Род тока - переменный: напряжение 380 В, частота 50 Гц.
-
№ фидера
(потре-бителя)
Наименование потребителей электроэнергии
Число одно-имённых потреби-телей, nу
Номинал. установл. мощность, кВт
Ном. КПД,
Ном. коэф. мощности
Режимы работы судна
Палубные механизмы
1.1
Рулевое устройство
2
11
0,9
0,87
1,2,5
1.2
Брашпиль
1
25
0,9
0,85
2
1.4
Краны грузовые
2
20
0,8
0,8
4
1.6
Лебедки шлюпочные
3
2,8
0,9
0,87
5
Вспомогательные механизмы силовой установки
2.1
Охлаждающий насос
2
15
0,9
0,86
1,2
2.2
Масляный насос
2
20
0,92
0,88
1,2
2.6
Сепаратор топлива
3
5
0,88
0,85
1,3
2.12
Вентилятор машинного отделения
2
4
0,9
0,85
1,2
2.18
Компрессор пуска воздуха
2
10
0,86
0,86
1,2
Механизмы общесудовых систем
3.2
Насос пожарный главный
2
30
0,9
0,85
3,5
3.8
Вентилятор трюмов
2
5
0,92
0,83
1,4
3.10
Компрессор
1
10
0,9
0,85
1,2,3,4
3.12
Вентилятор
1
10
0,9
0,83
1,2,3,4
Прочие потребители
4.8
Освещение лампами накаливания
30
5
1,0
1,0
1,2,3,4,5
4.9
Освещение люминесцентными лампами
20
10
0,99
0,8
1,2,3,4,5
4.10
Освещение в аварийном режиме
10
4
1,0
1,0
5
4.16
Пожарная и авральная сигнализация
1
2
1,0
1,0
1,2,3,4,5
4.17
Отличительные огни
10
0,1
1,0
1,0
1,2,3,5
4.18
Прочая моторная нагрузка
60
0,9
0,85
2,4
1-ходовой режим (х);
2-маневровый режим (м);
3-стоянка без грузовых операций (сбго);
4-стоянка с грузовыми операциями (ссго);
5-аврийный режим (а).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ судовой электростанции.
1.1 Расчет мощности судовой электростанции.
Расчет ведется на основании раздела I задания "Электроснабжение от генераторов" и методики, данной на лекциях и описанной в литературных источниках "Судовые электроэнергетические системы". Используется табличный метод, в котором определяются расчетные мощности, определяющие мощность электростанции. Конечными формулами являются:
(1)где
– расчетная активная мощность, кВт;
– расчетная реактивная мощность, кВАр;
– расчетная полная (аппаратная) мощность, кВА;
– суммы активных и реактивных мощностей нагрузок;
– коэффициент совместной работы;
– средневзвешенный коэффициент мощности для расчетного режима.Расчет делается для каждого режима работы судна (ход в море, маневровый, стоянка с грузовыми операциями, стоянка без грузовых операций, аварийный) и для каждого режима по расчетным мощностям (
или ) выбирают генераторы.
- номинальная мощность одного приемника;
- номинальный КПД;
- номинальный коэффициент мощности;
мощность, потребляемая сетью;1.1) Рсети =11/0,9=12,2 кВт; 2.1) Рсети =15/0,9=16,7 кВт;
1.2) Рсети =25/0,9=27,8 кВт; 2.2) Рсети =20/0,92=21,7 кВт;
1.4) Рсети =20/0,8=25 кВт; 2.6) Рсети =5/0,88=5,7 кВт;
1.6) Рсети =2,8/0,9=3,1 кВт; 2.12) Рсети =4/0,9=4,4 кВт;
2.18) Рсети =10/0,86=11,6 кВт; 4.9) Рсети =10/0,99=10,1 кВт;
3.2) Рсети =30/0,9=33,3 кВт; 4.10) Рсети =4/1,0=4 кВт;
3.8) Рсети =5/0,92=5,4 кВт; 4.16) Рсети =2/1,0=2 кВт;
3.10) Рсети =10/0,9=11,1 кВт; 4.17) Рсети =0,1/1,0=0,1 кВт;
3.12) Рсети =10/0,9=11,1 кВт; 4.18) Рсети =60/0,9=66,7 кВт.
4.8) Рсети =5/1,0=5 кВт;
- групповая мощность;1.1) Ргр =2*12,2=24,4 кВт; 3.8) Ргр =2*5,4=10,8 кВт;
1.2) Ргр =1*27,8=27,8 кВт; 3.10) Ргр =1*11,1=11,1 кВт;
1.4) Ргр =2*25=50 кВт; 3.12) Ргр =1*11,1=11,1 кВт;
1.6) Ргр =3*3,1=9,3 кВт; 4.8) Ргр =30*5=150 кВт;
2.1) Ргр =2*16,7=33,4 кВт; 4.9) Ргр =20*10,1=202 кВт;
2.2) Ргр =2*21,7=43,4 кВт; 4.10) Ргр =10*4=40 кВт;
2.6) Ргр =3*5,7=17,1 кВт; 4.16) Ргр =1*2=2 кВт;
2.12) Ргр =2*4,4=8,8 кВт; 4.17) Ргр =10*0,1=1 кВт;
2.18) Ргр =2*11,6=23,2 кВт; 4.18) Ргр =66,7 кВт.
3.2) Ргр =2*33,3=66,6 кВт;
- потребляемая мощность с учетом коэффициента одновременности и коэффициента загрузки;1. Ходовой режим.
1.1) Рпотр(х)=0,5*0,6*24,4=7,32 кВт; 2.12) Рпотр(х)=0,5*0,7*8,8=3,08 кВт;
1.2) Рпотр(х)=0*0*27,8=0 кВт; 2.6) Рпотр(х)=1*0,7*17,1=11,97 кВт;
1.4) Рпотр(х)=0*0*50=0 кВт; 2.18) Рпотр(х)=0,5*0,8*23,2=9,28 кВт;
1.6) Рпотр(х)=0*0*9,3=0 кВт; 3.2) Рпотр(х)=0*0*66,6=0 кВт;
2.1) Рпотр(х)=0,5*0,6*33,4=10,02 кВт; 3.8) Рпотр(х)=0,5*0,6*10,8=3,24 кВт;
2.2) Рпотр(х)=0,5*0,6*43,4=13,02 кВт; 3.10) Рпотр(х)=1*0,6*11,1=6,66 кВт;
3.12) Рпотр(х)=1*0,7*11,1=7,77 кВт; 4.16) Рпотр(х)=1*0,5*2=1 кВт;
4.8) Рпотр(х)=1*0,6*150=90 кВт; 4.17) Рпотр(х)=0,7*0,7*1=0,49 кВт;
4.9) Рпотр(х)=1*0,6*202=121,2 кВт; 4.18) Рпотр(х)=0,7*0,6*66,7=28 кВт.
4.10) Рпотр(х)=0*0*40=0 кВт;
2. Маневровый режим.
1.1) Рпотр(м)=1*0,8*24,4=19,52 кВт; 3.8) Рпотр(м)=0*0*10,8=0 кВт;
1.2) Рпотр(м)=0*0*27,8=0 кВт; 3.10) Рпотр(м)=1*0,7*11,1=7,77 кВт;
1.4) Рпотр(м)=0*0*50=0 кВт; 3.12) Рпотр(м)=1*0,7*11,1=7,77 кВт;
1.6) Рпотр(м)=0*0*9,3=0 кВт; 4.8) Рпотр(м)=1*0,7*150=105 кВт;
2.1) Рпотр(м)=1*0,7*33,4=23,38 кВт; 4.9) Рпотр(м)=1*0,7*202=141,4 кВт;
2.2) Рпотр(м)=1*0,7*43,4=30,38 кВт; 4.10) Рпотр(м)=0*0*40=0 кВт;
2.6) Рпотр(м)=0*0*17,1=0 кВт; 4.16) Рпотр(м)=1*0,5*2=1 кВт;
2.12) Рпотр(м)=1*0,9*8,8=7,92 кВт; 4.17) Рпотр(м)=0,7*0,7*1=0,49 кВт;
2.18) Рпотр(м)=1*0,9*23,2=20,88 кВт; 4.18) Рпотр(м)=0,7*0,6*66,7=28 кВт.
3.2) Рпотр(м)=0*0*66,6=0 кВт;
3. Стоянка без грузовых операций.
1.1) Рпотр(сбго)=0*0*24,4=0 кВт; 3.8) Рпотр(сбго)=0*0*10,8=0 кВт;
1.2) Рпотр(сбго)=0*0*27,8=0 кВт; 3.10) Рпотр(сбго)=1*0,5*11,1=5,55 кВт;
1.4) Рпотр(сбго)=0*0*50=0 кВт; 3.12) Рпотр(сбго)=1*0,7*11,1=7,77 кВт;
1.6) Рпотр(сбго)=0*0*9,3=0 кВт; 4.8) Рпотр(сбго)=1*0,6*150=90 кВт;
2.1) Рпотр(сбго)=0*0*33,4=0 кВт; 4.9) Рпотр(сбго)=1*0,6*202=121,2 кВт;
2.2) Рпотр(сбго)=0*0*43,4=0 кВт; 4.10) Рпотр(сбго)=0*0*40=0 кВт;
2.6) Рпотр(сбго)=0,66*0,6*17,1=6,77 кВт; 4.16) Рпотр(сбго)=1*0,5*2=1 кВт;
2.12) Рпотр(сбго)=0*0*8,8=0 кВт; 4.17) Рпотр(сбго)=0*0*1=0 кВт;
2.18) Рпотр(сбго)=0*0*23,2=0 кВт; 4.18) Рпотр(сбго)=0*0*66,7=0 кВт.
3.2) Рпотр(сбго)=0,5*0,6*66,6=19,98 кВт;
4. Стоянка с грузовыми операциями.
1.1) Рпотр(ссго)=0*0*24,4=0 кВт; 1.6) Рпотр(ссго)=0*0*9,3=0 кВт;
1.2) Рпотр(ссго)=0*0*27,8=0 кВт; 2.1) Рпотр(ссго)=0*0*33,4=0 кВт;
1.4) Рпотр(ссго)=1*0,7*50=35 кВт; 2.2) Рпотр(ссго)=0*0*43,4=0 кВт;
2.6) Рпотр(ссго)=0*0*17,1=0 кВт; 4.8) Рпотр(ссго)=1*0,7*150=105 кВт;
2.12) Рпотр(ссго)=0*0*8,8=0 кВт; 4.9) Рпотр(ссго)=1*0,7*202=141,4 кВт;
2.18) Рпотр(ссго)=0*0*23,2=0 кВт; 4.10) Рпотр(ссго)=0*0*40=0 кВт;
3.2) Рпотр(ссго)=0*0*66,6=0 кВт; 4.16) Рпотр(ссго)=1*0,5*2=1 кВт;
3.8) Рпотр(ссго)=1*0,8*10,8=8,64 кВт; 4.17) Рпотр(ссго)=0*0*1=0 кВт;
3.10) Рпотр(ссго)=1*0,6*11,1=6,66 кВт; 4.18) Рпотр(ссго)=0,7*0,6*66,7=28 кВт.
3.12) Рпотр(ссго)=1*0,7*11,1=7,77 кВт;
5. Аварийный режим.
1.1) Рпотр(а)=1*0,9*24,4=21,96 кВт; 3.8) Рпотр(а)=0*0*10,8=0 кВт;
1.2) Рпотр(а)=0*0*27,8=0 кВт; 3.10) Рпотр(а)=0*0*11,1=0 кВт;
1.4) Рпотр(а)=0*0*50=0 кВт; 3.12) Рпотр(а)=0*0*11,1=0 кВт;
1.6) Рпотр(а)=1*0,8*9,3=7,44 кВт; 4.8) Рпотр(а)=1*0,8*150=120 кВт;
2.1) Рпотр(а)=0*0*33,4=0 кВт; 4.9) Рпотр(а)=1*0,8*202=161,6 кВт;
2.2) Рпотр(а)=0*0*43,4=0 кВт; 4.10) Рпотр(а)=1*0,8*40=32 кВт;
2.6) Рпотр(а)=0*0*17,1=0 кВт; 4.16) Рпотр(а)=1*0,5*2=1 кВт;
2.12) Рпотр(а)=0*0*8,8=0 кВт; 4.17) Рпотр(а)=0,7*0,7*1=0,49 кВт;
2.18) Рпотр(а)=0*0*23,2=0 кВт; 4.18) Рпотр(а)=1*0,8*66,7=53,36 кВт.
3.2) Рпотр(а)=1*0,9*66,6=59,94 кВт;
- реактивная мощность; где
1.1) tgφ=((1/0,87)^2-1)^0,5=0,567; 3.8) tgφ=((1/0,83)^2-1)^0,5=0,672;
1.2) tgφ=((1/0,85)^2-1)^0,5=0,62; 3.10) tgφ=((1/0,85)^2-1)^0,5=0,62;
1.4) tgφ=((1/0,8)^2-1)^0,5=0,75; 3.12) tgφ=((1/0,83)^2-1)^0,5=0,672;
1.6) tgφ=((1/0,87)^2-1)^0,5=0,567; 4.8) tgφ=((1/1)^2-1)^0,5=0;
2.1) tgφ=((1/0,86)^2-1)^0,5=0,593; 4.9) tgφ=((1/0,8)^2-1)^0,5=0,75;
2.2) tgφ=((1/0,88)^2-1)^0,5=0,54; 4.10) tgφ=((1/1)^2-1)^0,5=0;
2.6) tgφ=((1/0,85)^2-1)^0,5=0,62; 4.16) tgφ=((1/1)^2-1)^0,5=0;
2.12) tgφ=((1/0,85)^2-1)^0,5=0,62; 4.17) tgφ=((1/1)^2-1)^0,5=0;
2.18) tgφ=((1/0,86)^2-1)^0,5=0,593; 4.18) tgφ=((1/1)^2-1)^0,5=0.
3.2) tgφ=((1/0,85)^2-1)^0,5=0,62;
1. Ходовой режим.
1.1) Q(х)=7,32*0,567=4,2 кВАр; 3.8) Q(х)=3,24*0,672=2,2 кВАр;
1.2) Q(х)=0*0,62=0 кВАр; 3.10) Q(х)=6,66*0,62=4,1 кВАр;
1.4) Q(х)=0*0,75=0 кВАр; 3.12) Q(х)=7,77*0,672=5,2 кВАр;
1.6) Q(х)=0*0,567=0 кВАр; 4.8) Q(х)=90*0=0 кВАр;
2.1) Q(х)=10,02*0,593=5,9 кВАр; 4.9) Q(х)=121,2*0,75=90,9 кВАр;
2.2) Q(х)=13,02*0,54=7 кВАр; 4.10) Q(х)=0*0=0 кВАр;
2.6) Q(х)=11,97*0,62=7,4 кВАр; 4.16) Q(х)=1*0=0кВАр;
2.12) Q(х)=3,08*0,62=1,9 кВАр; 4.17) Q(х)=0,49*0=0 кВАр;
2.18) Q(х)=9,28*0,593=5,5 кВАр; 4.18) Q(х)=28*0=0 кВАр.
3.2) Q(х)=0*0,62=0 кВАр;
2. Маневровый режим.
1.1) Q(м)=19,52*0,567=11,1 кВАр; 3.8) Q(м)=0*0,672=0 кВАр;
1.2) Q(м)=19,46*0,62=12,1 кВАр; 3.10) Q(м)=7,77*0,62=4,8 кВАр;
1.4) Q(м)=0*0,75=0 кВАр; 3.12) Q(м)=7,77*0,672=5,2 кВАр;
1.6) Q(м)=0*0,567=0 кВАр; 4.8) Q(м)=105*0=0 кВАр;
2.1) Q(м)=23,38*0,593=13,9 кВАр; 4.9) Q(м)=141,4*0,75=106,1 кВАр;
2.2) Q(м)=30,38*0,54=16,4 кВАр; 4.10) Q(м)=0*0=0 кВАр;
2.6) Q(м)=0*0,62=0 кВАр; 4.16) Q(м)=1*0=0кВАр;
2.12) Q(м)=7,92*0,62=4,9 кВАр; 4.17) Q(м)=0,49*0=0 кВАр;
2.18) Q(м)=20,88*0,593=12,4 кВАр; 4.18) Q(м)=28*0=0 кВАр.
3.2) Q(м)=0*0,62=0 кВАр;
3. Стоянка без грузовых операций.
1.1) Q(сбго)=0*0,567=0 кВАр; 3.8) Q(сбго)=0*0,672=0 кВАр;
1.2) Q(сбго)=0*0,62=0 кВАр; 3.10) Q(сбго)=5,55*0,62=3,4 кВАр;
1.4) Q(сбго)=0*0,75=0 кВАр; 3.12) Q(сбго)=7,77*0,672=5,2 кВАр;
1.6) Q(сбго)=0*0,567=0 кВАр; 4.8) Q(сбго)=90*0=0 кВАр;
2.1) Q(сбго)=0*0,593=0 кВАр; 4.9) Q(сбго)=121,2*0,75=90,9 кВАр;
2.2) Q(сбго)=0*0,54=0 кВАр; 4.10) Q(сбго)=0*0=0 кВАр;
2.6) Q(сбго)=6,77*0,62=4,2 кВАр; 4.16) Q(сбго)=1*0=0кВАр;
2.12) Q(сбго)=0*0,62=0 кВАр; 4.17) Q(сбго)=0,49*0=0 кВАр;
2.18) Q(сбго)=0*0,593=0 кВАр; 4.18) Q(сбго)=28*0=0 кВАр.
3.2) Q(сбго)=19,98*0,62=12,4 кВАр;
4. Стоянка с грузовыми операциями.
1.1) Q(ссго)=0*0,567=0 кВАр; 3.8) Q(ссго)=8,64*0,672=5,8 кВАр;
1.2) Q(ссго)=0*0,62=0 кВАр; 3.10) Q(ссго)=6,66*0,62=4,1 кВАр;
1.4) Q(ссго)=35*0,75=26,3 кВАр; 3.12) Q(ссго)=7,77*0,672=5,2 кВАр;
1.6) Q(ссго)=0*0,567=0 кВАр; 4.8) Q(ссго)=105*0=0 кВАр;
2.1) Q(ссго)=0*0,593=0 кВАр; 4.9) Q(ссго)=141,4*0,75=106,1 кВАр;
2.2) Q(ссго)=0*0,54=0 кВАр; 4.10) Q(ссго)=0*0=0 кВАр;
2.6) Q(ссго)=0*0,62=0 кВАр; 4.16) Q(ссго)=1*0=0кВАр;
2.12) Q(ссго)=0*0,62=0 кВАр; 4.17) Q(ссго)=0,49*0=0 кВАр;
2.18) Q(ссго)=0*0,593=0 кВАр; 4.18) Q(ссго)=28*0=0 кВАр.
3.2) Q(ссго)=19,98*0,62=12,4 кВАр;
5. Аварийный режим.
1.1) Q(а)=21,96*0,567=12,5 кВАр; 3.8) Q(а)=0*0,672=0 кВАр;
1.2) Q(а)=0*0,62=0 кВАр; 3.10) Q(а)=0*0,62=0 кВАр;
1.4) Q(а)=0*0,75=0 кВАр; 3.12) Q(а)=0*0,672=0 кВАр;
1.6) Q(а)=7,44*0,567=4,2 кВАр; 4.8) Q(а)=120*0=0 кВАр;
2.1) Q(а)=0*0,593=0 кВАр; 4.9) Q(а)=161,6*0,75=121,2 кВАр;
2.2) Q(а)=0*0,54=0 кВАр; 4.10) Q(а)=32*0=0 кВАр;
2.6) Q(а)=0*0,62=0 кВАр; 4.16) Q(а)=1*0=0кВАр;
2.12) Q(а)=0*0,62=0 кВАр; 4.17) Q(а)=0,49*0=0 кВАр;
2.18) Q(а)=0*0,593=0 кВАр; 4.18) Q(а)=28*0=0 кВАр.
3.2) Q(а)=59,94*0,62=37,2 кВАр;
Суммарная потребляемая мощность:
-на ходовом режиме
ΣРпотр(х)=7,32+10,02+13,02+11,97+3,08+9,28+0+3,24+6,66+7,77+90+121,2+1+
+0,49+28=313,05 кВт;
-на маневровом режиме
ΣРпотр(м)=19,52+23,38+30,38+7,92+20,88+7,77+7,77+105+141,4+1+0,49+28=393,51кВт;
-стоянка без грузовых операций
ΣРпотр(сбго)=6,77+19,98+5,55+7,77+90+121,2+1=252,27 кВт;
-стоянка с грузовыми операциями
ΣРпотр(ссго)=35+8,94+6,66+7,77+105+141,4+1+28=333,77 кВт;
-аварийный режим
ΣРпотр(а)=21,96+7,44+59,94+120+161,6+32+1+0,49+53,36=457,79 кВт.
Суммарная реактивная мощность:
-на ходовом режиме
ΣQ (х)=4,2+5,9+7+7,4+1,9+5,5+2,2+4,1+5,2+90,9=134,3 кВАр;
-на маневровом режиме
ΣQ (м)=11,1+12,1+13,9+16,4+4,9+12,4+4,8+5,2+106,1=186,9 кВАр;
-стоянка без грузовых операций
ΣQ (сбго)=4,2+12,4+3,4+5,2+90,9=116,1 кВАр;
-стоянка с грузовыми операциями
ΣQ (ссго)=26,3+5,8+4,1+5,2+106,1=147,5 кВАр;
-аварийный режим
ΣQ (а)=12,5+4,2+37,2+121,2=174,9 кВАр.
Полная мощность:
; где Кср - коэффициент совместной работы;
кВт;
кВт;
кВт;
кВт;
кВт.
- средневзвешенный коэффициент мощности;
;
;
;
;
;1.2 Выбор генераторов.
Производится после полного заполнения таблицы нагрузок. Если полученный, средневзвешенный коэффициент мощности cosср окажется больше 0,8, то генераторы выбирают по активной мощности- Р, если меньше – по полной- S.
Мощности для каждого из пяти режимов работы судна могут существенно отличаться. Но надо стремиться к тому, чтобы электростанция состояла из однотипных генераторов. Соответствие генерируемой и потребляемой мощности в этом случае решается за счет увеличения или уменьшения количества работающих генераторов. Неработающие генераторы остаются в резерве. Это обстоятельство обязательно отмечается в расчетной таблице, строка "количество и мощность резервных генераторов".
1.3 Расчет и выбор кабеля.
Марка кабеля КНР, КНРП, КНРЭ.
Длина кабеля – 25м.
Нагрузка: охлаждающий насос (п.2.1).
Мощность нагрузки 15 кВт.
Номинальный КПД
=0,9.Номинальный коэффициентмощности
=0,86.
А;Допустимые токовые нагрузки определяются путем снижения табличной нагрузки:
А;
А;По данному току выбираем кабель теплостойкий ПВХ площадью поперечного сечения жилы 35
.