Модернизация судовой электроэнергетической системы судна типа RO-RO "Glukofilousa III"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Электрооборудование судов и автоматизация производства»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

На тему: Модернизация СЭЭС судна типа RO-RO «GLUKOFILOUSA III».

по специальности: 26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики

Исполнитель: Иськов Игорь Игоревич

Керчь, 2016 г.

Реферат

Разработан вопрос модернизации судовой электроэнергетической установки судна «Гликофилоуса 3». Разработана однолинейная схема генерирования и распределения электроэнергии.

Приведен подробный расчет судовой электростанции, произведённый на основании рассчитанной таблицы режимов работы на судне и таблицы кабелей и автоматов.

Разработана однолинейная схема распределения электроэнергии на судне, выбраны распределительные устройства, защитно-коммутационная аппаратура.

Произведены проверки на устойчивую работу системы в критических условиях (провал напряжения, короткое замыкание).

Разработаны мероприятия по охране труда и технике безопасности на судне при работе с электрооборудованием.

Содержание дипломного проекта:

Введение

Раздел 1.

1.1 Грузопассажирские суда типа РО-РО. Их свойства, характеристики, особенности

1.2 Преимущества РО-РО судна над другими

1.3 Возможные вариации РО-РО судна

1.4 Ролкеры

1.5 Паромы

1.6 Описание технологической схемы перегрузки груза

1.7 Плоскодонные и килевые суда

1.8 Районы плавания грузопассажирского парома «Гликофилоуса 3». Керченская паромная переправа

Раздел 2.

2.1 Устройство судна типа РО-РО «Гликофилоуса - 3»

2.2 Ознакомление с организацией судовой службы

2.3 Ознакомление с судовыми устройствами

2.4 Виды тревог

2.5 Ознакомление с судовыми энергетическими установками судна

2.6 Изучение источников электроэнергии. Судовая СЭС

2.7 Изучение судовых электрических двигателей

2.8 Изучение судовой электрической аппаратуры

2.9 Ознакомление с судовыми распределительными устройствами

2.10 Ознакомление с судовыми автоматизированными системами управления

Раздел 3.

3.1 Расчет судовой электроэнергетической станции судна типа РО-РО «Гликофилоуса 3». Исходные данные

3.2 Определение расчётной нагрузки генераторов СЭЭС

3.3 Выбор рода тока СЭЭС, частоты и уровней напряжения в судовой сети

3.4 Выбор структурной схемы главной энергетической установки судна

3.5 Состав, мощность и режимы работы судовых электроприёмников

3.6 Выбор двигателей электроприводов

3.7 Предварительный выбор однолинейной схемы генерирования и распределения электроэнергии на судне

3.8 Выбор характерных режимов работы судна

3.9 Составление табличной модели СЭЭС для определения требуемой мощности электростанции

3.10 Выбор числа и единичной мощности генераторов

3.11 Генерирование и распределение электроэнергии на судне типа РО-РО «Гликофилоуса 3». Схема электрическая принципиальная. Описание

3.12 Расчёт судовой электрической сети. Общие положения

3.13 Выбор аппаратуры распределительных устройств

3.14 Выбор измерительной аппаратуры

3.15 Расчёт токов короткого замыкания

3.16 Расчёт тока короткого замыкания в точке К1

3.17 Значение тока короткого замыкания в точке К2

3.18 Определение тока короткого замыкания в точке К3

3.19 Расчёт тока короткого замыкания в очке К4

3.20 Проверка кабелей на термическую устойчивость

3.21 Выбор и проверка аппаратуры по предельным точкам короткого замыкания

3.22 Проверка чувствительности автоматических выключателей3.23 Расчёт провала напряжения генератора при прямом пуске АД

Раздел 4.

4.1 Системы автоматического управления СЭЭУ

4.2 САУ СЭЭУ Delomatic. Общие сведения. Преимущества

4.3 Название и роль каждого блока в системе автоматики, обеспечивающие автоматическую работу данной судовой станции

4.4 САУ СЭЭУ типа Delomatic

4.5 Контроль запуска генераторного автомата Q1

4.6 Ручная синхронизация генераторов

4.7 САУ Delomatic.Структурная схема

4.8 Работа Блока дифференциальной защиты по току CRM-1. Алгоритм

Раздел 5.

5.1 Изучение основ электробезопасности

5.2 Влияние электрического тока на организм. Способы освобождения от токоведущего элемента

5.3 Последовательность действий при оказании первой помощи пострадавшему от поражения электрическим током

Перечень элементов схемы САУ СЭЭУ типа Delomatic

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

В данном дипломном проекте рассматриваются суда типа РО-РО, их значимость и роль в грузопассажирских перевозках, их маневровые способности и параметры, особенности элементов конструкции.

Конкретнее рассказывается о различных типах грузо-пассажирских РО-РО судов . Рассматриваются недостатки и преимущества килевых и плоскодонных типов, их районы плавания, скорость и прочее. Более подробно рассказывается о свойствах и характеристиках именно грузопассажирского судна типа РО-РО «Гликофилоуса 3». Указываются все параметры данного судна, вплоть до его размеров длины, ширины и высоты. Указывается грузовая вместимость, количество винтов, типы винтов, наименование электрического и механического оборудования, назначение и класс судна, главные размещения, водоизмещение, грузоподъемность, скорость хода. Конструкция корпуса судна и судовые измерения. Характерные особенности судовых электрических двигателей, их ремонт и наладка. Количество и обязанности работы экипажа на судне.

Далее более углублённо рассматривается электроэнергетическая установка судна. Количество и название потребителей на судне. Типы электродвигателей, их характеристики. Производится расчёт СЭЭС в целом. Производится выбор режимов работы судна, режимов работы потребителей, расчет потребляемой мощности и других параметров при определённом режиме работы, осуществляется выбор кабелей и автоматов, проверка их на работоспособность, проверка автоматов на включающую и отключающую способности, проверка кабелей на провал напряжения и пр. Весь расчет судовой электроэнергетической установки представляется в табличном виде. Также производится расчёт токов короткого замыкания судовых генераторов. Осуществляется проверка на провал напряжения при включении мощного потребителя, График провала напряжения и правила Регистра по этому поводу.

Также дипломный проект включает в себя модернизацию данного судна системой автоматического управления судовой электроэнергетической установки, данской фирмы DEIF, типа Delomatic. Здесь будет рассказыватся о преимуществах данной системы над другими. Ее особенности работы, параметры, характеристики. В подробном виде расписывается каждый блок системы, конкретно за что отвечает и его роль в системе.

Также имеются приложения к дипломному проекту.

Раздел 1.

1.1 Грузопассажирские суда типа РО-РО. Их свойства, характеристики, особенности

РО-РО - это сокращение от английского ролл-он/ролл-офф (вкатывать-выкатывать). Ролл-он/ролл-офф суда используются для перевозки колесных грузов и техники, автомобилей, грузовых машин, вагонов и поездов. РО-РО судно отличается от ЛО-ЛО судна, которое использует кран для погрузки груза. Транспортные средства в судно загружаются и разгружаются с помощью встроенных аппарелей. Обычно эти аппарели встроены в корме и на носу корабля. На некоторых судах они также могут находится по бортам судна. Судно может быть как военного, так и гражданского типа.

РО-РО суда были придуманы и сконструированы в 19 веке для поездов, так как некоторые реки были слишком широки, чтобы построить через них мост. Примером РО-РО судна является Ферт-офф-Форт паром, который начал свою деятельность в 1851 году. Рельсы были уложены на корабле так, что они могли быть связаны с рельсами на суше. Тогда поезда просто закатывались на корабль, а затем скатывались на другом конце.

Железнодорожные РО-РО широко использовались во время Первой Мировой Войны.

С 10 февраля 1918 большие объемы железнодорожного подвижного состава, артиллерии и снабжения были отправлены на фронт во Францию с южного побережья Англии.

Перевозкой занимались три таких РО-РО, каждый с четырьмя наборами железно-дорожной линии на главной палубе, что позволяло взять на борт до 54 железнодорожных вагонов. Эти РО-РО также использовались для транспортировки автомобилей вместе с железнодорожным подвижным составом. В течение первого месяца работы из Англии, через Ла-Манш, было перевезено 5000 тонн военной техники и поездов. К концу 1918 года почти 261,000 тыс. тонн.

Было много преимуществ использования судов РО-РО по сравнению с обычными судами. Было намного легче доставлять в годы войны различные виды тяжелой артиллерии и танков, что требуется для такого рода современной войны использовать РО-РО в отличие от повторной загрузки и разгрузки груза. Производители грузят танки, пушки и другую тяжелую технику непосредственно на железнодорожные вагоны, которые закатывались на РО=РО в Англии, а затем выкатывались непосредственно на французскую железно-дорожную сеть, с прямым подключением к линии фронта. Очень много часов и ненужного человеческого труда удалось избежать.

После подписания перемирия 11 ноября 1918 года железнодорожные паромы начали широко использоваться для мирных грузо-пассажирских перевозок. Так как на судах типа РО-РО было место как для автотранспорта, так и железнодорожного подвижного состава, тысячи грузовиков, легковых автомобилей и автобусов перевозились через пролив в Англию и обратно. Что происходит и до сих пор.

Также во время Второй мировой войны РО-РО широко использовались в тех же целях, что и при предыдущей войне. Но они были более модернизированы. Была выше скорость и маневренность, что позволяло быстрее доставлять технику и людей. Иногда приходилось проходить под обстрелом вражеских войск, но ввиду высоких характеристик парома в несколько раз уменьшался шанс попадания вражеского снаряда в цель

На сегодняшний день существуют различные типы накатных судов, такие как паромы, круизные паромы, грузовые суда и баржи. РО-РО суда, которые используются исключительно для перевозки легковых и грузовых автомобилей по территории океанов, известны как чисто автомобильные перевозчики и чисто грузовые и автомобильные перевозчики соответственно. В отличие от других типов грузов, которые измеряется в метрических тоннах, РО-РО грузы, как правило, измеряются в единицах "полос в метрах". Этот показатель рассчитывается путем умножения длины груза в метрах на количество палуб и на его ширину линий груза (ширина линии груза отличается от судна к судну, но есть несколько промышленных стандартов). На борту чистого автомобилевоза, грузы часто измеряются в РТ или RT43 единицах, которые основаны на стандарте еще с 1966 года.

1.2 Преимущества РО-РО судна над другими

РО-РО судно имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными судами.

Некоторые преимущества представлены следующим образом:

- Для грузоотправителя преимущество - это скорость. Поскольку легковые и грузовые автомобили могут проехать прямо на судно в одном порту, и уже потом выехать на другой порт в течение нескольких минут после стыковки корабля, это существенно экономит время у отправителя.

- РО-РО также хорошо интегрируется с другими видами груза, такие как контейнеры. Использование таможенной печати подразделения позволило пересекать границу с минимальной задержкой, поэтому увеличивается скорость и эффективность перевозки, что выгодно для отправителя.

- Судно также оказалось очень популярно как у отдыхающих, так и у частных автовладельцев. Оно внесло значительный вклад в развитие туризма. Человек может взять и перевезти свою машину из одной страны в другую по морю, с помощью судна РО-РО.

1.3 Возможные вариации РО-РО судна

Определенные вариации РО-РО судна бывают следующие:

1) ROPAX - это РО-РО судно, построенное для грузовых транспортных средств с размещением на нём пассажиров. Суда с местами для более чем 500 пассажиров часто называют круизными паромами.

2) Судна ConRo - это гибрид РО-РО и контейнеровоза. Этот тип корабля использует участок под палубами для хранения автомобилей во время укладки контейнеров на верхней части палубы.

3) RO-LO является аббревиатурой «ролл-подъём» судна. Это тоже гибрид. Тип судна с аппарелями на грузовые палубы для колесной техники, но некоторые другие грузовые палубы доступны только с помощью крана.

4) ROLKERS - суда для перевозки грузов, использующие горизонтальный способ погрузки -выгрузки.

5) LMSR

Большие, средней скорости ролл-он/ролл-офф (LMSR) относится к нескольким классам военных морских перевозок. Тип грузовые корабли. Некоторые специально сконструированы для перевозки военного груза, в то время как другие могут перевозить как военную, так и обычную технику и пассажиров.

1.4 Ролкеры

Увеличение международных перевозок груза и объединение самих грузов в общие обусловили необходимость в новых технологиях перегрузки и соответственно, новых судов для этих целей. Один из типов судов для этой цели - специальные суда типа "РО-РО" с горизонтальным способом погрузки. Они предназначены для перевозки автомобилей, грузовой и легковой колёсной техники, других транспортных средств, контейнеров на полуприцепах и платформах, а также грузов на поддонах, которые доставляются на грузовой палубе РО-РО вилочными погрузчиками и другими приспособлениями. По конструктивной особенности, назначению судов и перевозимых грузов РО-РО можно разделить на следующие типы судов:

1) грузы РО-РО;

2) автомобильно-пассажирские и железнодорожные паромы;

3) перевозчики контейнеров;

4) комбинированные суда.

РО-РО распространён при перевозке грузов по Европе, также может использоваться на трансокеанских линиях, например из Европы в Америку или Азию. Погрузка и разгрузка ролкеров осуществляется при помощи грузовых рамп и аппарелей, соединяющих судно с причалом. Как уже упоминалось ранее, есть кормовой, носовой и боковые аппарели. Наиболее распространенными являются кормовые аппарелями, которые бывают двух видов: прямые или угловые. Угловой более универсален, потому что позволяет кораблю швартоваться и разгружаться на любом причале, тогда как прямые могут обеспечить погрузку и выгрузку груза только в случае, если судно становится кормой к пирсу. Пирс, в свою очередь, должен быть в форме перевернутой буквы "Г". Бортовые и носовые аппарели используются в качестве дополнительных, для облегчения загрузки или выгрузки одновременно в два потока.

С 70-х и 80-х годов ролкерный флот начал стремительно возростать. С использованием всех своих "особых" преимуществ при перевозке грузов РО-РО завоевал рынок грузопассажирских перевозок и колесной техники в целом. Ро-Ро особого выполнения с контейнерами на верхней палубе, имеет возможность одновременно загружать или разгружать контейнеры с палубы при помощи специальных кранов и грузовые помещения, через заднюю аппарель закатывать или выкатывать колесную технику, и прочие РО - РО грузы, значительно повысить скорость грузовых операций.

Многие РО-РО имеют свой собственный автопарк специальное погрузочно-разгрузочное оборудование, что позволяет существенно ускорить процесс разгрузки судна. Это вилочные погрузчики, тягачи для трейлеров и т. д.

1.5 Паромы

Паромы также относятся к ролкерам. Они загружаются накатной техникой через специальное устройство - кормовую или носовую аппарель.

Паромы принадлежат к категории пассажирских судов РО-РО. Судно считается пассажирским, если он перевозит более 12 пассажиров.

Расцвет пассажирского флота, как упоминалось ранее, пришелся на период между двумя мировыми войнами, т. е. в то время они были самыми популярными, строились очень быстрыми темпами и все время модернизировались. После войн 20-го века пассажиропоток через Атлантику увеличился в несколько раз. Растущий пассажиропоток между старым светом (Европой) и Америкой привел к серьезной конкуренции между крупными судостроительными и судоходными компаниями. Самые лучшие компаний в Германии, Англии, Франции, Италии боролись за перевозку пассажиров. Для этого было сделано все: вплоть до увеличения размеров океанских лайнеров повышенной комфортности. Но основным преимуществом на то время была скорость. На неё ставили всё. Существовал даже специальный приз - «голубая лента Атлантики". Эта награда давалась только самым скоростным паромам Атлантики. Абсолютный рекорд скорости, был установлен паромом "United States". Он пересёк Атлантический океан за 3 суток 10 часов и 40 минут, показав при этом скорость в 35,5 узла. Но такая скорость уже не вписывается в сегодняшние показатели пассажирских перевозок. Это было достигнуто за счет очень большого увеличения мощности, и как следствие у парома был огромный расход топлива. Поэтому "Untied States" стал слишком убыточным и был списан.

С развитием авиации,а в особенности перелёта с континента на континент, постепенно наблюдается падение спроса на морские пассажирские перевозки. Вполне понятно, что большинство пассажиров стали предпочитать авиаперелеты. На сегодняшний день паромы почти не используются в промысловых целях, зато очень хорошо начали использоваться в круизных, то есть не столько для морских перевозок людей, сколько для морских путешествий, в том числе и кругосветных. С течением времени он становятся более удобными, просторными, с множеством услуг и развлечений и полностью удовлетворяют желания пассажиров.

Паромы среди пассажирских судов представляют собой отдельную группу. Они предназначены для перевозки пассажиров и колесных грузов (автомобилей, прицепов, сельскохозяйственной, дорожной и промышленной техники и т. д. (Пример: «Гликофилоуса 3», а также железнодорожных вагонов.)

Паромное сообщение очень развито в Европе, особенно в Балтийском, Северном, Средиземном и Адриатическом морях, Азии. Это связано с высоким индустриальным развитием европейских стран, высоким уровнем жизни, который позволяет людям путешествовать со своими автомобилями, а также большой объем международной торговли, и соответственно, значительное увеличение перевозок грузов автомобильным транспортом.

1.6 Описание технологической схемы перегрузки груза

Оpганизация гpузовой обpаботки судов с гоpизонтальной погpузкой заключается в выполнении комплекcа подготовительных меpоприятий и непосpедственно погpузки-выгpузки гpузов укрупненными местами. Общие задачи по подготовке к пpиему и обpаботке судна могут быть сведены в следующие гpуппы.

1. Подготовка пpичала, технических и тpудовых ресурсов. Pешение этой гpуппы вопpосов заключается в четком планиpовании подхода специализированных судов к терминалу, исключающем одновpеменный подход судов в количестве, пpевышающем ноpму одновpеменной обработки и pавномерной организации ввоза и вывоза гpузов для обеспечения стабильного выделения трудовых и технических ресурсов на обpаботку железнодорожных платформ (вагонов) и автомобильного транспорта.

2. Подготовка гpузов. Она начинается с момента выдачи гpузового cписка, после чего cкладские pаботники комплекcа cвоевременно разыcкивают гpуз, при необходимости укpупняют его, проверяют его качественные хаpактеристики (упаковку, по автотехнике -- техническое состояние), концентpируют его на теpритории теpминала (при наличии такой возможности) в соответствии с пpедварительным гpузовым планом.

3. Подготовка технологической и гpузовой документаций. Сюда входит pазработка пpедварительного гpузового плана, графика обработки, комплексного гpафика обслуживания судна и офоpмление соответствующих гpузовых документов.

1.7 Плоскодонные и килевые суда

Килевые суда - суда, нижняя балка которых, проходит посередине днища судна от носовой до кормовой его оконечности, и служащие для обеспечения прочности корпуса судна. Ярким примером килевого судна выступает пассажирский авто-паром «Ейск», который ходит по Керченскому проливу, порт Крым - порт Кавказ.

Плоскодонные суда - суда с плоским днищем (отсюда и название). Примером плоскодонного судна является паром, который я рассчитываю в дипломном проекте, «Гликофилоуса 3».

Каждый из типов имеет преимущества и недостатки, которые буду рассматриваться далее:

Плоскодонное судно имеет минусы перед килевым:

1. Плоскодонное судно в большей степени подвержено дрейфу. У килевого киль не даёт дрейфовать, киль играет роль рельса.

2. При ходе на волну, когда судна переходит через гребень, передняя часть плоскодонки испытывает удар, то есть судно "хлопает" по следующей волне. Если волнение сильное, то эти хлопки могут быть сильными. И поэтому переднюю часть судна усиливают. Может быть это и незначительный недостаток, но если взять обычную деревянную шлюбку с плоским днищем, то она может попросту развалится из-за волнений в море.

3. Килевое судно быстрее чем плоскодонное.

3. При буксировании килевое судно идёт по каткам килем, как на рельсе. А плоскодонное катится всем днищем.

У плоскодонного судна также есть преимущества над килевым:

1. Оно более грузоподъёмно, при одинаковых габаритах.

2. Его проще ставить на блоки при судовом ремонте, так как не нужны специальные кильблоки.

3. На плоскодонном судне гораздо удобнее ходить и размещать груз.

4. Не собирает траву, ил. Существенно уменьшен риск сесть на мель или повредить днище об рифы.

При постройке есть тоже свои плюсы:

1. Плоскодонное судно не требует такого качественного исполнения как килевое.

2. Не нужен стапель, достаточно ровного пола.

3. Толщина днища у плоскодонки вдвое больше чем у килевого, соответственно, оно прочнее.

Работав на Керченской паромной переправе я заметил, что судно плоскодонного типа «Гликофилоуса 3», «Майор Чапичев» и др. не ходят при скорости ветра 15-20 м/сек. Что не скажешь об авто-пароме «Ейск» килевого типа, который продолжает ходить по переправе даже при скорости ветра 25-30 м/сек.

1.8 Районы плавания грузопассажирского парома «Гликофилоуса 3». Керченская паромная переправа

Керченская паромная переправа («порт Крым -- порт Кавказ») - моpская паpомная пеpеправа, котоpая соединяет Кpым и Кpаснодарский кpай. Пеpеправа выполняет пеpевозку чеpез Кеpченский пpолив пассажиpов, автомобилей, грузовиков и железнодоpожных вагонов.

Перpправа pасположена на северо-восточной окpаине города Кеpчь и эксплуатируется кpуглосуточно в течение всего года. Паpомы куpсируют между постpоенными в самом узком месте пpолива порТами «Крым» и «Кавказ», расстояние между портами около 5 км.

После присоединения Крыма к Российской Федерации pезко увеличился объём пассажирского и гpузового сообщения с полуостровом. Летом 2014 года длина очереди на пеpеправе достигала около полутора тысячи машин, а время ожидания в очереди растягивалось до нескольких суток.

С мая 2014 года в дополнение к паpомам «Кеpченский-2», «Ейск» на пеpеправе начал pаботу грузопассажирский паром «Ионас», сделанный в Гpеции. С июля 2014 года на переправе начал pаботать втоpой греческий паром - «Олимпиада» - однотипный «Ионасу».

Уже в августе 2014 года еще больше увеличилось количество автомобилей со стороны Крыма -- длина очереди на паром достигла 12 км, что вызвало транспортные проблемы в городе, пришедших паромов все равно не хватало. Одной из причин этого была серьезная поломка аппарели на пароме «Олимпиада», что уменьшило пропускную способность аппарели в несколько раз.

В августе того же года к работе на пеpеправе приступил паром «Крым» (переименованный «Ostfold»), а уже в сентябре к работе приступил греческий паром «Гликофилоуса-3».

16 мая следующего года на линию «Крым -- Кавказ» вышел большой автомобильный паpом «Протопорос-IV» вместимостью 205 автомобилей и 1350 пассажиpов, поэтому на линию «Кавказ -- Керченский торговый порт» были отправлены паромы «Майор Чапичев» и «Гликофилуса 3». Паром «Гликофилоуса » теперь занимался, в основном, только перевозкой грузовых автомобилей, хотя иногда перевозит легковые и пассажиров.

Благодаpя этим изменениям, напpавленным на увеличение пpопускной способности пеpеправы, сpедняя загрузка паромов составляет 75--80 %, в отдельные дни снижается до 20--30 %. Пиковые моменты наблюдались только после штормов. Только за один год объем перевозок составил около пяти млн пассажиров, одного миллиона легковых автомобилей, двухсот пятидесяти тысяч грузовых автомобилей и семидесяти семи тысяч вагонов.

Данный грузопассажирский паром я выбрал для дипломного проекта в виду его технической особенности от других паромов, значимости и роли в грузопассажирских, перевозках на Керченской паромной переправе, его маневровых способностей и параметров, особенностей элементов конструкции.

Проработав на этом пароме можно понять, что «Гликофилоса 3» нуждается в обновлении некоторого устаревшего электрооборудования, а также в модернизации судовой электроэнергетической установки. Поэтому далее в дипломном проекте я привёл расчет судовой электроэнергетической установки в виду характерных особенностей судовых электрических двигателей, их ремонта и наладки. Привёл расчёт токов короткого замыкания в сети, и провел дальнейшую модернизацию системой автоматического управления, что позволит уменьшить количество экипажа на судне и в несколько раз облегчит работу машинной команды, сократит её численность до минимума.

Второй раздел заключает в себя более подробный рассказ о свойствах и характеристиках, и особенностях конструкции грузопассажирского судна типа РО-РО «Гликофилоуса 3».

Раздел 2

2.1 Устройство судна типа РО-РО «Гликофилоуса - 3»

Рис. 1. Судно типа РО-РО «Гликофилоуса - 3»

Тип судна - Грузовое/Ро-ро/Пассажирское судно.

-Номер IMO: 8647854.

-Позывной сигнал: «E5U2895».

-Назначение судна - транспортировка людей и машин на свободной воде в меру мощности силовой установки.

- Район плавания не ограничен.

- Судовладелец ооо «Варт и К». Год постройки 2009, Порт приписки: Новороссийск, длина 102.2 м., ширина 18м., высота борта 3.9м.

-Водоизмещение 892.73т.

-Главный двигатель - Guascor, Spain FBC 240TA6SD (кол 4), мощность 353 кВт.

-Главный генератор - Volvo, Germany TD 5206E (кол 2), мощность 128 кВт.

-Аварийный ДГ - Volvo, Germany TD 5206E (кол 1), мощность 80 кВт.

-Тип рулевой машины - рулевая колонка.

-Тип редуктора - HCL 320.

-Тип гребного винта - ВФШ.

-Номинальная скорость - 14 узлов (чистая вода).

2.2 Ознакомление c общей организацией судовой службы

Экипаж судна и устройства судовой службы.

Экипаж судна состоит из капитана, лиц командного состава и судовой команды (палубная и машинная команда).

К командному составу относятся: капитан, помощник капитана, главный (старший) механик, электромеханик, и другие лица занимающие на судне инженерно-технические должности.

Для организации службы составляются следующие расписание.

1.Расписание по заведованиям.

2.Расписание вахт.

3.Расписание по судовым тревогам.

4.Расписание по швартовым операциям.

5.Расписание по жилым помещениям.

Каждый член экипажа обязан:

1.Поддерживать престиж государства и флага страны.

2.Знать устройство судна и его заведование.

3.Соблюдать внутренний распорядок на судне.

4.Знать и выполнять свои обязанности по обеспечению живучести судна.

5.Знать и соблюдать правила техники безопасности.

Таблица 1. Штаты одной из трёх вахтенных смен грузового/ ро-ро/ Пассажирского судна «Гликофилоуса - 3».

Наименование должности	Количество штатных единиц.
Капитан	1
Старший помощник капитана	1
Старший механик	1
Сменный механик	1
Боцман	1
Электромеханик	1
Матрос моторист 1 класса	1
Матрос 1 класса	2
Кок	1
Обслуживающий персонал(буфетчица,уборщицы)	3
Всего	13

2.3 Ознакомление с судовыми устройствами

Рис. 2. Винт фиксированного шага судна «Гликофилоуса - 3». (Фронтальный вид)

Гребной винт -- наиболее распространённый движитель судов, представляет собой тело, напоминающее по форме крылья ветряных мельниц. Винт состоит из муфты и прикрепленных к ней лопастей числом от 2 и более и насаживается на конец гребного вала, приводимого во вращение судовым двигателем через вал управления. На данном судне гребной вал и винт вращаются только в одну сторону. Гребные установки могут проворачиваться на 270 градусов, что делает судно очень маневренным. На судне всего 4 гребные установки (2 на носу и 2 на корме), соединены они по двое т.е. судоводитель может осуществить направление движения с помощью двух рычагов, находящихся на мостике.

Таблица 2. Механизм изменения шага (миш)

Тип	Гидравлический
Расположение	Встроенный через ведущий и коленчатый валы напрямую к двигателю.
Вес	600 кг

Рис. 3. Винт фиксированного шага. (Вид с боку)

Таблица 3 Рулевое устройство.

Тип и количество рулей	2 поворотные насадки с контролерами
Внутренний диаметр в плоскости винта D	1820 мм
Длина насадки е	1100 мм
Относительная длина к е/d	0,608
Батер	185 мм
Рулевые машины	2 рулевые колонки

Таблица 4 Характеристики рулевых машин.

Приводной электродвигатель	S450mG
Напряжение	220 вольт
Мощность	4,5 кВт
Частота об/мин	1450

Таблица 5. Спасательные средства.

	ПСН - 20 на прогулочной палубе ( 12шт.)
Способ сбрасывания	Автоматически, Вручную
Нагрудники спасательные	В ящике на ходовом мостике(20шт), в диванах в салоне (500шт.)
Круги спасательные	Тип 3 , на леерном ограждении ходового мостика ( 2 шт.),на леерном ограждении прогулочной палубы (4 шт.).
Буй светящийся ( на круг)	На левом ограждении ходового мостика (4 шт.)
Линь выкидной (для круга)	L= 30, окр.22, на левом леерном ограждении ходового мостика, правый борт
Шлюбки спасательные	нет
Спасательные матрасы	СМ - 8 на прогулочной палубе (10 шт.)

Промыслового оборудования - нет.

Ознакомление с судовыми системами.

Таблица 6. Осушительные средства.

Назначение средства	Трюмо-осушительный насос	Осушительный насос	Аварийно осушительное средство машинного отделения	Поршневой одноцилиндровый ручной насос двойного действия
Тип, индекс, количество.	-	Вертикальный электронасос (1 шт.)	Эжектор ВЭЖ _20 ( 1шт.)
Производительность	-	2*2 мі/час	30 т/час	35 л/мин
Напор нагнетания	-	На слив с подъемом 10 метров	10 вод. ст.	30 вод. ст.
Высота всасывания	-	-	1,0 м	5 м вод. ст.
Частота оборотов	-	Червячного вала 1385 об /мин	-	28
Вес	-	100 кг	10 кг	36 кг

Таблица 7. Основные данные по топливо перекачивающим насосам.

Тип	Поршневой, одноцилиндровый, двойного действия	Топливо перекачивающий электронасос, ротационно зубчатый с непосредственным приводом от электродвигателя.
Производительность	12 л/мин.	3.3 мі/час
Напор нагнетания	30 м. вод. Ст.	33 м. вод. Ст.
Число двойных ходов в минуту	48	-
Число оборотов	-	1420 об/мин.
Высота всасывания	5 м. вод. Ст.	3 м. вод. Ст.
Масса	10 кг	55 кг

Таблица 8. Противопожарное снабжение.

Огнетушители	183B-96	На главной палубе (10 шт.). В салоне (6шт.)
	14/ОУ -2	В М.О. №1(1 шт.). В М.О. №2 (1 шт.)
Воздушно пенный	-	-
Рукова пожарные выкидные	Ш51 мм L=10 м	В корзине на П.П. (2шт.).В корзине в М.О. № 1,2 (2шт.)
	Ш51 мм L=20 м	В корзине на П.П. (2 шт.)
	Ш66 мм L=20 м	В корзине на Г.П. (2 шт.). В тросовой кладовой (7шт.)
Стволы комбинированные	РУ50	на Г.П. (1 шт.). На наружных стенах рубки на В.П.

Система вентиляции предназначена для подачи свежего и отвода загрязненного воздуха из бытовых, служебных и санитарных помещений. Вентиляция бытовых помещений расположена в сушилке.

Приточная вентиляция используется в машинном отделении и вытяжная в служебных и санитарных.

2.4 Виды тревог

1.Общесудовая тревога.

2. Тревога «Оставление Судна».

3.Тревога «человек за бортом»

Таблица 9. Расписание по общесудовой тревоге.

Место сбора	Обязаности
	Пробоины по заделки	По борьбе с пожаром.	По герметизации	По защите от омп
Рулевая рубка	Управление судном, общее руководство заделкой пробоины.	Управление судном, общее управление.	Общее руководство герметизации	Общее руководство герметизации. Включает СВЗ.
МО	Начальник аварийной группы, руководит заделкой пробоины. Докладывает на мостик.	Начальник аварийной группы руководит тушением пожара, запускает пожарные насосы , вводит в действие углекислую установку по приказу вахтерного штурмана. Докладывает на мостик.	Руководит герметизацией судна. Докладыват на мостик .	Руководит герметизацией судна, подачей воды в судовую магистраль. Докладывает на мостик.
У трапа в рулевую трубку	Разведка повреждения, о результатах докладывает начальнику аварийной группы или на мостик. Запускает осушительный насос, заделывает пробоину.	Действует огнетушителем , кошмой, пожарным инструментом. Запускает пожарные насосы, подсоеденяет пожарные рукава к пожарному рожку. Подсоединяет пожарный рукав к воздушно-пенному рожку.	Задраивает все люки правого борта и световой люк кубрика на главной палубе.	Герметизирует все люки по левому борту МКО левого борта и сверху . Подает воду в пожарную магистраль.
У трапа в рулевую трубку	Подносит к месту пробоины пробки,клинья, паклю, молот, топор, пилу, разводной упор	Действует огнетушителем, вооружает и подсоединяет пожарный рукав к пожарному рожку, действует пожарным инвентарем. По команде подсоединяет пожарный рукав к эжектору П.О. и действует пено-гасителем.	Задраивает все люки правого борта и световой люк кубрика на главной палубе.	Герметизирует все люки на главной палубе и по правому борту , готовит индивидуальные средства защиты.
У трапа в рулевую трубку	Подносит к месту пробоины аварийное оборудование инструменты и действует по устранению проблемы	Подсоединяет пожарный рукав к пяти-клапанной коробке и действует пожарным стволом. По приказу действует лафетным стволом .	Задраивает все люки на главной палубе.	Проверяет герметизацию, переносит в носовой кубрик индивидуальные средста защиты.

Таблица 10 Расписание по тревогам ЭМ:

Вид тревоги	Обязанности элетромеханика на судне.
Общесудовая тревога	Ходовая вахта в МО. Герметизирует МКО. Готовит спец. вентиляцию МКО. Обеспечивает бесперебойную работу СЭУ, механические судна, а также противопожарных, водоотливных и прочих систем. Докладывает на ГКП. Заместитель ответственного за обеспечение содержания противопожарных средств в хорошем состоянии и готовность их к немедленному использованию.
Борьба с пожаром	Ходовая в МО. Герметизирует МКО. Обеспечивает работу СЭУ систем. По команде включает основной пожарный насос. Отключает электропитание в аварийном помещении. Держит связь с ГКП.
Борьба с водой	Ходовая вахта в О. Обеспечивает работу СЭУ, пожарной, водоотливной систем. По команде с ГКП обесточивает аварийное помещение. Держит связь с ГКП.
Шлюпочная тревога. Оставление судна.	Обесточивает ГЭД. Обеспечивает освещение, питание пж. Насоса и средств связи от АДГ. С электротехническим журналом идет к спас. Плотам. Сбрасывает плоты. Обеспечивает посадку пассажиров и судового персонала в ПСН. Садится в плот. Подбирает с воды пострадавших.
Человек за бортом.	Ходовая в МО. Обеспечивает работу СЭУ, систем, механизмов.

2.5 Ознакомление c судовыми энергетическими установками судна

Энергетическая установка расположена в двух отсеках - машинном отделении №1,2. Расположение механизмов, оборудования, прокладка трубопроводов и электротрасс выполнено с учетом удобства и безопасности их обслуживания, осмотра и ремонта.

Энергетическая установка состоит из:

Двух главных энергетических установок, работающих на четыре винта фиксированного шага; электроэнергетической установки источников электроэнергии в составе двух генераторов трехфазного переменного тока, которые работают по 12 часов поочереди. Третий считается за аварийный.

Главная силовая установка.

Рис. 4. Главный двигатель.

Две силовые установки в составе четырех ДВС агрегатов с мощностью дизелей по 353 квт, каждый ДВС работает на свой гребной винт фиксированного шага (ВФШ). Каждый ДВС состоит из четырехтактного, нереверсивного дизеля имеющего выходной вал для соединения с судовым валопроводом и вал отбора мощности.

Дизель и редуктор установлены раздельно на суповом фундаменте.

Таблица 11. Основные данные главных двигателей.

Тип, индекс, количество.	Guascor FBC 240TA6SD (4шт.) горизонтальный, четырёхтактный, нереверсивный.
Число цилиндров	6
Диаметр цилиндра	152мм
Ход поршня	165 мм
Номинальная мощность	353 кВт
Число оборотов при номинальной мощности	1600 об/мис

Таблица 12. Основные данные судовых генераторов .

Агрегат, тип, индекс , количество.	Volvo, Germany TD5206E (2шт.)
Мощность	128 квт
Наличие число оборотов	1500 об/мин
Вес агрегата	600 кг
Технические условия на агрегат	-
Дизель, тип, индекс, количество.	компрессорный, нереверсивный
Мощность дизеля	40 э.л.с. (номинальная), 44 э.л.с. (максимальная)
Номинальное число оборотов	1500 об/мин

2.6 Изучение источников электроэнергии. Судовая СЭС

Рис 5. Главные дизель-генераторы (работают 12/12ч в сутки).

Комплекс устройств, на судне, преобразующих механическую энергию в электрическую и распределяющих электроэнергию по судовым потребителям. К основным элементам судовой электростанции (СЭС) относятся первичные двигатели, электрические генераторы и ГРЩ с приборами коммутации контроля, сигнализации и защиты. По назначению СЭС делят на основные, аварийные и специальные.

Источником электроэнергии на судне являются два вспомогательные дизель-генераторы . Аварийный генератор - есть.

Каждый агрегат имеет напряжение на зажимах 380 в. Мощность - 128 кВт. Аварийный 380 В. Мощность 80 кВт.

Дизель-генераторы и главный распределительный щит монтированы в машинном отделении. В аварийных случаях, а также при запуске электромоторов и генераторов, источниками электроэнергии являются аккумуляторные батареи. Марки ИСКРА.

Рис 6. Вспомогательные аккумуляторы для запуска главного двигателя и генераторов.

Аккумуляторы стоят в аккумуляторных ящиках , щелочные на левом борту судна , кислотные в машинном отделении. При их работе выделяют газы, которые могут образовывать взрывчатую смесь, поэтому аккумуляторные ящики оборудуют вентиляцией, не связанной с другими объектами.

По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с большим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной емкости аккумулятора (в ампер·часах)

2.7 Изучение судовых электрических двигателей

Судовые электродвигатели.

Электродвигатели вибро и ударо стойкие .



Рис. 7. Электромотор для запуска главного двигателя.

Изоляция обмоток влагостойкая и маслостойкая. Электродвигатели обеспечивают непрерывную работу периодами по 2000 часов оговоренных техническими условиями режимах работы без обслуживания и контроля. Ресурс электродвигателей до первого заводского ремонта 10 000 часов, общий технический ресурс 30 000 часов в течении 8 календарных лет.

Электродвигатели должны иметь защиту от перегрузок, обрыва фазы и короткого замыкания, а также нулевую защиту.

Способы установки и соединения с приводными механизмами электродвигателя, а также конструкции приводного механизма должны полностью исключать попадания воды в электродвигатель по линии вала.

Таблица 13. Неисправности и методы их устранения.

Неисправность	Методы устранения
При включении электродвигатель не трогается с места	Устранить причины, вызвавшие падение напряжения в сети отрегулировать апаратуру управления , исправить приводно механизм.
Электродвигатель гудит вал не вращается	Сменить предохранитель, проверить и затянуть крепеж проводов. Исправить повреждения в пусковой апарутуре.
Вал вращается. Электродвигатель полных оборотов не развивает .	Подключить фазу, устранить причины падения напряжения в сети и чрезмерной перегрузки.
Двигатель внезапно остановился	Устранить причину падения напряжения и неполадки в пусковой аппаратуре , дать остыть двигателю устранить причину вызванную неисправность в приводном механизм.
Электродвигатель перегревается	Остановить двигатель, устранить причины, вызвавшие перегрузки.
Повышение общего уровня вибрации электродвигателя	Пополнить смазкой подшипниковые узлы , по необходимости заменить подшипники.

2.8 Изучение судовой электрической аппаратуры

Предохранитель -- электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрузки при протекании тока превышающий допустимый.

Автоматический выключатель -- это контактный коммутационный аппарат (электротехническое или электроустановочное устройство), способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение определённого устанавливаемого времени и отключать токи в определённом аномальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.

Рубильник -- устройство, применяемое в электротехнических цепях для включения нагрузки с большой силой тока. «Рубильник» является распространенным названием промышленного коммутационного аппарата с ручным управлением, имеющего характерный длинный (20 см и более) рычаг управления, чаще для систем, находящихся под нагрузкой.

Релем -- электромагнитный аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин.

Широко используется в различных автоматических устройствах. Различают электрические, пневматические, механические виды реле, но наибольшее распространение получили электрические (электромагнитные) реле.

Контамктор -- двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Управление контактором осуществляется посредством вспомогательной цепи оперативного тока, проходящего по катушкам контактора. При этом величина оперативного тока, как правило, значительно ниже величины рабочего тока в коммутируемых цепях. Контактор не имеет механических средств для удержания контактов во включенном положении, при отсутствии управляющего напряжения на катушке контактора он размыкает свои контакты.

2.9 Ознакомление c судовыми распределительными устройствами

Рис. 8. Главный Распределительный щит.

Главный распределительный щит состоит из двух секций защищенного исполнения, на которых смонтирована аппаратура управления, коммутации, защиты, контроля и сигнализации работы генератора, а также коммутационно-защитная аппаратура отходящих фидеров.

Аппаратура смонтирована на внутренней стороне панели с выводом рукояток переключателей и автоматических включателей на переднюю сторону щита.

От шин ГРЩ получают питание следущие потребители:

А) электроприводы рулевых машин;

Б) электропривод якорного брашпиля;

В) электропривод компрессора;

Г) электропривод пожарного насоса;

Д) автоматика и сигнализация ВРЩ;

Е) электропривод вспомогательных насосов ВРЩ;

Ж) зарядное устройство;

З) пульт управления;

И) щит освещения ЩО 1;

К) щит освещения ЩО 2;

Пульт управления:

Устройство для контроля и управления работой устройств и процессов. В частности для управления ЭВМ. Пульт управления содержит ряд блоков управления: блок набора информации, блок управления, сигнальный блок и т. д.

2.10 Ознакомление с судовыми автоматизированными системами управления

Таблица 14. Система управления ВРШ.

Система основного управления	Дистанционная следящая пневматика.
Постоянное управление	Количество	Один в ходовой рубке встроен в пульт управления.
Резервное управление	Тип	Ручной, с помощью гидроусилителя на МИШ
	Назначение	Использование при выходе из строя дистанционно пневмонического управления.

Дистанционное управление дизелями позволяет создать наиболее благоприятные условия для машиной команды ( вахтенные избавляются от необходимости находится вблизи работающих механизмов в условиях большого шума, вибрации и высокой температуры).Также автоматизирован - запуск, остановка, изменение частоты вращения .

Система автоматизации дизель-генераторной станцией позволяет- синхронизовать работу генераторов при включении их на параллельную работу, включение резервного источника электроэнергии.

Резервное управление используется в тех случаях, когда неисправность какого-либо механизма в системе не позволяет использовать постоянное (дистанционное) управление. Это сделано для повышения живучести судна.

На основании данных о мощности судовых генераторов и таблицы нагрузок, таблицы потребителей и прочей документации, взятой с судна, в следующем разделе был проведён расчет и выбор режимов работы судовой электроэнергетической станции, проведён расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка кабелей и автоматов и прочие расчёты. Более подробно об этом рассказывается и объясняется в третьем разделе дипломного проекта.

электростанция судно генератор замыкание

Раздел 3.

3.1 Расчет судовой электроэнергетической станции судна типа РО-РО «Гликофилоуса 3». Исходные данные

Тип судна - Грузовой РО-РО.

Таблица 15 Перечень электрифицированных механизмов

Наименование электрифицированного механизма или электро-приемника	Кол-во приёмников n	Мощность Pn, кВт
1.Насос для откачки исп. топлива в танк	1	3,5
2.А/С Блоки	3	15
3.Балластный насос	2	11
4.Пожарный насос	2	11
5.Приточный вентилятор	2	4
6.Д/М перекачивающий насос	2	5
7.Двигатель якорного швартового устройства	2	22
8.Санитарный насос	1	5
9.Главное освещение	2	36
10.Насосы предварительной смазки	2	5
11.Гидрофорная установка	2	1,5
12.Выпрямитель 24V	1	1
13.Вентиляция туалет	2	0,2
14.Вентиляция салона	4	0,2
15.Двигатель аппарели	2	18,5
16.Вентиляцич машинное отделение	2	4
17.Воздушный компрессор	1	1,5
18.Розеточная часть МО	4	0,5
19.Освещение МО	2	0,2
20.Насос обслуживания генератора	1	11
Перечень элементов на судне 24V
21.Панель B1	1	1,135
22.Панель B2	1	0,14
23.Панель B3	1	0,14
24.Нагревательные устройства	-	12,4
Бытовые потребители
25.Камбуз	-	10
26.Прожекторы	4	2
27.Радиооборудование	-	15
28.Электронавигационное оборудование	-	8,5
29.Рулевое устройство	2	20
30.Валоповоротное устройство	1	9

3.2 Определение расчетной нагрузки генераторов СЭЭС

Общие положения по расчету нагрузки электростанции

Мощность судовой электроэнергетической станции зависит от:

1) назначения и типа судна;

2) водоизмещения;

3) мощности ГЭУ;

4) мощности и состава электрифицированных механизмов и других судовых электроприемников;

5) районов плавания;

6) условий комфортности судна, которые включают в себя нали...