого судна, которая связывает рабочие установки разных видов с питающими установками и вспомогательными средствами регуляции и контроля. Распределение электроэнергииосуществляется посредством специальных щитов разного назначения. Это электрораспределительные шкафы, которые могут обеспечивать аварийное снабжение, задачи управления, поддержания постоянного тока, переключения сетей и т. д. В основном судовое электрооборудование подключается к щитам с напряжением до 690 В, которые поддерживают ток сборных шин до 4000 А. Современные распределительные установки также поддерживают функции автоматизированного управления, обеспечивая контроль и защиту систем от замыкания и перенапряжения. Для управления такой аппаратурой предусматриваются специальные интерфейсы с элементами программирования.
Энергетические установки
Весь электротехнический комплекс на плавсредствах питается от автономных источников энергоснабжения. Как правило, это дизельные генераторные станции мощностью от 3 до 15 кВт. Также не обходится без аварийной системы питания малой мощности, которая может обслуживать отдельные системы на период профилактических или восстановительных работ. С точки зрения коммуникации энергетическая установка на судне – это целый комплекс функциональных узлов, машин и силовых механизмов, которые обеспечивают саму возможность снабжения электричеством различных приборов и устройств.
В некоторых проектах энергетического обеспечения предусматриваются и возможности преобразования энергии. Например, первичное сырье в разных условиях может перерабатываться в тепловую, паровую или электрическую энергию в зависимости от текущих нужд плавсредства. Основу энергетических потребностей восполняют судовые дизель-генераторы, но для организации механического привода устанавливаются и другие типы станций. Например, для активации движителя и смежных агрегатов могут использоваться паросиловые, паротурбинные, гидравлические и газотурбинные установки.
1 2 3