Определение параметров генератора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчёт электрических нагрузок судовой электростанции и выбор количества и мощности генераторных агрегатов

Расчёт электрических нагрузок судовой электростанции приведён в таблицу 1.

Таблица 1. Результат расчёта суммы электрических нагрузок на всех режимах

Наименование	(кВт)	(кВт)
Ходовой	792,7	486,5
Перегрузка	1120	674,3
Ходовой с РФ	726,2	411,8
Стоянка на море	401,8	209,5
Аварийный	916	517
Стоянка в порту	211,7	121,5

Выбираем 6 генератора серии ГМС 13-41-12, номинальные параметры которых показывается ниже:

Мощность: 320 кВт

Ток: 580 А

Частота вращения: 500 об/мин

КПД: 92,5%

2. Расчёт и выбор контрольно-измерительных приборов

Согласно требованиям Регистра каждый генератор должен иметь вольтметр, позволяющий мерить напряжения всех фаз, амперметр, позволяющий мерить токи всех фаз, ваттметр позволяющий мерить мощность генераторов, частотомер.

Вольтметр

0 - 120% => (0-500)В

Д1600кл.т 1.5, пределы измерения: 0-500 В, с непосредственным включением, угол шкалы 230 град.

Амперметр

0 - 130% => (0 - 1500) А

Д1500кл.т 1,5, пределы измерения 0-1500А, с включением через трансформатор,угол шкалы 230 град. Трансформатор тока ТЛС 0,5 400/5, мощность 40 ВА, частота 50 Гц.

Ваттметр

15% - 0 - 120% => (75 - 0 - 180) кВт

Д1503, с номинальным током I=5А, U=380.

Ваттметр имеет положительную и отрицательную шкалу. Класс точности 2.5.

Токовая обмотка включена через трансформатор тока ТЛС 0,5 400/5, мощность 40 ВА, частота 50 Гц.

Частотомер

±10% => 45-55 Гц

Д1506 с добавочным устройством Р1826/4. Класс точности 2.5 Пределы измерения 45-55 Гц. U=380 В Потребляемая мощность при номинальном режиме не более 9 ВА, включение в сеть непосредственное

Выбираем трансформатор тока ТШС-0.5:f_H=50 Гц U_H=500 В =40ВА

3. Расчёт и выбор автоматических выключателей

Предварительный выбор автоматических выключателей

1,2,3-ые фидеры: Синхронные генераторы

Выбираем QF1, QF2, QF3 серии ВА74-40

4-ый фидер: Компрессор пускового воздуха

Выбираем QF4 серии А3714

6-ой фидер: Шпиль

Выбираем QF6 серии А3714

8,9,10,11-ые фидеры: Вентиляторы котельного отделения

Выбираем QF8, QF9, QF10, QF11 серии АК50-3М .

РЩ 7

Выбираем QF7 серии А3714 .

12-ый фидер: Первичный фидер трансформатора

Параметры трансформатор ТСЗМ-25:

Мощность: 25 кВт, КПД 98%



Выбираем QF12 серии А3714 .

14-ый фидер: Электросковородка

Выбираем QF14 серии А3714 .

15-ый фидер: Светильник

Выбираем QF15 серии АК50-3М .

РЩ 13: Вторичный фидер трансформатор

Выбираем QF13 серии А3714 .

ГРЩ 5

Выбираем QF5 серии ВА74-43

Проверка остройки выбранных АВ электродвигателя от тепловых реле

- Четвёртый фидер: проходить.

- Шестой фидер: проходить.

- 8,9,10,11-ый фидеры: проходить.

Расчёт уставок расцепителя автомата в зоне токов короткозамыкания

4-ый фидер

Кратность пуского тока

.

Где: р - коэффициент, учитывающий бросок тока при переключении питания

- коэффициент, учитывающий допуск срабатывания расцепителя при токе короткозамыкания;

- коэффициент, учитывающий апериодический составляющий пуского тока.

6-ой фидер

Кратность пуского тока

.

.

8,9,10,11-ые фидеры

Кратность пуского тока

.



Выбираем АК50-3М .

12-ый фидер

Кратность пуского тока при включении трансформатора

.

( - коэффициент, учитывающий отрицательный допуск на точность срабатывания расцепителя, .

13-ый фидер

.

14,15-ый фидеры:

4. Выбор защитных реле

Реле обратного активного тока РОТ - 54Р



Реле активной мощности типа РМ - 55Р

5. Расчёт и выбор кабелей

1,2,3-й фидер:

Где:

К1 - коэффициент учитывающий число жил кабеля;

0,85-двухжильный; 0,7-трехжильный.

К2 - коэффициент, учитывающий способ прокладки (при прокладке >6 кабелей в пучке равна 0,85; при прокладке <6 кабелей в пучке равна 1);

К3 - коэффициент, учитывающий режим работы; при длительном К3 = 1; при кратковременном К3 =1,06...1,46; при повторно - кратковременном К3 = 1,24...1,51;

К4 - коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей среды, при температуре 45°С равна 1.

По справочнику выбираем сечение 150 , предельно - допустимый ток 281А, прокладываеть по двух рядам, S=3(3x150) .

Потерь напряжения на кабеле:

По правилу регистра, нормы потерь напряжения на кабелях:

от генератора до ГРЩ - не более 1%;

освещения - не более 5% при U_н > 30 В и не более 10% при U_н 30 В;

силовых потребителей - не более 7% при длительном режиме работы и не более 10% при кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы;

щита радиостанции и кабеля для зарядки аккумуляторных батарей - не более 5%.

От РЩ до АД < 6%.

1-ый фидер:

Где: r,x - активное и реактивное сопротивления кабеля, (мОм/м), определить по справочнику для данного сечения кабеля;

l - длина фидера (м).

2-ой фидер:

3-ий фидер:

4-ый фидер:

Принимаем , так как коипрессор работает по кратковременному режиму.

По справочнику выбираем сечение 6 , предельно - допустимый ток 67А при кратковременном режиме. S=3x6 .

Потерь напряжения на кабеле:



6-ый фидер:

Принимаем , так как шпиль работает по повторно-кратковременному режиму.

По справочнику выбираем сечение 6 , предельно - допустимый ток 80А при повторно-кратковременному режиме, S=3x6 .

Потерь напряжения на кабеле:

8,9,10,11-ые фидеры:

По справочнику выбираем сечение 1 , предельно - допустимый ток 14А при длительном режиме. S=3x1 .

Потерь напряжения на кабеле:

8-ый фидер:



9-ый фидер:

10-ый фидер:

11-ый фидер:

Вторичный шит 7



По справочнику выбираем сечение 10 , предельно - допустимый ток 55А при длительном режиме. S=3x10 .

Потерь напряжения на кабеле

12-ый фидер:

По справочнику выбираем сечение 16 , предельно - допустимый ток 70А при длительном режиме. S= 3x16 .

Потерь напряжения на кабеле

13-ый фидер:

По справочнику выбираем сечение 35 , предельно - допустимый ток 118А при длительном режиме. S= 3x35 .

Потерь напряжения на кабеле



14-ый фидер:

По справочнику выбираем сечение 1,5 , предельно - допустимый ток 36А при повторно-кратковременному режиме. S=3x1,5 .

Потерь напряжения на кабеле

15-ый фидер:

По справочнику выбираем сечение 1 , предельно - допустимый ток 16А при длительном режиме. S=3x1 .

Потерь напряжения на кабеле

- От РЩ до EL1

.

- От EL1 до EL2

.



6. Расчёт провал напряжения при пуске асинхронного двигателя

Для заданной схемы рассчитаем провал напряжения при пуске шпиля в режиме стоянка в порту.

По таблицы нагрузок и справочнику:

Синхронного генератора:

+ номинальная мощность: ;

+ Индуктивное сопротивление рассеяния статорной обмотки: ;

+ Индуктивное сопротивление по продольной оси: ;

+ Индуктивное сопротивление по поперечной оси: ;

+ Индуктивное переходное сопротивление по продольной оси ;

+ Индуктивное сверхпереходное сопротивление по продольной оси

+ Взаимоиндуктивное сопротивление по продольной оси:

+ Взаимоиндуктивное сопротивление по поперечной оси:

+ Индуктивное сопротивление рассеяния роторной обмотки:



+ Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки:

+ Индуктивное сверхпереходное сопротивление по поперечной оси:

+ Коэффициент взаимоиндукции

Предварительная начальная мощность:; .

;

;

АД шпиля: ; ;

1. Проводимость асинхронного двигателя в моменте включения

Активная составляющая: ;

Реактивная составляющая:

2. Проводимость предварительной начальной нагрузки

3.

Активная составляющая: ;

Реактивная составляющая: .

4. Суммарная активных и реактивных проводимостей в моменте включения

;

.

5. Параметры генератора в исходном режиме

Продольная составляющая напряжения:

.

Поперечная составляющая напряжения:

6. Составляющие напряжения генератора с учётом демпферний обмотки

7. Провал напряжения генератора с демпферными обмотками в моменте включения

8. Составляющие напряжения генератора без учёта демпферных обмоток



9. Провал напряжения генератора без демпферных обмоток в первый момент

10.

11. Провал напряжения генератора при пуске АД

12.

13. Провал напряжения на кабеле при пуск АД

Красность пускового тока АД:

При номинальном режиме потерь напряжения на кабеле от ГРЩ до АД занимает 3,6% напряжения генератора. Поэтому провал напряжения на кабеле от ГРЩ до АД: .



Выбираем кабель от ГРЩ до АД сечением 10

7. Расчёт токов короткого замыкания и проверка автоматических выключателей на термическую и электродинамическую устойчивость

Короткое замыкание происходит в точке К1

Схема замещения

Базисные параметры

Сопротивления статорной обмотки генератора, приводящие к базисному



Сопротивления автоматических выключателей QF1, QF2, QF3, приводящие к базисному

Сопротивления кабелей, приводящие к базисному

Сопротивления фидеров



Для определения эквивалентного сопротивления двух генераторных ветвей воспользуемся комплексной формой их выражений:

;

Расчетные результирующие сопротивления цепи короткого замыкания

По расчетной кривой зависимости периодической составляющей тока КЗ от результирующего сопротивления цепи КЗ и времени, определяем:

;

Отношение

По кривой зависимости ударного коэффициента от отношения , определяем

Ударный ток от генератора при КЗ

A

Напряжения на ГРЩ

Где:

Ударный ток от АД при КЗ

Ударный ток в точке КЗ К1:

(<100 KA)

Ударный ток в точке КЗ не превышает придельный допустимый ударный ток КЗ автоматического выключателя QF1 (А3744).

Короткое замыкание происходит в точке К2

Схема замещения



Базисные параметры

Сопротивления статорной обмотки генератора, приводящие к базисному

Сопротивления автоматических выключателей QF1, QF2, QF3, приводящие к базисному

Сопротивления кабелей, приводящие к базисному

Сопротивления фидеров

Расчетные результирующие сопротивления цепи короткого замыкания

;

По расчетной кривой зависимости периодической составляющей тока КЗ от результирующего сопротивления цепи КЗ и времени, определяем:

;

Отношение

По кривой зависимости ударного коэффициента от отношения , определяем

Ударный ток от генератора при КЗ

A

Напряжения на ГРЩ

Ударный ток от АД при КЗ

Ударный ток в точке КЗ К1:

(<110 кА)

Ударный ток в точке КЗ не превышает придельный допустимый ударный ток КЗ автоматического выключателя QF5 (ВА74-43).

Короткое замыкание происходит в точке К3



Схема замещения

Сопротивления ветви 4

Сопротивления автоматических выключателя QF4, приводящие к базисному

Сопротивления кабелей, приводящие к базисному

Сокращенная схема замещения



Расчётные результирующие сопротивления цепи короткого замыкания

;

=

По расчетной кривой зависимости периодической составляющей тока КЗ от результирующего сопротивления цепи КЗ и времени, определяем:

;

Отношение

По кривой зависимости ударного коэффициента от отношения , определяем

Ударный ток от генератора при КЗ

A

Напряжения на ГРЩ

Токов подпитки от остальных асинхронных двигателей нет

Ударный ток в точке КЗ К3:

Ударный ток в точке КЗ K3 не превышает придельный допустимый ударный ток КЗ автоматического выключателя QF4.

Короткое замыкание происходит в точке К4

Схема замещение

Сопротивления автоматических выключателей QF7 и QF9, приводящие к базисному

Сопротивления кабелей, приводящие к базисному

электрический генераторный реле выключатель

Сокращенная схема замещения

;

По расчетной кривой зависимости периодической составляющей тока КЗ от результирующего сопротивления цепи КЗ и времени, определяем:

;

Отношение

По кривой зависимости ударного коэффициента от отношения , определяем

Ударный ток от генератора при КЗ



A

Напряжения на ГРЩ

Т оков подпитки от остальных асинхронных двигателей нет

Ударный ток в точке КЗ К4:

Ударный ток в точке КЗ K4 не превышает придельный допустимый ударный ток КЗ автоматического выключателя QF9.



Список литературы

1. Г.С. Яковлев. Судовые электроэнергетические системы. Л. Судостроение. 1987,1980.

2. Правила классификации и постройки морских судов.

Российский регистр морского судоходства. СПб. Транспорт 2013 г.-928с

3. Китаенко Г.И. - Справочник судового электротехника. Том 2. Судовое электрооборудование - 1980

Размещено на Allbest.ru

...