Расчёт и проектирование автоматизированных судовых электрических станций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра Судового электрооборудования

пояснительная записка

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине: «Судовые электроэнергетические системы и их эксплуатация»

на тему: «Расчёт и проектирование автоматизированных судовых электрических станций (СЭС)»

Выполнил: ст. гр. ЭЭс-41

Ульяницкий Д.В.

Проверила: Беляева Л.Л.

Севастополь 2015



содержание

ВЕДЕНИЯ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

1.1 Главные размещения судна

1.2 Главная энергетическая установка судна

1.3 Основные параметры СЭС

2. Расчёт мощного СЭС и выбор генераторных агрегатов

2.1 Предварительные замечания

2.1 Ходовой режим

2.3 Режим стоянки без грузовых операций

2.4 Режим работы с грузовыми операциями

2.5 Режим маневрирования

2.6 Аварийный режим работы основной СЭЭС

2.7 Аварийная СЭС

2.8 Выбор генераторных агрегатов

2.9 Выбор приводных двигателей к ГА

3. Разработка схемы СЭЭС и ГРЩ

3.1 Предварительные замечания

3.2 Расчёт основных элементов ГРЩ

3.3 Расчёт АРЩ

3.4 Расчёт кабеля и автомата мощного потребителя

3.5 Подбор измерительной аппаратуры

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СЭЭС

4.1 Предварительные замечания

4.2 Система стабилизации напряжения

4.3 Устройство синхронизации генераторов

4.4 Устройство распределения мощности между параллельно работающими генераторами

4.5 Устройство контроля изоляции

4.6 Устройство включения резерва

4.7 Устройство токовой защиты

5. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СЭЭС

5.1 Предварительные замечания

5.2 Расчётная схема короткого замыкания и определение её параметров

5.3 Расчёт токов КЗ на сборной шине

5.4 Расчёт токов КЗ на зажимах мощного генератора

5.5 Расчёт токов КЗ на фидере мощного потребителя

5.6 Расчёт провалов напряжения при пуске мощного потребителя

5.7 Мероприятия по снижению токов КЗ и провала напряжения

6. ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ ГРЩ НА ТЕРМИЧЕСКУЮ ДИНАМИЧЕСКУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ

6.1 Проверка на термическую устойчивость

6.2 Проверка сборной шины на динамическую устойчивость

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК



ВЕДЕНИЕ

Наиболее важным техническим средством судна является судовая энергетическая система (СЭЭС).

Она является многофункциональной системой, поскольку выполняет несколько функций: выработку, распределение, передачу и потребление электроэнергии. судовой энергетический напряжение генераторный

Проектирование СЭЭС отличается рядом особенностей и требует специального подхода, который необходим для формулировки общих условий, обеспечивающих успешную работу ряда независимых частей при объединении их в единое целое.

СЭЭС - состоит из ряда подсистем, объединенных общей целью функционирования. Процесс функционирования СЭЭС в значительной степени имеет вероятностный характер. Это связано в основном со случайным характером процесса потребления электроэнергии, а также с влиянием окружающей среды и отказами элементов СЭЭС. Обеспечение высоких показателей качества электроэнергии при большом количестве ответственных потребителей и недетерминированном режиме их работы требует высокой степени автоматизация СЭЭС.

Успешное проектирование СЭЭС возможно лишь на основе системного подхода. Основной тезис системного подхода - максимальный учет взаимосвязей разрабатываемой системы с другими системами, и отдельными подсистемами между собой. Системный подход требует исследования возможно большего числа вариантов решения задач проектирования и выбор оптимального варианта системы, который позволит снизить стоимость проектирования и изготовления системы обеспечить ее эффективную эксплуатацию.



1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

Тип судна: танкер.

Водоизмещение судна: D=26000 т;

Мощность главных двигателей судна: N=9000 кВт;

Мощность наибольшей эпизодической нагрузки: Р_ЭН=80 кВт;

Установленная мощность электропитания камбуза: Р_К=26 кВт;

Суммарная мощность бытовой вентиляции: Р_БВ=24 кВт;

Мощность кондиционеров воздуха: Р_КВ=38 кВт;

Суммарная мощность грузовых механизмов: Р_ГМ=223 кВт;

Установленная мощность электроприводов брашпилей: Р_БР=80 кВт;

Установленная мощность компрессоров сжатого воздуха: Р_КП=68 кВт;

Мощность холодильной установки: Р_ХУ=32 кВт;

Мощность периодически включаемых потребителей: Р_ПВ=110 кВт;

Мощность электронавигационного оборудования: Р_НО=28 кВт;

Суммарная мощность механизмов, обслуживающих СЭУ: Р_ГД=98 кВт;

Мощность подруливающих устройств: Р_ПУ=250кВт.

1.1 Главные размерения судна

1.1.1 Дедвейт, т

1.1.2 Длина между перпендикулярами, м

1.1.3 Ширина наибольшая, м

1.1.4 Осадка судна, м

1.1.5 Максимальная длина, м

1.2 Главная энергетическая установка судна

В качестве главной энергетической установки на судне используется дизельная установка.

В данном курсовом проекте я выбрал дизель следующего типа:

N=9000 кВт

9ДКРН 74/160

N=115 об/мин

N=9636 кВт

M=23000 кг

4690 х 1580 х 3060

Моторесур 8000ч

Рисунок 1 -------- Кинематический одновальный СДУ с реверсивным МОД и ВФШ:

1- главный двигатель; 2 - муфта; 3 - упорный подшипник; 4 - опорный подшипник;

1.3 Основные параметры СЭС

Электрооборудование судов включает в себя судовые электростанции (СЭС), электрические сети и потребителей электроэнергии.

Судовая электростанция представляет собой совокупность источников электрической энергии и так называемого главного электрораспределительного щита, расположенных в одном или нескольких помещениях судна. В зависимости от назначения, СЭС разделяются на основные, аварийные и станции гребных электрических установок. Все судовые электростанции обычно соединены между собой.

По назначению потребители разделяются на следующие основные группы:

- электромеханизмы судовой энергетической установки (СЭУ);

- электромеханизмы судовых систем и устройств;

- палубные электромеханизмы;

- осветительные установки и устройства;

- устройства связи, сигнализации и управления;

- электромеханизмы технологических установок;

- бытовые потребители;

- прочие электромеханизмы и приборы;

По степени важности все потребители электроэнергии делятся на три группы:

-ответственные (радио- и гидролокационные устройства, приборы управления судном, водоотливные и противопожарные средства, сигнальные огни и т.д.);

-малоответственные (вентиляторы бытовых помещений, бытовые электроприборы и т.д.);

-особо ответственные (обеспечиваются питанием не менее чем от 2-х источников энергии).

В общем случае можно говорить о применении в судовых электроэнергетических системах постоянного или трехфазного переменного тока. Решающим фактором в этом вопросе являются требования потребителей электроэнергии. Если на данном судне устанавливаются в подавляющем количестве и по суммарной мощности потребители переменного тока, то основной род тока СЭС также должен быть переменным. При этом потребители постоянного тока будут получать питание посредством преобразователей. На переменном токе используются главным образом асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и очень редко - двигатели с фазным ротором и синхронные. Скорость вращения АД:

,

где f - частота тока питающей сети, Гц;

p - число пар полюсов обмотки полюсов;

S - скольжение ротора.

Частота тока сети обычно поддерживается постоянной. Поэтому, скорость вращения АД с короткозамкнутым ротором можно регулировать либо изменением числа пар полюсов обмотки статора, либо изменением скольжения ротора (изменением напряжения, подводимого к обмоткам статора). Основные преимущества переменного тока: простота конструкции АД делает их надежными и не требовательными в эксплуатации. Из-за наличия коллектора вес и габариты двигателей постоянного тока значительно больше, чем у асинхронных короткозамкнутых двигателей. У АД с короткозамкнутым ротором возможен без реостатный пуск с помощью простейшего аппарата, каким является магнитный пускатель. Простота преобразования тока и напряжения для чего используют полупроводниковые преобразователи и трансформаторы. Недостатки: плохие регулировочные свойства, низкий пусковой момент. В связи с указанными достоинствами выбирается переменный ток.

Выбор напряжения

Величина номинального напряжения электроэнергетических систем находится в прямой зависимости от их мощности, а также расстояний, на которые необходимо подавать электроэнергию от источника к потребителям.

Правилами Морского Регистра по электрооборудованию судов в настоящее время допускается применение следующих напряжений:

В силовых установках (в электроэнергетической системе):

а) при постоянном токе: 24 В, 110 В, 220 В

б) при переменном токе: 127 В, 220 В, 380 В

В электроустановках освещения:

а) при постоянном токе: 12 В, 24 В, 110 В, 220 В

б) при переменном токе: 12 В, 24 В, 127 В, 220 В

Основным критерием выбора величины напряжения СЭС является вес кабельной сети, который пропорционален площади поперечного сечения токопроводящих жил ( пропорционален току нагрузки, который необходимо передать по кабелю: для ~ трехфазного тока).

,

где P - мощность, передаваемая по кабелю, Вт;

U - напряжение сети, В;

При данной мощности ток обратно пропорционален напряжению сети (линии передачи). Поэтому чем выше напряжение, тем меньше вес кабельной сети. В связи с этим принципиально всегда следует стремиться к применению более высоких значений напряжений. Однако, ввиду отсутствия прямой пропорциональности между током нагрузки и весом кабелей увеличение напряжения дает существенное снижение веса только при значительной величине мощности СЭС.

На судах небольшого водоизмещения целесообразно применять СЭС напряжением 220 В, а на крупных и средних судах - напряжением 380 В.

Выбор частоты:

В судовых электроэнергетических системах переменного тока, так же как и в береговых электросистемах, номинальную частоту тока принимают равной 50 Гц. Повышение номинальной частоты до 400 Гц ради снижения массогабаритных показателей не целесообразно. Некоторые судовые потребители электроэнергии, количество которых непрерывно увеличивается (например, радиолокационное и навигационное оборудование), рассчитаны на работу при частоте отличающейся от 50 Гц.

Питание этих потребителей осуществляется через специальные преобразователи частоты. Несмотря на преимущества повышенной частоты, выбираем промышленную частоту 50 Гц.



2. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ СЭС И ВЫБОР ГЕНЕРАТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

2.1 Предварительные замечания

Существуют несколько методов расчета мощности СЭС:

- табличный метод,

- аналитический метод расчета.

При выборе ГА основные затруднения заключаются в сложности определения потребляемых мощностей, большого количества потребителей электроэнергии, работающих с различными нагрузками во многих режимах работы судна.

Аналитический метод расчета исключает применение коэффициентов одновременности, которые в табличном методе расчетов могут привести к некоторым погрешностям при расчетах нагрузки генераторных агрегатов судовых электростанций.

При расчете мощности СЭС и выборе ГА будет использован аналитический метод.

2.2 Ходовой режим

Расчетная мощность бытовых приемников, кВт:

Рэн =80 кВт, Ррб =72.44 кВт

Т.к. Рэн>Ррб, то используем следующую формулу для расчета мощности ГА:

Кo = 0.85 - коэффициент одновременной работы

Проверка расчета мощности:

Расчетная мощность механизмов, обслуживающих СЭУ, кВт

Расчетная мощность электронавигационного оборудования, кВт

Расчётная мощность светильников, кВт:

з =0.9 - к. п. д. трансформаторов и преобразователей;

Расчетная мощность периодически включаемых потребителей, кВт:

Р_РХ = 385,1 (кВт); Р_РХ1 = 277,248 (кВт);

2.3 Режим стоянки без грузовых операций:

Расчетная мощность СЭС с учетом нагрузок эпизодических и бытовых приемников, кВт:

Проверка расчёта мощности:

Р_СТ = 172,9 (кВт); Р_СТ1 = 174,6(кВт);

Значит, Р_СТ< Р_СТ1

2.4 Режим работы с грузовыми операциями

Расчетная мощность СЭС, кВт:

2.5 Режим маневрирования

Сьёмка судна с якоря, кВт:

Маневренный режим работы, кВт:

2.6 Аварийный режим работы основной СЭЭС

Расчетная мощность СЭС, кВт:

2.7 Аварийная СЭС:

Расчетная мощность СЭС, кВт: 0,15

По результатам расчёта мощностей СЭС в различных режимах работы судна составляется таблица 1

Таблица 1- Мощности СЭС в различных режимах работы судна

Режимы работы судна	Расчетная мощность РР, кВт	Потери в сетях 5% от РР, кВт	Вращающийся резерв мощности 10-20% от РР, кВт	Суммарная расчетная мощность РР, кВт
1. Ходовой	385,1	19,4	38,5	442,8
2. Стоянка без грузовых операций	174,6	8,7	17,4	200,76
3. Стоянка с грузовыми операциями	452,9	22,6	41,3	475,12
Режимы работы судна	Расчетная мощность РР, кВт	Потери в сетях 5% от РР, кВт	Вращающийся резерв мощности 10-20% от РР, кВт	Суммарная расчетная мощность РР, кВт
4. Маневренный	625,1	31,2	62,5	718,8
5. Аварийный режим работы основной СЭЭС	481,4	24,07	48,1	553,6
6. Аварийная СЭС	50	2,5	5	57,5

2.8 Выбор генераторных агрегатов

Генераторные агрегаты (ГА) выбирают на основе рассчитанных данных и следующих требований:

-загрузка ГА во всех эксплуатационных режимах должна быть не менее 70-90% от номинальной;

-число типоразмеров ГА должно быть минимальным, что обеспечивает взаимозаменяемость, учитывает устойчивость параллельной работы СГ, равномерное распределение нагрузок между ними, упрощает эксплуатацию;

-с целью повышения надежности и живучести на судне необходимо устанавливать, как правило, не менее двух генераторных агрегатов;

-выбор ГА по типу первичного двигателя целесообразно производить так, чтобы моторесурс ГА не был меньше моторесурса главных двигателей;

-должен быть предусмотрен резервный ГА такой мощности, чтобы при выходе из строя одного из ГА суммарная мощность оставшихся агрегатов обеспечивала ответственные потребители электроэнергией;

-в качестве аварийного ГА необходимо устанавливать только дизель-генератор;

-на судах среднего и большого водоизмещения необходимо предусматривать установку приема энергии с береговой сети.

Необходимо сделать выбор основного и альтернативного вариантов комплектации СЭС с учетом требований Морского Регистра судоходства и экономики, результаты сведем в таблицу 2

Таблица 2 - Варианты комплектации СЭС

Режимы работы судна	Суммарная расчетная мощность, кВт	Варианты комплектации СЭС
		1 вариант	2 вариант
		Кол-во ГА и мощность, кВт	КЗ, %	Кол-во ГА и мощность, кВт	КЗ, %
1	2	3	4	5	6
1. Ходовой	385,1	1х200 1х300	88	2х250	88
2. Стоянка без грузовых операций	174,6	1х200	87	1х250	80
3. Стоянка с грузовыми операциями	452,9	2х300	75	3х250	70
4. Маневренный	625,1	1х200 2х300	78	3х250	83
5. Аварийный режим работы основной СЭЭС	481,4	2х300	80	3х250	73
6 Аварийная СЭС	57,5	1х75	76	1х75	76

Рассмотрим два варианта при выборе числа и единичной мощности генераторных агрегатов:

Вариант 1:

2 генератора МСК 113-4: P = 300 кВт, Uн =400/230 В, n=1500 об /мин, к.п.д.=91,5;

1 генератор МСК 103-4: Р =200 кВт, Uн =400/230 В, n=1500 об /мин, к.п.д.=90,5;

аварийный генератор МСК 91-4: Р =75 кВт, Uн =400/230 В, n=1500 об /мин, к.п.д.=88,7

резервный

МСК 113-4: P = 300 кВт, Uн =400/230 В, n=1500 об /мин, к.п.д.=91,5

Вариант 2:

3 генератора ГМС 13-31-12: P = 250 кВт, Uн =400 В, n=500 об /мин, к.п.д.=91,5;

аварийный генератор МСК 91-4: Р =75 кВт, Uн =400/230 В, n=1500 об /мин, к.п.д.=88,7

Согласно с Правилами Морского Регистра выбираем 1-й вариант.

Так как генераторы серии МСК чаще используются, их расход масла и топлива минимальный , в отличии от генераторов серии ГМС во 2-й варианте.

2.9 Выбор приводных двигателей к ГА

Расчет мощности и выбор приводного двигателя генераторного агрегата можно произвести по формуле

где Рпд - мощность приводного двигателя, кВт;

Рсг - мощность синхронного генератора, кВт;

зсг - коэффициент полезного действия генератора.

Выбраны следующие синхронные генераторы:

2 генератора МСК 113-4: P = 300 кВт, к.п.д.=91,5;

1 генератор МСК 103-4: Р =200 кВт, к.п.д.=90,5;

аварийный генератор МСК 92-4: Р =75 кВт, к.п.д.= 89,9.

Расчет мощности приводного двигателя:

для генераторов МСК 113-4: P =300 кВт

для генераторов МСК 103-4: Р =200 кВт

для аварийного генератора МСК 91-4: Р =75 кВт

Выбираем приводной двигатель генераторного агрегата соответствующей мощности (соизмеримой с мощностью генератора) и частотой вращения, соответствующей частоте вращения синхронного генератора.

Для 2-х генераторов МСК 103-4: Р =200 кВт выбираем 2 приводных двигателя со следующими техническими характеристиками и заносим в таблицу 3:

Таблица 3 - Параметры приводного двигателя для генераторов серии МСК 103-4

Обозначения по ГОСТ (заводская марка)	Частота вращения	Агрегатная мощность	Удельный расход топлива	Общая масса
	об/мин	кВт	э.л.с.	г/Втч	кг
1	2	3	4	5	6
12ЧН 18/20 (М-756)	1500	515	700	0.258	1450

Для 2-х генераторов МСК 113-4: Р =300 кВт выбираем 2 приводных двигателя с параметрами и заносим в таблицу 4:

Таблица 4 Таблица 3 - Параметры приводного двигателя для генераторов серии МСК 103-4

Обозначения по ГОСТ (заводская марка)	Частота вращения	Агрегатная мощность	Удельный расход топлива	Общая масса
	об/мин	кВт	э.л.с.	г/Втч	кг
12ЧН 18/20 (М-756)	1500	515	700	0.258	1450

Для аварийного генератора МСК 91-4: Р =75 кВт выбираем приводной двигатель со следующими техническими характеристиками и заносим в таблицу 5:

Таблица 5 - Параметры приводного двигателя для генераторов серии МСК 91-4

Обозначения по ГОСТ (заводская марка)	Частота вращения	Агрегатная мощность	Удельный расход топлива	Общая масса	Мото-ресурс
	об/мин	кВт	э.л.с.	г/Втч	кг	ч
6Ч 15/18 (Д6С-150)	1500	110	150	0.238	1070	6000



3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ СЭЭС И ГРЩ

3.1 Предварительные замечания

При разработке СЭС учитываем число и тип генераторных агрегатов, трансформаторов, предусматриваем возможность параллельной и раздельной работы генераторов, питание ответственных приемников от основных и аварийных генераторов, питание от береговой сети при стоянке в порту.

При проектировании схемы предусматриваем параллельную работу генераторов на одну систему сборных шин, секционированных с помощью автоматических выключателей. Деление ГРЩ на секции позволяет поочередно проводить обслуживание секций при снятом напряжении. На фидеры, отходящие от ГРЩ, ставим автоматические выключатели.

При распределении приемников по схемам ГРЩ руководствуемся требованиями Регистра. Такие приемники, как рулевой электропривод, шпиль, брашпиль, пожарные насосы, балластно-осушительные насосы, компрессоры, радиооборудование, навигационное оборудование и др. получают питание по отдельным фидерам. Обеспечено подключение основных и резервных приемников одного назначения к разным секциям.

Один из фидеров рулевого электропривода получает питание от аварийного распределительного щита.

Неответственные потребители, допускающие отключение при перегрузке генератора, группируем. Для уменьшения нагрева ГРЩ наиболее мощные источники подключаем ближе к источникам. На схеме показываем связь ГРЩ со ЩПБ, щитом аварийного генератора и подстанцией 220 В. При разработке схемы ГРЩ предварительно определяем число панелей ГРЩ.



Рисунок 2 Однолинейная схема СЭС

3.2 Расчёт основных элементов ГРЩ

3.2.1 Расчет токовых нагрузок и выбор сборных шин ГРЩ

Определяем суммарную мощность генераторов, кВт, при Uн =400В, сos ц_Н = 0,8;

Находим расчётный ток, А

Выбираем сечение генераторной шины I_Р ? I_ДОП

Iдоп =2720А ; S=3(80х6)²

Проверка шин на нагрев:

где T_max = 90 C,

T_окр. = 65 C.

Если, I_ДОП.Т ? I_Р, то выбирается следующее сечение шин.

I_Р <I_ДОП.т

3.2.2 Расчет генераторных шин :

3.2.2.1 Для генераторов серии МСК 103-4, мощностью Р =200 кВт

Находим расчётный ток, А

Выбираем сечение шин генератора из расчета I_РГ ? I_ДОП

I_ДОП = 475 1 полоса ,ширина 30 мм, толщена 4 мм S=1*(30*4)²

Проверка шины на нагрев:

I_Р <I_ДОП.т

3.2.2.2 Для генераторов серии МСК 113-4, мощностью Р =300 кВт

Находим расчётный ток, А

Выбираем сечение шин генератора из расчета I_РГ ? I_ДОП

I_ДОП = 700 1 полоса ,ширина 40 мм, толщена 5 мм S=1*(40*5)²

Проверка шины на нагрев:



I_Р <I_ДОП.т

Все выбранные автоматические выключатели сводим в таблицу 6

Таблица 6 - Автоматические выключатели участков СЭС

Участок цепи	Тип	Номинальный ток, А	Динамическая стойкость, кА	Термическая стойкость, кА2*с	Время сраб., Дt, с
		Выключателя, Iн	Расцепителя, Iр
Сборная шина	ВА74-45	3000	2000	120	3000	0,33
Генераторные шины (одинаковые)	ВА74-40	800	630	110	3000	0,18
Аварийный распределительный щит	ВА74-40	800	190	50	100	0,18

3.3 Расчёт АРЩ

3.3.1 Расчёт для аварийного генератора серии МСК 91-4, мощностью Р =75 кВт

Находим расчётный ток, А

Выбор сечения кабеля:

I=146 А, S =2*(3*50)²;

Проверка кабеля на нагрев:

где T_max = 65 C,

T_окр. = 42 C.

Если, I_ДОП.Т ? I_Р, то выбирается следующее сечение шин

I_ДОП.Т > I_Р

Проверка кабеля на потери напряжения:

где l-длина кабеля

S - сечение кабеля,

U₂ - напряжение в конце линии

_ДОП 1 %

3.3.2 Расчёт генераторного фидера МСК 103-4 мощностью Р=200кВт

Находим расчётный ток, А

Выбор сечения кабеля:

I=428 А, S =2*(3*95)²;

При пучковой прокладке:

Проверка кабеля на нагрев:



Если, I_ДОП.Т ? I_Р, то выбирается следующее сечение шин

I_ДОП.Т > I_Р

Проверка кабеля на потери напряжения:

_ДОП 1 %

3.3.3 Расчёт генераторного фидера МСК 113-4 мощностью Р=300кВт

Находим расчётный ток, А

Выбор сечения кабеля:

I=735 А, S =3*(3*120)²;

При пучковой прокладке:

Проверка кабеля на нагрев:

Если, I_ДОП.Т ? I_Р, то выбирается следующее сечение шин

I_ДОП.Т > I_Р

Проверка кабеля на потери напряжения:



_ДОП 1 %

3.4 Расчёт кабеля и автомата мощного потребителя

В данном курсовом проекте мощным потребителем является палубные механизмы Р=32кВт

Находим расчётный ток, А

Выбор сечения кабеля:

I=70 А, S =1*(3*16)²;

Проверка кабеля на нагрев:

Если, I_ДОП.Т ? I_Р, то выбирается следующее сечение шин

I_ДОП.Т > I_Р

Проверка кабеля на потери напряжения:

_ДОП 7 %

I_Р = 59,34 А;

Тип выключателя: ВА 74-40

Номинальный ток выключателя: I_Н = 800 А,

Номинальный ток расцепителя: I_Р = 130 А;

Динамическая стойкость:30 кА;

Термическая стойкость:51 кА²*с;

Время срабатывания :Tср=0,18 с

3.5 Подбор измерительной аппаратуры

Структурная схема ГРЩ разрабатывается на основе принятой схемы СЭС. Количество генераторных секций в ГРЩ равно количеству генераторов( с учётом резервного).

Секций управления предусматривают 1 или 2. На них обычно устанавливаются следующие типы измерительной аппаратуры: синхроноскоп, мегометр, фазометр, вольтметр и частотомер.

Генераторные секции предназначены для контроля, защиты, управления работы отдельных генераторов, а также для передачи электроэнергии от генераторов к сборным шинам. На секции ГРЩ устанавливаются следующие виды измерительной аппаратуры: вольтметр, амперметр, частотомер, ваттметр.

Распределительные секции служат для защиты и управления распределения электроэнергии. На этой секции устанавливаются следующие виды измерительной аппаратуры: вольтметр и амперметр.

Секция питания с берега служит для контроля, защиты и управления приемом электроэнергии от береговой сети, а также для передачи электроэнергии от шин ГРЩ к потребителям, которые действуют на стояночном режиме работы судна. На секции питания с берега устанавливают следующие измерительную аппаратуру: вольтметр, амперметр, ваттметр

Амперметры и вольтметры подключаются через трансформаторы тока, вольтметры через трансформатор напряжения либо непосредственно. Частотомеры через добавочное устройство



4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СЭЭС

4.1 Предварительные замечания

На судах промыслового и транспортного флотов в основном применяется автоматизированное дистанционное управление электростанциями (ЭС). В качестве примера на рисунке 3 представлена схема автоматизированной судовой ЭС содержащей три генераторных агрегата и обеспечивающей выполнение следующих операций:

а) включение агрегатов на параллельную работу в нормальных и аварийных режимах;

б) регулирование возбуждения, распределения реактивной нагрузки между синхронными генераторами и восстановление напряжения после отключения короткого замыкания;

в) регулирование частоты, распределение активной нагрузки между синхронными генераторами и предотвращение опасной перегрузки агрегатов;

г) защиту генераторов и установок от токов короткого замыкания и перегрузки и восстановление нормального режима работы системы с отключением поврежденного элемента;

д) обеспечение устойчивости параллельной работы генераторов и системы;

е) разгрузку генераторных агрегатов и включение резервного оборудования для восстановления питания приемников электроэнергии;

ж) централизованное дистанционное управление и регулирование с пульта управления режимом работы системы;

з) контроль и сигнализацию поведения объектов регулирования и управления.

Соответствующий класс автоматизации, удовлетворяющий этим требованиям и примененный на данном судне - А2. Этот класс предполагает периодическое обслуживание машинных отделений и постоянную круглосуточную вахту в ЦПУ. Все оборудование, установленное в машинном отделении, должно иметь локальные системы управления, обеспечивающие его работу без обслуживания в предусмотренных эксплуатационных режимах в течение 12-24 часов.

Рисунок 3 - Схема автоматизации СЭС

Пусть сначала судовая электроэнергетическая система работает в режиме, когда включен один генераторный агрегат. Если по тем или иным причинам возросла нагрузка, превысив допустимые значения, то вступает в действие устройство автоматического включения резервного агрегата УВР. При этом производится автоматический запуск первичного двигателя резервного генераторного агрегата. По достижении частоты вращения, равной 90--95 % номинального значения, происходит возбуждение генератора. На этом запуск агрегата считается законченным.

По окончании запуска частота вращения резервного агрегата с помощью устройства автоматической синхронизации (типа УСГ-1П) подгоняется к частоте вращения работающего агрегата. Сигнал на включение генераторов на параллельную работу подается устройством синхронизации лишь в том случае, если разность частот и разность напряжений находится в допустимых пределах. Подача сигнала производится с заданным временем опережения, учитывающим время срабатывания автоматического выключателя таким образом, чтобы замыкание его контактов происходило при нулевом значении огибающей напряжения биений, что соответствует совпадению ЭДС генераторов. После введения генераторного агрегата в параллельную работу синхронизатор отключается.

Одновременно с замыканием контактов автоматического выключателя синхронизации включается устройство автоматического распределения активной нагрузки типа УРМ-35, которое производит пропорциональное распределение активной нагрузки между параллельно работающими агрегатами, совмещая статические характеристики подключаемого агрегата с характеристикой работающего (базового) агрегата.

Такое совмещение достигается воздействием на механизм управления частотой вращения первичного двигателя. Это устройство остается постоянно включенным и корректирует распределение нагрузки в режиме параллельной работы агрегатов. Для стабилизации частоты вращения агрегатов на некоторых судах применяется устройство типа ПРЧ, которое через усилитель У воздействует на серводвигатель подачи топлива, поддерживая с высокой точностью частоту во всех режимах независимо от внешних условий. Кроме того, система, воздействуя на механизм управления частотой вращения, производит соответствующее смещение механической характеристики базового агрегата. Использование этого устройства без устройства автоматического распределения активной нагрузки при параллельной работе СГ невозможно, так как, перемещая статическую характеристику базового агрегата, оно тем самым производит перераспределение активных нагрузок. Следовательно, для того чтобы пропорционально распределить нагрузки при новом положении статической характеристики базового агрегата, необходимо совместить с ней характеристики остальных параллельно работающих агрегатов.

При дальнейшем возрастании нагрузки и отсутствии резерва срабатывает устройство автоматической токовой защиты (УТЗ), в комплект которого входят датчик активного тока ДАТ и реле. При этом происходит избирательное (в заранее заданной последовательности) отключение части неответственных потребителей при перегрузке генераторных агрегатов либо по полному, либо по активному току.

При питании электрооборудования судна на стоянке от берегового фидера используется устройство автоматической защиты от обрыва фазы и снижения напряжения ЗОФН, которое подает световой или звуковой сигнал при уменьшении напряжения берегового фидера ниже допустимого значения.

Система стабилизации напряжения ССН обеспечивает поддержание заданного значения напряжения с определенной точностью. К группе контролируемых устройств относится устройство контроля сопротивления изоляции типа «Электрон 1», которое обеспечивает непрерывный контроль сопротивления изоляции сетей переменного тока. При снижении сопротивления изоляции до значения, определяемого уставкой, срабатывают световая и звуковая сигнализации.

Пуск и управление дизель-генераторными агрегатами могут осуществляться дистанционно оператором или автоматически. При этом в управление первичным двигателем агрегата входят следующие операции:

1) подготовка к пуску;

2) пуск;

3) изменение частоты вращения дизеля;

4) поддержание нормальной работы двигателя;

5) контроль за состоянием дизеля;

6) остановка дизеля.

В процессе подготовки к пуску предварительно прокачивается масло, а затем осуществляется автоматический переход к пуску.

В настоящее время применяются электрические, гидравлические, пневматические и смешанные (электропневматические и электрогидравлические) локальные системы дистанционного управления ДАУ. Электрические системы управления могут быть построены как на контактных, так и на бесконтактных элементах. Использование бесконтактных логических элементов в системах ДАУ дизелями повышает надежность и уменьшает габариты системы. Рассмотрим принцип действия и основные характеристики некоторых унифицированных устройств управления примененных на данном судне.

4.2 Система стабилизации напряжения

Для обеспечения высокой точности стабилизации ±1%, высокой скорости восстановления напряжения t=0.3 с и высокой форсировки возбуждения (это важно при динамических нагрузках) выбираем систему фазового компаундирования с корректором напряжения. Сущность такого компаундирования заключается в том, что изменение напряжения, силы тока, фазы, частоты тока генератора преобразуется в сигнал его тока возбуждения. В результате генераторное напряжение стабилизируется. Корректор повышает точность стабилизации. На рисунке 4 показана одна из принципиальных схем прямого фазового компаундирования.

Элементы схемы: ДО -3-х фазный дроссель отбора; РГП - рубильник гашения поля; ТД - добавочное устройство с трансформатором; ТЛЭ, ТНЭ - трансформатор линейного и нелинейного элемента; W_д - добавочная обмотка, служит для возбуждения и регулирования напряжения, МУ - 3-х фазный магнитный усилитель; VD₂ - мост; ТД - служит для реактивной параллельной работы генератора; ДЧК - дроссель частотной коррекции; ДКН - датчик корректора напряжения.



Рисунок 4 - Схема возбуждения генератора типа МСК

Корректор напряжения состоит из ТНЭ и ТЛЭ.

При U_г =U_гном I_лэ = I_нэ при U_г = U_гн ток в ОУ отсутствует. С увеличением I_вых МУ будет расти ток в обмотке W_д. ДЧК - служит для стабилизации напряжения генератора при изменении частоты вращения дизеля. Х_дчк=L_дчк; U=jI_нэХ_дчк . С ростом частоты ток возбуждения будет уменьшаться. Работа корректора иллюстрируется рисунком 5.

Рисунок 5- Внешняя характеристика



4.3 Устройство синхронизации генераторов

Синхронизация генераторов является, безусловно, необходимой при включении их на параллельную работу. Существует три метода: точная синхронизация, самосинхронизация, грубая синхронизация (через реактор). Основным считается метод точной синхронизации, т.к. он обеспечивает оптимальные условия протекания процесса синхронизации с точки зрения влияния переходных токов и моментов на синхронизируемые генераторы, а также минимальных провалов напряжения и толчков токов.

Наиболее применимым в настоящее время является устройство типа УСГ-1П, обеспечивающее синхронизацию генераторов с автоматической подгонкой частоты подключаемого генератора к частоте работающего. Устройство подключается к сети через типовые измерительные трансформаторы напряжения, оно построено по принципу постоянного времени опережения. УСГ настраивается на установки: 8±2% по разности напряжений; 0.8±0.2 Гц для установки времени опережения 0.4-0.21 с, с точностью срабатывания по установкам ±0.15 Гц. Подгонка частот производится при разности частот 10±2% от номинального значения путем воздействия на серводвигатель регулятора оборотов дизеля.

Допущенная ошибка задается уставкой по разности напряжений и частот, а также определяется точностью совпадения времени опережения устройства и времени срабатывания автоматического выключателя.

На рисунке 6 представлена функциональная схема устройства автоматической синхронизации УСГ -1П.



Рисунок 6 - Функциональная схема синхронизатора УСГ - 1П

Обозначения принятые в схеме:

БКН - блок контроля напряжения;

БКЧ - блок контроля частоты;

БПЧ - блок подгонки частоты;

БВО - блок времени опережения;

БЗ - блок запрета;

ВБ - выходной блок;

СД - серводвигатель;

БВП - блок входной преобразовательный;

ПД - приводной двигатель.



4.4 Устройство распределения мощности между параллельно работающими генераторами

Разрабатываемая СЭС предусматривает параллельную работу ГА. Для распределения нагрузки между ними применяется унифицированное устройство УРМ-35.

УРМ-35 в составе СЭЭС обеспечивает в статических режимах точность распределения активной нагрузки между параллельно работающими генераторами в пределах 5% при изменении суммарной нагрузки от 20% до 110% от номинала и изменении коэффициента мощности от 0.7 до 1.0.

Необходимым условием применения УРМ-35 является возможность параллельного перемещения скоростных характеристик генераторного агрегата путем перестройки регуляторов частоты первичных двигателей с мощностью серводвигателя в пределах ±10% от номинала. Соотношение мощностей параллельно работающих генераторных агрегатов не должно превышать 5:1.

Устройство содержит следующие блоки: датчик активного тока УРМ - 35Д, формирователь импульсов УРМ-35Ф, усилитель УРМ - 35У.

Конструктивно функциональные блоки устройства размещены в двух корпусах. В одном корпусе (УРМ - 35Д) находится датчик активного тока, в другом (УРМ - 35ФУ) - формирователь и усилитель. Функциональный блок - усилитель - выполнен сменным, что позволяет применять тот или иной тип усилителя в зависимости от типа принятого серводвигателя.

Количество датчиков и усилителей, а также типы усилителей определяются составом оборудования, схемой генерирования и распределения электроэнергии судовой установки.

Датчик подключается к генератору через типовой измерительный трёхфазный трансформатор напряжения со вторичным напряжением 127В, частотой 50Гц и через типовой измерительный трансформатор ток с номинальным вторичным током 5А.

Питание усилителей и преобразователя осуществляется от сети однофазного переменного тока напряжением 127В, частотой 50Гц.

На рисунке 7 представлена функциональная схема устройства УРМ - 35 для системы, состоящей из двух генераторов с воздействием только на один серводвигатель.

Рисунок 7 - Функциональная схема устройства УРМ - 35

4.5 Устройство контроля изоляции

Для контроля сопротивления изоляции судовых сетей переменного тока при наличии и отсутствии напряжения применяют устройство «Электрон 1». Устройство предназначено для автоматического контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока до 400В с изолированной нулевой точкой. Встроенный прибор (мегомметр) обеспечивает измерение сопротивления изоляции в пределах 0-1МОм. Устройство работает как при наличии напряжения в системе, так и при его отсутствии. Оно выполнено на бесконтактных элементах и имеет пять уставок сопротивления изоляции (500, 200, 100, 50 и 25 к0м) и выдает сигнал при его снижении.

Схема устройства состоит из двух частей: измерительной и сигнализирующей. Измерительная часть питается выпрямленным напряжением обмотки трансформатора. Нажатием кнопки включения прибора указанное напряжение через внутреннее сопротивление измерительного прибора подключаемого в момент измерения подаётся с Контролируемой сети. Ток утечки в измерительной цепи обратно пропорционален сопротивлению изоляции контролируемой сети. По показаниям мегомметра определяется величина сопротивления изоляции.

При снижении сопротивления изоляции изменяется падение напряжения на сопротивлениях уставок, которое является входным сигналом триггеров. Поступающий сигнал через стабилитроны вызывает опрокидывание первого триггера. После этого разряжается конденсатор С₆, что ведет к опрокидыванию второго триггера и подаче сигнала на лампу и звонок. Схема приведена на рисунке 8, где:

ТV- четырёхобмоточный трансформатор;

К- реле;

S3- переключатель;

S2 - кнопка контроля сигнализации;

S1 -кнопка включения прибора;

VT1 - VT4 - транзисторы;

C1 - C7 - конденсаторы;

R1 - R34 - резисторы;

V1, V2, V5 - V9 - диоды;

V3, V4, V10 - V13 - стабилитроны;

H - сигнальная лампа.



Рисунок 8 - Схема устройства “Электрон-1” для непрерывного контроля сопротивления изоляции

Устройство "Электрон" выпускается двух модификаций: "Электрон-1" и "Электрон-1Р".

Устройство "Электрон-1" нормально работает в следующих условиях:

- при температуре окружающего воздуха от 0 до 50 градусов Цельсия;

- при повышенной относительной влажности воздуха 100% при температуре до +50 градусов Цельсия;

- при изменении давления окружающей среды в диапазоне 84...212,8 кПа;

- при корабельной качке до 45 градусов с периодом 16с и длительных наклонах до 15 градусов.

Устройство "Электрон-1Р" нормально работает в следующих условиях:

- при температуре окружающего воздуха от -10 до +45 градусов Цельсия;

- при относительной влажности воздуха 83% при температуре до 40 градусов Цельсия или относительной влажности воздуха 95% при температуре до 25 градусов Цельсия ;

- при изменении давления окружающей среды в диапазоне 80...300,8кПа;

- при корабельной качке до 45 градусов и килевой качке до 10 градусов от вертикали и периодом 7...19с, длительном крене до 22,5 градусов, дифференте до 10 градусов.

По степени защиты корпуса устройства "Электрон - 1" и "Электрон-1Р" - брызгозащищенные. Устройство "Электрон-1" обеспечивает непрерывный автоматический контроль сопротивления изоляции, даёт возможность визуально наблюдать числовые значения сопротивления изоляции от 0 до 10 МОм и автоматически включает световую или звуковую сигнализацию при снижении сопротивления изоляции ниже значения, заданного уставкой. Питание устройства осуществляется от судовой сети переменного тока напряжением 127 или 220В частотой (50 - 52)Гц. Потребляемая от сети мощность при срабатывании световой или звуковой сигнализации составляет не более 10Вт. Устройство имеет пять уставок: 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,025 МОм. Устройство "Электрон - 1Р" выполняется с одной из указанных уставок. Сопротивление уставки оговаривается при заказе. Габаритные размеры 175x195x224мм. Масса не более 4,2 кг.

4.6 Устройство включения резерва

Среди задач, связанных с автоматизацией судовых ЭЭУ, особое место занимает задача обеспечения оптимальных режимов загрузки и выбор наиболее эффективных условий работы судовой электростанции.

Проведенный анализ состава электростанций и характера нагрузки в различных эксплуатационных режимах, исходя из энергетической эффективности установки, показывает, что наиболее целесообразным является такое решение, когда режим генерирования и распределения электроэнергии неразрывно связан с меняющимся графиком нагрузки, т.е. с режимом потребления электроэнергии.

Эти условия диктуют соответствующие требования к судовым ЭЭУ современных крупнотоннажных судов - они должны обеспечивать необходимые эксплуатационные режимы с возможно большей степенью экономичности и бесперебойности питания потребителей электроэнергии. Указанные требования могут быть выполнены путем сочетания автоматизации управления с наиболее выгодными режимами работы судовой электростанции при изменениях ее нагрузки.

Устройство автоматического управления резервом (УВР) предназначено для подачи импульса: на запуск резервного генераторного агрегата при повышении нагрузки сверх заданной; остановку резервного генераторного агрегата (или сигнала при уменьшении нагрузки ниже заданной); отключение генераторного автомата работающего агрегата и запуск резервного агрегата при длительном снижении или исчезновении напряжения.

Рассматриваемое устройство подключается к генератору трехфазного переменного тока через типовые измерительные трансформаторы напряжения с вторичным напряжением 127 В, частотой 50 Гц и через трансформатор тока на 5 А. Питание устройства УВР осуществляется от постороннего источника переменного тока напряжением 127 В, частотой 50 Гц или постоянного тока напряжением 24В.

Мощность потребляемая устройством, составляет не более 10 и 15 В•А соответственно от трансформаторов напряжения и тока со стороны генератора и не более 25 В•А со стороны постороннего источника. Для включения резервного генераторного агрегата устройство выполняется для работы по полному или активному току нагрузки и настраивается на полный ток срабатывания в пределах 2.3…5.0 А или на активный ток срабатывания в пределах 1.8…4.0 А. Отключение резервного генераторного агрегата возможно по полному току срабатывания в пределах 1…2.8 А.

Точность срабатывания устройства находится в пределах ±5 % от тока уставки (для устройств, работающих по активному току, при изменении cos ц от 0.6 до 1.0). Срабатывание происходит также при снижении напряжения генератора до 80 ± 5% от номинального и ниже с выдержкой времени 5…8 сек. Коэффициент возврата находится в пределах 0.95…1.0. Допускаются следующие перегрузки устройства по току генератора: 10% в течение 2 ч., 25% в течение 30 мин. и 50% в течение 5 мин.

В качестве выходных реле устройства использованы реле типа РМ-4.

Конструктивно устройство типа УВР выполнено в корпусе брызгозащищенного исполнения. Все элементы его схемы смонтированы в выдвигающемся блоке, причем расположение элементов обеспечивает открытый доступ к ним и облегчает условия монтажа, а также обслуживание устройства.

На рисунке 9 представлена структурная схема устройства УВР.

Рисунок 9 - Структурная схема УВР

ИТ - измеритель активного или полного тока;

РПН - электронное реле повышения нагрузки;

РСН - электронное реле снижение нагрузки;

РКН - реле контроля напряжения;

ИЭ - исполнительный элемент.

Как видно из рисунка, это устройство состоит из двух датчиков активного (или полного) тока ДАТ, электронных реле повышения нагрузки РПН, снижения нагрузки РСН, контроля напряжения РКН и исполнительных элементов ИЭ. При повышении нагрузки сверх уставки РПН срабатывает и посылает импульс на включение резервного генераторного агрегата (с помощью реле ИЭ1 резервного генератора). Контакты РСН при нормальной работе генератора находятся во включенном состоянии. Снижение нагрузки до значения уставки вызывает размыкание контактов реле с установленной выдержкой времени и срабатывание реле ИЭ2.

При снижении напряжения генератора ниже напряжения уставки (0,8 номинального значения) с обмотки РКН снимается питание, и его размыкающие контакты подают с выдержкой времени импульс на отключение с помощью ИЭ3 работающего генератора и пуск резервного. Устройство подключается к генератору трехфазного переменного тока через типовые измерительные трансформаторы напряжения со вторичным напряжением 127 В, частотой 50 Гц и через трансформатор тока на 5 А.

4.7 Устройство токовой защиты

УТЗ предназначено длят устранения перегрузки генераторных агрегатов посредством отключения части потребителей электроэнергии при увеличении нагрузки генераторов выше допустимой. В зависимости от назначения потребители объединяются в отдельные группы, отключение которых происходит последовательно. Устройство обеспечивает выдачу команд двумя последовательными ступенями на отключение малоответственных потребителей. На первой ступени устройство срабатывает с выдержкой времени, зависящей от перегрузки (сверх тока уставки), на второй - с постоянной выдержкой времени после первой при условии сохранения активного тока нагрузки выше тока уставки. При внезапном возрастании нагрузки выше заданного предела устройство на второй ступени срабатывает без выдержки времени и независимо от первой ступени, что приводит к быстрому отключению всех малоответственных потребителей. В устройстве (рисунок 10) выходной сигнал ДАТ поступает на релейные элементы РЭ1 и РЭ2, срабатывающие при токе, большем тока уставки. С релейного элемента РЭ1 сигнал поступает на элемент зависимой выдержки времени ЭЗВ, управляемый ДАТ, и затем на исполнительное реле ИР1 первой ступени, которое отключает малоответственные потребители первой очереди и включает элемент постоянной выдержки времени ЭПВ, что приводит к срабатыванию реле ИР2, которое отключает малоответственные потребители второй очереди. При значительных перегрузках ГА срабатывает релейный элемент РЭ2 и исполнительное реле ИР2 второй ступени отключает все малоответственные потребители без выдержки времени.

Рисунок 10 - Структурная схема устройства токовой защиты (УТЗ)



5. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СЭЭС

5.1 Предварительные замечания

В электрических цепях различают установившиеся и неустановившиеся режимы работы. Первые характеризуются установившимися значениями тока и напряжения, то есть неизменными или периодически изменяющимися по определенному закону, а вторые переходными, то есть значениями проявляющиеся только при переходе от одного установившегося режима к другому.

Неустановившиеся режимы наблюдаются при включении и отключении цепей (коммутация), коротких замыканиях, а так же при всяких изменениях параметров цепей, то есть это переход от одного энергетического состояния к другому. Такой переход всегда длится определенное время, так как изменение энергии магнитной и электрической, связанный с цепями всегда происходит с конечной скоростью. Длительность переходных процессов, как правило, составляет десятые или сотые доли секунды.

Основной причиной КЗ является нарушение изоляции электрического оборудования. Значительная величина тока, текущего при КЗ через машины, аппараты, кабели, шины, оказывает на них сильное механическое и тепловое воздействие. Аппараты защиты, которые предназначены отключать КЗ, должны быть рассчитаны на ожидаемые токи КЗ по разрывной способности, в противном случае они могут оказаться разрушенными. Несвоевременное отключение КЗ может привести к пожару.

Во избежание подобных фактов, аппараты, шины и кабели проверяют на динамическую и термическую устойчивость по ожидаемым токам КЗ.

Вследствие снижения при КЗ напряжения, может произойти затормаживание асинхронных двигателей или срабатывание нулевой защиты, которая отключает двигатели от сети. Возможно нарушение параллельной работы генераторов.

В СЭЭС переменного тока (трехфазных системах) можно рассматривать одно-, двух-, и трехфазное КЗ.

Однофазное КЗ может происходить в электроэнергетических системах с заземленной нулевой точкой (одна фаза соединена с корпусом судна). Поэтому случай такого замыкания является нехарактерным (нейтраль СГ не заземляют). Исключение составляют четырехпроводные СЭС с изолированным нулем.

Расчет КЗ СЭС сводится главным образом к определению максимальных значений тока при КЗ в различных точках сети. Это дает возможность произвести правильный выбор аппаратов, проверить динамическую устойчивость шин, правильно построить защиту СЭЭС.

На судне часто происходит включение электроприводов сравнительно большой мощности. В связи с этим возникает необходимость расчета провалов (снижений) напряжения генераторов судовых электростанций.

5.2 Расчётная схема короткого замыкания и определение её параметров

Рисунок 11 - Расчётная схема СЭС



Все параметры расчётной СЭС сводятся в таблицу 7

Таблица 7 - Параметры расчётной схемы

<...

Элементы схемы	Длина м.	Участок	Сечение мм2	Сопротивление Ом
				активное	реактивное
1	2	3	4	5	6
G1 G2	-	1	-	0,025	0,18
G3 G4	-	1	-	0,018	0,12
Кабель G1 G2	15	1-2	2*(3*95)	0,0005625	0,0017025
Кабель G13 G4	15	1-2	3*(3*120)	0,000365	0,0009
Генераторная шина G1 G2	2.1	2-7	1*(30*4)	0,000192	0,000139
Генераторная шина G3 G4	2.1	2-7	1*(40*5)	0,000155	0,000122
Тр-ры тока ТА	-	3-4	-	0,000015	0,000002
Перех.сопротиивления G1	-	1-9*	-	0,000783
Перех.сопротиивления G2	-	1-7	-	0,000609
Перех.сопротиивления G3	-	1-9*	-	0,000675
Перех.сопротиивления G4

Подобные документы

• Оценка правильности выбора числа и мощности генераторных агрегатов в судовой электрической сети

  Расчет величин токов при трехфазном коротком замыкании в судовой электрической сети. Определение снижения напряжения при включении асинхронного двигателя с мощностью, соизмеримой с мощностью синхронного генератора. Проверка выбранной защитной аппаратуры.
  
  курсовая работа [789,4 K], добавлен 06.04.2016
  

• Расчет судовой электростанции электрических сетей и систем потребителей

  Порядок расчета судовой электрической сети аналитическим методом. Выбор количества и единичной мощности генераторных агрегатов. Расчет Фидера от генератора до распределительного щита. Расчет силовой и осветительной систем. Схема судовой электростанции.
  
  курсовая работа [590,4 K], добавлен 27.12.2012
  

• Судовые автоматизированные электроэнергетические системы

  Выбор числа и мощности генераторов, преобразователей и аварийных источников электроэнергии. Разработка судовой электростанции рейдового буксирного теплохода, мощностью 800 л. Расчет судовых электрических сетей. Проверка генераторов по провалу напряжения.
  
  курсовая работа [170,8 K], добавлен 09.09.2012
  

• Электроснабжение городского электрического транспорта

  Выбор схемы электроснабжения. Расчёт электрических нагрузок сети. Выбор места расположения тяговой подстанции. Расчёт мощности тяговой подстанции и преобразовательных агрегатов. Расчет сечения контактной сети и кабелей. Проверка сети на потерю напряжения.
  
  курсовая работа [671,8 K], добавлен 08.02.2016
  

• Определение мощности судовой электростанции

  Определение мощности судовой электростанции табличным методом, выбор генераторных агрегатов и преобразователей электроэнергии. Разработка структурной однолинейной электрической схемы генерирования и распределение электроэнергии. Выбор аккумуляторов.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.06.2009
  

• Расчет судовой электрической станции

  Обоснование выбора рода тока и рабочего напряжения электрической станции проекта. Выбор типа, числа и мощности генераторных агрегатов. Выбор устройств автоматизации проектируемой электрической станции. Разработка схемы распределения электроэнергии.
  
  курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.02.2015
  

• Разработка системы автоматического управления электроэнергетической установкой судна технического флота

  Обзор устройств фирмы DEIF, предназначенных для защиты и контроля генераторных агрегатов. Требования российского речного регистра к автоматизированным системам управления. Модернизация судовой электроустановки судна. Автоматизация судовой электростанции.
  
  дипломная работа [318,5 K], добавлен 02.02.2016
  

• Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

  Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
  
  курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009
  

• Модернизация системы электроснабжения цеха

  Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Расчёт мощности и выбор ламп. Составление схемы питания и выбор осветительных щитков. Расчёт сечений проводов групповой и питающей сети и проверка по потере напряжения.
  
  дипломная работа [183,7 K], добавлен 25.08.2013
  

• Реконструкция системы электроснабжения центральной части с. Идринское Идринского района

  Электроснабжение населенного пункта Идринское. Расчёт электрических нагрузок, определение потерь напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрической аппаратуры в сетях 10 и 0,38 кВ. Расчёт заземляющих устройств трансформаторной подстанции.
  
  дипломная работа [793,8 K], добавлен 10.09.2013
  

• Проектирование электроэнергетической системы района

  Суть технического и экономического обоснования развития электрических станций, сетей и средств их эксплуатации. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций сети. Расчёт режимов работы и параметров сети.
  
  курсовая работа [4,4 M], добавлен 05.06.2012
  

• Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения

  Потери мощности и отклонения напряжения. Выбор количества и мощности трансформаторов. Обеспечения норм надежности потребителей. Схемы электрических соединений. Проверка выбранных сечений проводов на термическую стойкость. Выбор коммутационной аппаратуры.
  
  дипломная работа [2,7 M], добавлен 15.04.2011
  

• Электроснабжение очистных сооружений

  Выбор рода тока и величины питающего напряжения. Характеристика технологического процесса очистки воды. Расчёт мощности и выбор электродвигателей, аппаратуры управления и защиты. Освещение помещения насосных агрегатов. Защитное заземление и зануление.
  
  курсовая работа [174,4 K], добавлен 09.11.2009
  

• Разработка судовой электроэнергетической системы сухогруза дедвейтом 10000 т

  Разработка схемы судовой электрической станции и главного распределительного щита. Автоматизации судов класса AUT 1. Выбор генераторных агрегатов. Анализ неисправностей при их эксплуатации и способы их устранения. Расчет переходных процессов СЭЭС.
  
  дипломная работа [8,1 M], добавлен 10.12.2013
  

• Проектирование системы электроснабжения завода

  Выбор числа мощности силовых трансформаторов. Расчёт токов короткого замыкания. Расчёт и выбор трансформаторных подстанции и мощностей. Вводная, секционная, отводящая линия выключателя. Релейная защита трансформаторов. Расчёт заземляющего устройства.
  
  курсовая работа [486,5 K], добавлен 12.10.2012
  

• Электроснабжение и электрооборудование насосной станции

  Выбор напряжения для силовой и осветительной сети. Расчёт освещения цеха. Определение электрических нагрузок силовых электроприёмников. Выбор мощности и числа цеховых трансформаторных подстанций, компенсирующих устройств. Расчёт токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [736,3 K], добавлен 14.11.2012
  

• Проектирование системы электроснабжения деревообрабатывающего предприятия "Маэстро" с разработкой вопроса диэлектрической сушки пиломатериалов

  Выбор рода тока и напряжения для внутрицехового электроснабжения. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор и проверка защитной аппаратуры. Определение местоположения пунктов питания на территории. Расчет распределительных сетей среднего напряжения.
  
  дипломная работа [1,5 M], добавлен 10.07.2013
  

• Расчет автоматизированной судовой электроэнергетической системы

  Анализ показателей судна и его энергетической системы, обоснование и расчет состава главной установки. Комплектация судовой электростанции, характеристика основных элементов, обоснование, расчет и выбор главных двигателей; рекомендации по эксплуатации.
  
  курсовая работа [44,9 K], добавлен 07.05.2011
  

• Электроснабжение и электрооборудование Армавирского завода резинотехнических изделий

  Описание потребителей электрической энергии и определение категории электроснабжения. Выбор рода тока и напряжения. Расчёт электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов на заводской подстанции. Расчёт заземляющего устройства.
  
  дипломная работа [393,5 K], добавлен 25.11.2010
  

• Проектирование электрических сетей промышленных предприятий

  Электрическая схема внутрицеховой сети. Расчёт электрических нагрузок. Распределение нагрузок по шинопроводам. Определение величины допустимых потерь напряжения. Выбор компенсирующих устройств, силового трансформатора. Расчёт токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [871,4 K], добавлен 31.03.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам